TDA2030集成電路功率放大器設(shè)計
一、 設(shè)計題目 集成電路功率放大器
二、給定條件
設(shè)計一款額定輸出功率為10 ~ 20W的低失真集成電路功率放大器，要求電路簡潔，制作方便、性能可靠。性能主要指標：
輸出功率：10 ~ 20W（額定功率）；
頻率響應(yīng)：20Hz ~ 100kHz（≤3dB）
諧波失真：≤1％ (10W,30Hz~20kHz）；
輸出阻抗：≤0.16Ω;
輸入靈敏度：600mV（1000Hz，額定輸出時）
三、設(shè)計內(nèi)容
1．根據(jù)具體電路圖計算電路參數(shù)
2．選取元件、識別和測試。包括各類電阻、電容、變壓器的數(shù)值、質(zhì)量、電器性能的準確判斷、解決大功率放大器散熱的問題。
3．了解有關(guān)集成電路特點和性能資料情況
4．根據(jù)實際機殼大小設(shè)計1：1印刷板布線圖
5．制作印刷線路板
6．電路板焊接、調(diào)試（調(diào)試步驟可以參考《模擬電子技術(shù)實驗指
導(dǎo)書》有關(guān)放大器測試過程
7．實訓期間必須遵守實訓紀律、聽從老師安排和注意用電安全。
四、功率放大電路的測試基本內(nèi)容
注意：將輸入電位器調(diào)到最大輸入的情況。
1．測量輸出電壓放大倍數(shù)Au
測試條件：直流電源電壓14v，輸入信號1KHｚ 70 mv（振幅值100mv），輸出負載電阻分別為4Ω和8Ω。
2．測量允許的最大輸入信號（1KHｚ）和最大不失真輸出功率
測試條件：①直流電源電壓14v，負載電阻分別為4Ω和8Ω。
②直流電源電壓10v，負載電阻為8Ω。
3．測量上、下限截止頻率fH和fL
測試條件：直流電源電壓14v，輸入信號70mv（振幅值100mv），改變輸入信號頻率、負載電阻為8Ω。
五、參考資料
TDA2030簡介： TDA 2030 是一塊性能十分優(yōu)良的功率放大集成電路，其主要特點是上升速率高、瞬態(tài)互調(diào)失真小，在目前流行的數(shù)十種功率放大集成電路中，規(guī)定瞬態(tài)互調(diào)失真指標的僅有包括TDA 2030 在內(nèi)的幾種。我們知道，瞬態(tài)互調(diào)失真是決定放大器品質(zhì)的重要因素，該集成功放的一個重要優(yōu)點。
TDA2030 集成電路的另一特點是輸出功率大，而保護性能以較完善。根據(jù)掌握的資料，在各國生產(chǎn)的單片集成電路中，輸出功率最大的不過20W，而TDA 2030的輸出功率卻能達18W，若使用兩塊電路組成BTL電路，輸出功率可增至35W。另一方面，大功率集成塊由于所用電源電壓高、輸出電流大，在使用中稍有不慎往往致使損壞。然而在TDA 2030集成電路中，設(shè)計了較為完善的保護電路，一旦輸出電流過大或管殼過熱，集成塊能自動地減流或截止，使自己得到保護（當然這保護是有條件的，我們決不能因為有保護功能而不適當?shù)剡M行使用）。
TDA2030 集成電路的第三個特點是外圍電路簡單，使用方便。在現(xiàn)有的各種功率集成電路中，它的管腳屬于最少的一類，總共才5端，外型如同塑封大功率管，這就給使用帶來不少方便。
TDA2030 在電源電壓±14V，負載電阻為4Ω時輸出14瓦功率（失真度≤0．5％）；在電源電壓 ±16V，負載電阻為4Ω時輸出18瓦功率（失真度≤0．5％）。該電路由于價廉質(zhì)優(yōu)，使用方便，并正在越來越廣泛地應(yīng)用于各種款式收錄機和高保真立體聲設(shè)備中。該電路可供低頻課程設(shè)計選用。
雙電源供電BTL音頻功率放大器
工作原理: 用兩塊TDA2030 組成如圖1所示的BTL功放電路，TDA 2030（1）為同相放大器，輸入信號Vin通過交流耦合電容C1饋入同相輸入端①腳，交流閉環(huán)增益為KVC①＝1＋R3 / R2≈R3 / R2≈30dB。R3 同時又使電路構(gòu)成直流全閉環(huán)組態(tài)，確保電路直流工作點穩(wěn)定。TAD 2030（2）為反相放大器，它的輸入信號是由TDA 2030（1）輸出端的U01 經(jīng)R5、R7分壓器衰減后取得的，并經(jīng)電容C6 后饋給反相輸入端②腳，它的交流閉環(huán)增益KVC②＝R9 / R7//R5≈R9/R7≈30dB。由R9＝R5，所以TDA 2030（1）與TDA 2030（2）的兩個輸出信號U01 和U02 應(yīng)該是幅度相等相位相反的，即： U01≈Uin·R3 / R2 U02≈－U01·R9 / R5
∵ R9＝R5 ∴ U02 ＝－U01
因此在揚聲器上得到的交流電壓應(yīng)為：
êUYç＝ U01 -（ -U02）＝ 2U01 ＝ 2U02
揚聲器得到的功率 PY 按下式計算：
PY ＝
＝
＝４
＝4 PMONO
BTL 功放電路能把單路功放的輸出功率（PMONO）擴展4倍，但實際上卻受到集成電路本身功耗和最大輸出電流的限制，該電路若在VS＝±14V工作時，PO＝28W。
若在VS＝±16V或±18V（TDA 2030A）工作時，輸出功率會增加，但調(diào)試中應(yīng)密切注視兩塊電路輸出端（④腳 ）的直流電平，它們對地的電平都近似為零，為 圖 1 BTL 功放電路
了保護揚聲器不被
燒壞，通常要在揚聲器回路中串聯(lián)快速熔斷絲。其電路印刷板見圖2。
BTL電路元件清單（單聲道）
電容：1μF×1 22μF×2 0.22μF×2 2200μF×2 0.1μF×2
電阻: 22KΩ×5 680Ω×2 1Ω1W×2
二極管:1N4001×4 1N4004×4
電位器: 22KΩ
圖 2
單電源供電音頻功率放大器
單電源供電音頻放大電路是典型應(yīng)用電路， 由一塊TDA 2030和較少元件組成單聲道音頻放大電路、裝置調(diào)整方便、性能指標好等突出的優(yōu)點。特別是集成塊內(nèi)部設(shè)計有完整的保護電路，能自我保護。
OTL電路元件清單（單聲道）
電容：1μF×1 22μF×1 0.22μF×1 2200μF×2 0.1μF×1 2.2μF×1
電阻: 22KΩ×2 4.7KΩ×1 1Ω1W×1 100KΩ×3 150KΩ×1
二極管:1N4001×2 1N4004×4
電位器: 22KΩ
雙聲道OTL音頻功率放大器印刷電路圖：
TDA2030集成電路OCL功放電路
OCL電路元件清單（單聲道）
電容：1μF×1 2200μF×2 22μF×1 0.1μF×2 0.22μF×1
電阻: 22KΩ×2 680Ω×1 1Ω1W×1
二極管:1N4001×2 1N4004×4
電位器: 22KΩ
