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音頻功率放大器怎麽設計?

音頻功率放大器電路設計

壹、題目 音頻功率放大器

二、電路特點

本電路由於采用了集成四運算放大器μPC324C和高傳真功率集成塊TDA2030,使該電路在調試中顯得比較簡單,不存在令初學者感到頭疼的調試問題;與此同時它還具有優良的電氣性能:

① 輸出功率大:在±16V的電源電壓下,該電路能在4Ω負載上輸出每路不少於15W的不失真功率,或在8Ω負載上輸出每路不少於10W的不失真功率,其相對應的音樂功率分別為30W和20W。

② 失真小:放大器在輸出上述功率時,最大非線性失真系數小於1%,而頻寬卻能達到14kHz以上,音域範圍內的頻率失真很小,具備高傳真重放的基本條件。

③ 噪音低:若把輸入端短路,在揚聲器1米外基本上聽不到噪音,放送高傳真節目時有壹種寧靜、舒適的感覺;另外由於使用性能優異的功率集成塊,放大器的開機沖擊聲也很小。

該電路所采用的高傳真功率集成塊TDA2030是意大利SGS公司的產品,是目前音質較好的壹種集成塊,其電氣性能穩定、可靠,能適應常時間連續工作,集成塊內具有過載保護和熱切斷保護電路。電氣性能參數如下:

電源電壓Vcc

±6V~±18V

輸出峰值電流

3.5A

功率帶寬(-3dB)BW

10Hz~140KHz

靜態電流Icco(電源電流)

<60μA

諧波失真度

<0.5%

三、電路圖(另附)

四、電路原理

該電路是由前置輸入級、中間級和輸出級三部分組成的。

前置輸入級是由集成運放1/4μPC324C組成的源級輸出器,它具有輸入阻抗較高而輸出阻抗較低的特點。

中間級是由集成運放1/4μPC324C以及由R4、R5、R6;C4、C5、C6;Rw2、Rw3、組成的選頻網絡壹起構成的電壓並聯負反饋式音調控制放大電路。它具有高低音提升或衰減功能。其工作原理如下:輸入信號通過C4耦合,分兩路輸入運放,壹路由R4、C4、Rw3輸入到5反相端。集成運放B輸出端經過R6、C5反饋到反相端,形成電壓並聯反饋;另壹路由Rw2、C6、 R5、輸入到反相端。在此電路中,選頻網絡中電容量較大的C4、C5對高頻信號(高音)可看作短路,電容量叫小的C6對低頻信號(低音)可看作開路,所有這些電容對中頻信號(中音)可認為開路。根據反相比例運算關系可知,當Rw2、Rw3滑臂在中點時,放大倍數為-1。當Rw3滑點在A端,C4被短路,C5、Rw3並聯與R6串聯後阻抗增加,對低頻信號來說負反饋增強,增益下降,其低音衰減過程,當Rw2滑至C處,R5、R6和R3並聯後的阻抗減小,對高頻信號負反饋削弱,增益提高,對高音起提升作用;在D點,R5、C6與R6並聯後的阻抗減小,並聯後阻抗減小,對高頻信號負反饋增強,對高音起衰減作用。

輸出級是功率放大器,它由集成運放TDA2030和橋式整流電路組成,其中組件C8、R9為電源退耦電路。

由於該電路為雙聲道功率放大器,所以下部分電路與上部分電路完全對稱,故電路原理同上。

五、印刷電路板設計圖(另附)

六、元器件清單及使用儀表工具

電阻:

R1

1K

R2

1K

R3

10

R4

100K

R5

100K

R6

3.3K

R7

100K

R8

3.3K

R9

10

R10

100K

R11

100K

R12

100K

R13

10K

R14

10K

R15

10K

R16

10K

R17

1K

R18

1K

R19

1.5K

R20

1.5K

R21

10K

R22

10K

R23

20K

R24

20K

R25

100K

R26

10K

R27

100K

R28

10K

電容:

C1

2200μ/16V

C2

2200μ/16V

C3

33μ/16V

C4

33μ/16V

C6

0.1

C7

220μ/16V

C8

220μ/16V

C9

10μ/16V

C11

10μ/16V

C12

10μ/16V

C13

33μ/16V

C14

33μ/16V

C16

10μ/16V

C17

0.033

C18

0.033

C19

3300

C21

10μ/6V

C22

10μ/16V

C23

0.047

C23

0.047

C25

300

C26

300

C20

3300

C15

10μ/16V

C5

0.1

C10

10μ/16V

其它組件:

TDA2030(兩塊)、QSZ2A50V、μPC324C(四塊)、滑動變阻器Rw1、Rw2、Rw3、Rw4,散熱片。

儀表工具:萬用表。

七、電路制作及調試過程

首先在拿到電路圖紙後,看清、弄懂邏輯電路圖和印刷電路圖。在熟知電路的原理和特性後,將印有印刷電路圖的貼紙貼在所分發的金屬板上,接著用小刀對其進行雕刻,將多余的貼紙刮去,並用鹽酸和雙氧水比例為1:3的溶液進行腐蝕。然後用清水把腐蝕後的電路板洗凈,並在其上對照印刷電路板進行描點、打點,過後用砂紙將其打磨光滑,再用松香水均勻地塗抹在電路板上。收集齊所需的元件,並對元器件的質量進行判定。(註意:預留的集成塊管腳的空間要準確,不能有太大的誤差;同時二極管、電解電容的極性壹定不能接反。)最後進行元器件的焊接,必須在集成塊焊好的情況下才能接著對二極管、RC元件及導線等進行焊接。(因為集成塊不能受熱,所以動作壹定要幹凈利落。)

在確認電路焊接無誤後,開始進行電路的調試。先把電源接在③、④線上,⑥、①線接地,②、⑤線接入揚聲器,用萬用表對集成運放TDA2030和μPC324C的各引出管腳測出它們之間的電壓與電流,並與其典型值進行對比,看看是否有明顯的差距,判斷集成電路工作是否正常。

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