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模擬電子技術基礎課程設計說明書-高保真音頻功率放大器設計(編輯修改稿)

2025-11-29 19:18 本頁面

　

【文章內容簡介】，不滿足設計要求，不可取。乙類工作方式是將靜態工作點移到橫軸上，單是乙類工作電路的導通角為 180176。波形嚴總失真，不滿足設計要求。所以我選擇的是甲乙類工作方式。設計思路：功放電路，我們決定在 OCL、 OTL 和 BTL 電路中選擇其一進行設計。圖 21 OTL 電路圖圖 22 OCL 電路及波形 OTL(Output Transformerless load power amplification circuit,無輸出變壓器的功率放大電路 )電路，是一種輸出級與揚聲器之間采用電容耦合而無輸出變壓器的功放電路，它是高保真功率放大器的基本電路之一，但輸出端的耦合電容對頻響也有一定影響 ]2[ 。 OTL 電路的主要特點有：（ 1）輸出端直流電位為電源電壓的一半；武漢理工大學《模擬電子技術基礎》課程設計說明書 4 （ 2）輸出端與負載之間采用大容量電容耦合，揚聲器一端接地；（ 3）具有恒壓輸出特性，允許揚聲器阻抗在 4Ω 、 8Ω 、 16Ω 之中選擇，最大輸出電壓的振幅為電源電壓的一半，即1/2 Vcc，額定輸出功率約為（ Vcc* Vcc） /(8RL)。 OCL(Output capacitorless power amplification circuit,無輸出電容的功率放大電路 )電路：是在 OTL 電路的基礎上發展起來的。 OCL 電路的主要特點有：采用雙電源供電方式，輸出端直流電位為零；由于沒有輸出電容，低頻特性很好；揚聲器一端接地，一端直接與放大器輸出端連接，因此須設置保護電路；具有恒壓輸出特性；允許選擇 4Ω 、 8Ω 或 16Ω 負載；最大輸出電壓振幅為正負電源值，額定輸出功率約為（ Vcc * Vcc ） /(2RL) ]3[ 。需要指出，若正負電源值取 OTL 電路單電源值的一半，則兩種電路的額定輸出功率相同，都是（ Vcc * Vcc） /(8RL)。 BTL（ bridgetiedload power amplification circuit）電路：稱為平衡橋式功放電路。它由兩組對稱的 OTL 或 OCL 電路組成，揚聲器接在兩組 OTL 或 OCL 電路輸出端之間，即揚聲器兩端都不接地。 BTL 電路的主要特點有：可采用單電源供電，兩個輸出端直流電位相等，無直流電流通過揚聲器，與OTL、圖 23 BTL 功放電路 OCL 電路相比，在相同電源電壓、相同負載情況下， BTL 電路輸出電壓可增大一倍，輸出功率可增大四倍，這意味著在較低的電源電壓時也可獲得較大的輸功率，但是，揚聲器沒有接地端，給檢修工作帶來不便。為了使負載（ 10w/8Ω ）得到較高的輸出功率，充分利用系統電源，增加電源的使用效率。我們決定選擇BTL 電路圖武漢理工大學《模擬電子技術基礎》課程設計說明書 5 圖 23 BTL 功放電路芯片選擇我們選取的芯片為 TDA2030A 芯片。 TDA2030A 芯片： TDA 2030 是一塊性能十分優良的功率放大集成電路，其主要特點是上升速率高、瞬態互調失真小，在目前流行的數十種功率放大集成電路中，規定瞬態互調失真指標的僅有包括 TDA 2030 在內的幾種 ]5[ 。我們知道，瞬態互調失真是決定放大器品質的重要因素，該集成功放的一個重要優點。 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。根據掌握的資料，在各國生產的單片集成電路中，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地進行使用）。 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177。 14V，負載電阻為 4Ω時輸出 14 瓦功率（失真度≤0． 5％）；在電源電壓 177。 16V，負載電阻為 4Ω時輸出 18 瓦功率（失真度≤ 0． 5％）。該電路由于價廉質優，使用方便，并正在越來越廣泛地應用于各種款式收錄機和高保真立體聲設備中。該電路可供低頻課程設計選用。武漢理工大學《模擬電子技術基礎》課程設計說明書 6 圖 24 TDA2030 實物圖最終，我們選擇的原理圖為， tda2030aBTL 功放電路圖。 3 調試軟件介紹仿真軟件概況 Multisim 是加拿大圖像交互技術公司（ Interactive Image Technoligics 簡稱 IIT 公司 )推出的以Windows 為基礎的仿真工具，適用于板級的模擬 /數字電路板的設計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。

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