音响放大器设计与制作

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1、精选优质文档-倾情为你奉上 初始条件：功率芯片 TDA2030A运算放大器 LM324N二极管 1N4001二极管等要求完成的主要任务: 一、设计任务利用分离元件或集成电路制作一个音响放大器，可以放大话筒信号或毫伏级音频信号。二、要求(1) 技术指标如下：(2) a输出功率：0.5W；b负载阻抗：4欧姆；c频率响应：fLfH=50Hz20KHz；d 输入阻抗：20K欧姆；e整机电压增益： 50dB；(3) 电路要求有独立的前置放大级（放大话筒信号）;(4) 电路要求有独立的功率放大级。时间安排： 指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日 目录专心-专注-专业 摘要 音

2、响在日常生活中使用很广泛。本文主要介绍了音响的构成、功能、及工作原理，它由TDA2030芯片所组成的功放电路，LM324四运放大器为前置放大和音调放大构成，本身具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点。而TDA2030一款输出功率大，最大功率到达35W左右， 静态电流小，负载能力强，动态电流大既可带动4-16的扬声器，电路简洁，制作方便、性能可靠的高保真功放，并具有内部保护电路。本设计的功能是将输入音频信号进行放大，是一种可普遍用于家庭音响系统、立体声唱机等电子系统中，便于携带，适用性强。 关键词：音响；功率芯片TDA2030；运算放大器LM324N； Abstract T

3、he sound is widely used in our lives. This article describes the sound of the composition, function, and principle, it is formed by the TDA2030 chip power amplifier circuit, LM 324 quad op amp as the preamp and tone to enlarge constitute itself with supply voltage range, the static power consumption

4、 can be a single power use and low cost advantages. The TDA2030 a high output power, maximum power reaches 35W or so, the static current, load capacity, dynamic current can drive large 4-16 speaker, circuit simplicity, making convenient and reliable high-fidelity power amplifier, and an internal pro

5、tection circuit. This design feature is the input audio signal amplification, it is generally available for home audio systems, stereo player and other electronic system, portable applicability. Keywords: audio; power chip TDA2030; operational amplifier LM324N;1 电路工作模块的选择 1.1放大电路的选择1.1.1采用uA741运算放大器

6、设计电路 图1-1 采用uA741运算放大器设计电路，uA741通用高增益运算通用放大器,早些年最常用的运放之一.应用非常广泛, 双列直插8脚或圆筒8脚封装。工作电压22V,差分电压30V,输入电压18V,允许功耗500mW。1.1.2采用LM324通用四运算放大器 图1-2 采用LM324通用四运算放大器，双列直插8脚封装，的内部包含四组形式完全相同的运算放大器,除电源共用外,四组运放相互独立。它有5个引出脚,其中“+”、“-”为两个信号输入端,“V+”、“V-”为正、负电源端,“Vo”为输出端。两个信号输入端中,Vi-（-）为反相输入端,表示运放，输出端Vo的信号与该输入端的位相反;Vi+

7、（+）为同相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。1.1.3方案选取 uA741是通用放大器,性能不是很好,满足一般需求，而LM324四运放大器具有电源电压范围宽,静态功耗小,可单电源使用,价格低廉等优点，本设计放大倍数不高，LM324能达到f=10KHz的频响要求，故选用LM324四运放大器。1.2 功率放大的选择1.2.1 OTA互补对称功率放大器 图1-3 OTL 电路通常由两个对称的异型管构成，因此又称为互补对称电路，图 3-1 为单电源 OTL 互补对称功率 放大电路。电路中 T1 是推动级（电压放大，也叫激励级），其中Rb1、Rb2是 T1 的基极偏置电阻，Re为

8、T1发射极电阻，Rb为 T1集电极负载电阻，它们共同构成 T1 的稳定静态工作点；T2、T3 组成互补对称功率放大电路的输出级，且 T2、T3工作在乙类状态；C2 为输出耦合电容。功率放大器采用射极输出器，提高了输入电阻 和带负载的能力。性能分析：乙类互补推挽功放(OTL)的输出功率的计算公式如下：输出功率：Po=UoIo=Uo2/RL输出最大功率：Pom=UoIo=Uo2/RL =Uom2/2RL=VCC2/8RL显然Pom与电源电压及负载有关1.2.2 用芯片TDA2030实现 图1-4 TDA2030是德律风根生产的音频功放电路，采用V型5 脚单列直插式塑料封装结构。该集成电路广泛应用于

9、汽车立体声收录音机、中功率音响设备，具有体积小、输出功率大、失真小等特点。并具有内部保护电路。电路特点：外接元件非常少；输出功率大，Po=18W(RL=4)；采用超小型封装（TO-220）,可提高组装密度；开机冲击极小；内含各种保护电路，因此工作安全可靠。主要保护电路有：短路保护、热保护、地线偶然开路、电源极性反接（Vsmax=12V）以及负载泄放电压反冲等。1.2.3 方案选取 TDA2030A能在最低6V最高22V的电压下工作在19V、8阻抗时能够输出16W的有效功率，THD0.1%。用它来做电脑有源音箱的功率放大部分或小型功放再合适不过。2 核心元器件介绍2.1 LM324的介绍LM32

10、4系列器件带有差动输入的四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。LM324系列由四个独立的，高增益，内部频率补偿运算放大器，其中专为从单电源供电的电压范围经营。从分裂电源的操作也有可能和低电源电流消耗是独立的电源电压的幅度。应用领域包括传感器放大器，直流增益模块和所有传统的运算放大器可以更容易地在单电源系统中实现的电路。例如，可直接操作的LM324系列，这是用来在数字系统中，轻松地将提供所需的接口电路，而无需额外的15V电源标准的5V电源电压。 LM324的引脚排

11、列见图(俯视图) 图2-12.2 TDA2030的介绍功率放大的主要作用是向负载提供所需的功率，在信号不失真的前提下，要求输出功率尽可能大，转换效率尽可能高。我们在设计时采用了TDA2030作为功率放大芯片。TDA2030是目前音质较好、价格较低、外围元件较少、应用较方便的一款性价比较高的集成功放。它的电气性能稳定、可靠、能适用长时间连续工作，集成块内部具有过载保护和热切断保护电路，不会损坏器件。在单电源使用时，散热片可直接固定在金属板上与地线相通，无需绝缘，使用十分方便。（1） TDA2030主要参数：参数名称符号单位参数最小典型最大测试条件电源电压VccV+、- 6+- 18静态电流Icc