高保真音频功率放大器课程设计

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1、模拟电子技术课程设计报告设计题目：高保真音频功率放大器的仿真设计与实现院系：信息工程学院班级：电信1101班设计者：文精明学号：13指导教师：李景松设计时间：2012年11月一要求及思路1.1题目：高保真音频功率放大器的仿真设计与实现1.2设计任务：根据技术指标和已知条件，选择合适的功放电路，如：OCL、OTL或BTL电路，完成对高保真音频功率放大器的设计、调试与装配。鼓励自制稳压电源。1.3设计要求：①输出功率10W/8Ω；频率响应20~20KHz；效率>60﹪；失真小。②选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。③利用Proteus或Multisim仿真设计电路原理图，确

2、定电路元件参数、掌握电路工作原理并仿真实现系统功能。④安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告⑤选做：利用仿真软件的PCB设计功能进行PCB设计。1.4设计思路：1.4.1功放电路，我们决定在OCL、OTL和BTL电路中选择其一进行设计。图表1OTL电路图表2OCL电路OTL(OutputTransformerLess)电路：称为无输出变压器功放电路。是一种输出级与扬声器之间采用电容耦合而无输出变压器的功放电路，它是高保真功率放大器的基本电路之一，但输出端的耦合电容对频响也有一定影响。OTL电路的主要特点有：采用单电源供电方式，输出端直流电位为电源电压的一半；输出端与负载之

3、间采用大容量电容耦合，扬声器一端接地，具有恒压输出特性，允许扬声器阻抗在4Ω、8Ω、16Ω之中选择，最大输出电压的振幅为电源电压的一半，即1/2VCC，额定输出功率约为1/(8RL)。OCL(OutputCapacitorLess)电路：称为无输出电容功放电路，是在OTL电路的基础上发展起来的。OCL电路的主要特点有：采用双电源供电方式，输出端直流电位为零；由于没有输出电容，低频特性很好；扬声器一端接地，一端直接与放大器输出端连接，因此须设置保护电路；具有恒压输出特性；允许选择4Ω、8Ω或16Ω负载；最大输出电压振幅为正负电源值，额定输出功率约为1/(2RL)。需要指出，若

4、正负电源值取OTL电路单电源值的一半，则两种电路的额定输出功率相同，都是1/(8RL)。BTL（BalancedTransformerLess）电路：称为平衡桥式功放电路。它由两组对称的OTL或OCL电路组成，扬声器接在两组OTL或OCL电路输出端之间，即扬声器两端都不接地。BTL电路的主要特点有：可采用单电源供电，两个输出端直流电位相等，无直流电流通过扬声器，与OTL、OCL电路相比，在相同电源电压、相同负载情况下，BTL电路输出电压可增大一倍，输出功率可增大四倍，这意味着在较低的电源电压时也可获得较大的输功率，但是，扬声器没有接地端，给检修工作带来不便。经过筛选，为了得

5、到更大的电压增益放大，以及更大的功率放大，我们决定选择BTL电路图。1.4.2芯片选择。我选取的芯片为TDA2030A芯片.TDA2030是一块性能十分优良的功率放大集成电路，其主要特点是上升速率高、瞬态互调失真小，在目前流行的数十种功率放大集成电路中，规定瞬态互调失真指标的仅有包括TDA2030在内的几种。我们知道，瞬态互调失真是决定放大器品质的重要因素，该集成功放的一个重要优点。TDA2030集成电路的另一特点是输出功率大，而保护性能以较完善。根据掌握的资料，在各国生产的单片集成电路中，输出功率最大的不过20W，而TDA2030的输出功率却能达18W，若使用两块电路组成

6、BTL电路，输出功率可增至35W。另一方面，大功率集成块由于所用电源电压高、输出电流大，在使用中稍有不慎往往致使损坏。然而在TDA2030集成电路中，设计了较为完善的保护电路，一旦输出电流过大或管壳过热，集成块能自动地减流或截止，使自己得到保护（当然这保护是有条件的，我们决不能因为有保护功能而不适当地进行使用）。TDA2030集成电路的第三个特点是外围电路简单，使用方便。在现有的各种功率集成电路中，它的管脚属于最少的一类，总共才5端，外型如同塑封大功率管，这就给使用带来不少方便。TDA2030在电源电压±14V，负载电阻为4Ω时输出14瓦功率（失真度≤0．5％）；在电源电压

7、±16V，负载电阻为4Ω时输出18瓦功率（失真度≤0．5％）。该电路由于价廉质优，使用方便，并正在越来越广泛地应用于各种款式收录机和高保真立体声设备中。该电路可供低频课程设计选用。最终，我们选择的原理图为，TDA2030aBTL功放电路图。二仿真软件介绍2.1仿真软件概况Proteus软件是英国Labcenterelectronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然