摘要
功放，可以说是各类音响器材中最大的一个家族了，其作用主要是将音源器材输入的较微弱信号进行放大后，产生足够大的电流去推动扬声器进行声音的重放。
特别的，TDA2030A功率放大电路所需的元件很少，制作简单，效果良好。用它来做电脑有源音箱的功率放大部分或MP4等小型功放再合适不过。
本设计主要由电源部分、音调控制级、功率放大级三部分组成。它的作用主要是放大音频信号。为了保证功放效果，电路采用TDA2030A作为功放IC，因为它具有失真小、功率大、外围元件少、开机冲击极小、内含各种保护电路、保真度高等优点。
信号流程：音频信号输入经音量电位器，再由电容耦合，进入TDA2030A的1脚，由集成电路放大后从4脚输出，经输出耦合电容到达扬声器。
关键字：TDA2030A 功放电路放大音频信号
ABSTRACT
ABSTRACT
The power amplifier can be regarded as the biggest family among various types of audio equipments，the main function of which is to amplify the weak signal that audio equipment inputs, thus producing a large enough current to drive the sound reproduction of speakers.
In particular, the power amplification circuit of TDA2030A contains a small number of components and is easy to make，but has a good effect. It would be very suitable if it is used as the power amplifier of the active speaker of computer or the minitype amplifier of MP4.
This project mainly consists of three parts: the power source, the tone control level, and the power amplified level. It is mainly used to amplify the audio signal. In order to ensure the effect of power amplifier, the TDA2030A is used as the IC of power amplifier in the electric circuit, as it has a series of advantages: low distortion, big power, less peripheral elements, extremely small starting impact, containing various kinds of protection circuits, high fidelity, etc...
The signal flow: First, the audio signal is input by the volume potentiometer, and then coupled by capacitor. Second，after flowing into the line 1 of TDA2030A, it is amplified by the IC. Finally，the audio signal is output from line 4 and then reaches speaker through the coupling capacitor of output.
Keywords: TDA2030A The circuit of Power amplifying Amplification of audio signal
目录i
目录
第一章概述 (1)
1.1 系统开发背景及研究现状 (1)
1.2人们使用超低音的理由 (1)
1.3 课题的主要内容 (3)
第二章集成功放的设计 (5)
第三章设计任务内容及要求 (9)
3.1 设计目的 (9)
3.2设计任务及主要技术指标 (9)
3.3 工作原理分析 (9)
第四章方法设计与论证 (13)
4.1 方案一 TDA2030A的BTL电路 (14)
4.2 方案二TDA2030A的OCL电路 (15)
4.3 方案三 TDA2030A的OTL电路 (15)
4.4 系统电路设计 (16)
第五章单元电路设计 (23)
5.1 电源部分 (23)
5.2 功放部分 (23)
第六章安装与焊接及软件介绍 (27)
6.1 电路的安装与焊接 (27)
6.2 Protel 99se简介 (31)
第七章结束语 (33)
致谢 (35)
ii
目录
参考文献 (37)
附录A：硬件设计原理图 (39)
附录B：所用元器件 (41)
第一章概述1
第一章概述
1.1 系统开发背景及研究现状
功率放大器简称功放，俗称“扩音机”，是音响系统中最基本的设备，它的任务是把来自信号源（专业音响系统中则是来自调音台）的微弱电信号进行放大以驱动扬声器发出声音。“SubWoofer”在商业或民用上通常被称为“超低音音箱”，其实“超”这个形容词是不对的，它重放的频率带通常是由上限的150Hz或100Hz至最低的25Hz左右，这只是低音而不是超低音。因为20Hz以下的频率才是超过人耳聆听的音乐范围的低音，从科学或专业的解释角度来看，也只有低于20Hz的频率才能称为“超”低音。但一般所说的超低音既是指重放频率下限在20Hz以上的低音。无论是重播大动态音乐抑或电影音效时，超低音音箱的重要性甚至更胜于传统落地式的立体声音箱。这是因为包含于许多音乐(交响乐或弦琴鼓乐)以及许多电影内的特殊声音效果都是极为雄壮且动态感十足的低音，这种声音效果并不单只是要让聆听者“听”到，而更是要让他们“感受”到此情此景的氛围。
1.2人们使用超低音的理由
超低音主要分为两大类，它们是无源式(PASSIVE)及有源式(ACTIVE)两种。目前在市面上有很多三件头的带超低音和两个小型主音箱的"3D"卫星系统(Subwoofer/Satellite System)，在这种系统中只用一个超低音箱，因此超低音是单声道(L+R)信号，在分音点以上才有立体声效果。这种系统是利用前级的音量控制旋扭来决定所有音箱的音量，如果超低音的灵敏度或音量跟主音箱不平均，会引发声场混乱、频响不均衡、声象定位出不来等情况，而此时当超低音的摆位上又不能解决这问题时，这些问题就难以改善，这种Subwoofer通常只在低级低价系统(low—Fi System)出现。
还有一种无源式超低音，左右主音箱是全音域，而超低音是在其频率上限截止点以下的低音出现时才发声。这种系统叫接驳式的超低音系统，如主音箱重放的频率是在65Hz以下衰减，超低音的分音点就是在65Hz左右，它的目的就是把主音箱接驳顺畅。这种系统的问题就是虽然主音箱在65Hz之下衰减，但并? 说它的
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基于TDA2030A超低音功放电路的设计
低频在65Hz之下就开始截止降低，这些降低的程度是要看每个音箱在设计上的要求而定，所以在65Hz之下以超低音音箱重播，仍然会跟主音箱发生冲突，重要的理由就是超低音的喇叭单元跟主音箱的单元是不同产品，当两个不同的音箱喇叭单元时收到信号之后，如超低音大口径单元的振动质量肯定大于主音箱的喇叭单元，故发声速度要慢一些，它们一定不会同时发声的。
所以有很多玩这种超低音的发烧友觉得加了超低音之后，效果是比不加时更乱。这种超低音的设计者通常是尽可能把超低音的分音点校到最低，就是要避免跟主音箱有冲突。这种系统的超低音分音点应该只可以为某一对主音箱而设计，当要换左右主音箱时，超低音音箱的分音点一定要再校。尽管有些主音箱虽然是65Hz以下就衰减，但到20Hz时还有声音，当这些音箱加上驳接式的超低音时，效果可能会觉得更差，低音不够结实，没有质感，也可能觉得低音很乱。生产这种超低音的厂家通常是把主音箱一起设计的。否则在分音点及它们的频率截止点上的衰减(dB/octave)上会有问题，这些也是低价系统low-Fi System的玩意。
有源式ACTIVE(双放大器)超低音系统，信号直入带有源分频的前级，100Hz以下的频率由低音放大器放大后送至超低音音箱播出。100Hz以上的频率经分频后送至主音箱的后级，放大后由主音箱播出。此时要有一个音量控制用来控制超低音音量跟主音箱在音量上的比例，除此之外，还要有一个相位调节钮，可以把低音放大器的相位(Phase) 由0-180任意调校。因为超低音放大器跟主音箱的功率放大器可能是不同设计，它们在大多数情况下都不会同一相位的，不同相位的聆听效果会使聆听者觉得有不一样的感觉，这个相位调节钮就是用来使超低音跟主音箱达到同一相位的效果。当由不同相位调校到同一相位的时候，音量是会觉得大声一点，低音会比较Solid (丰富)一点。相位相反到180度时声音的效果会稍为慢一些。
玩超低音的读者大多数认为是因为小型音箱的低音不够，才用超低音。至于大喇叭落地箱就没有用超低音的必要，其实玩超低音并不是用来辅助低音这样简单。在市场上只有极少数传统型式的扬声器能够忠实地再生出电影声音内的低音音效，而绝大部分的就算是中高价A V环绕放大器，也没有足够的功率能量去驱动超低音扬声器。若是采用了有源主动式超低音扬声器，那么以上两个问题便可以迎刃而解了。
第一章概述3
1.3 课题的主要内容
设计一种超低音功放电路，该电路具有超低音和功放功能两部分。TDA2030A 功率放大管利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。因为声音是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β是三极管的交流放大倍数，应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流(或电压)是原先的β倍的大信号，这现象成为三极管的放大作用。经过不断的电流及电压放大，就完成了功率放大。
功放的主要性能指标有输出功率，频率响应，失真度，信噪比，输出阻抗，阻尼系数等。
1. 输出功率：单位为W，由于各厂家的测量方法不一样，所以出现了一些名目不同的叫法。例如额定输出功率，最大输出功率，音乐输出功率，峰值音乐输出功率。
(1) 音乐功率：是指输出失真度不超过规定值的条件下，功放对音乐信号的瞬间最大输出功率。
(2)峰值功率：是指在不失真条件下，将功放音量调至最大时，功放所能输出的最大音乐功率。
(3)额定输出功率：当谐波失真度为10%时的平均输出功率。也称做最大有用功率。通常来说，峰值功率大于音乐功率，音乐功率大于额定功率，一般的讲峰值功率是额定功率的5--8倍。
2. 频率响应：表示功放的频率范围，和频率范围内的不均匀度。频响曲线的平直与否一般用分贝[db]表示。家用HI-FI功放的频响一般为20Hz--20KHZ正负1db.这个范围越宽越好。一些极品功放的频响已经做到0--100KHZ。
3. 失真度：理想的功放应该是把输入的讯号放大后，毫无改变的忠实还原出来。但是由于各种原因经功放放大后的信号与输入信号相比较，往往产生了不同程度的畸变，这个畸变就是失真。用百分比表示，其数值越小越好。HI-FI功放的
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基于TDA2030A超低音功放电路的设计
总失真在0。03%--0。05%之间。功放的失真有谐波失真，互调失真，交叉失真，削波失真，瞬态失真，瞬态互调失真等。
4. 信噪比：是指信号电平与功放输出的各种噪声电平之比，用db表示，这个数值越大越好。一般家用HI-FI功放的信噪比在60db以上。
5. 输出阻抗：对扬声器所呈现的等效内阻，称做输出阻抗。
第二章集成功放的设计5
第二章集成功放的设计
功率放大器，简称“功放”。很多情况下主机的额定输出功率不能胜任带动整个音响系统的任务，这时就要在主机和播放设备之间加装功率放大器来补充所需的功率缺口，而功率放大器在整个音响系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用，在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。
音频放大电路是典型应用电路，由一块TDA2030A和较少元件组成的音频放大电路、装置调整方便、性能指标好等突出的优点。特别是集成块内部设计有完整的保护电路，能自我保护。
TDA2030A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TDA2030A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。
TDA2030A功率放大管利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。因为声音是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β是三极管的交流放大倍数，应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流(或电压)是原先的β倍的大信号，这现象成为三极管的放大作用。经过不断的电流及电压放大，就完成了功率放大。
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TDA2030A的输出功率却能达18W，若使用两块电路组成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TDA2030A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）。电路特点：
1. 外接元件非常少。
2. 输出功率大，Po=18W(RL=4Ω)。
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基于TDA2030A超低音功放电路的设计
3. 采用超小型封装（TO-220）,可提高组装密度。
4. 开机冲击极小。
5. 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。
6. TDA2030A能在最低±6V最高±22V的电压下工作在±19V、8Ω阻抗时能够输出16W的有效功率，THD≤0.1%。无疑，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了。
TDA2030A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，在焊接电路板的时候TDA2030A 的管脚的分布对于焊接的时候很重要的，如果管脚的区分有错，直接会导致的功率放大器烧掉。通过查阅资料知道他的管脚分布为：汉字对着人，从左往右数为1 2 3 4 5 其中
1 为同相输入端
2为反相输入端
3为功率放大器的接地端
4为功率放大器额的输出端
5为功率放大器的电源线的接入端
图2.1 TDA2030A外形
图2.2 功能框图
第二章集成功放的设计7
表 2.1 引脚说明
引脚符号功能引脚符号功能
1 IN 信号输入 4 OUT 输出
2 NF 负反馈 5 Vcc 正电源
3 VEE/GND 负电源/地
注意事项：
1. TDA2030A具有负载泄放电压反冲保护电路，如果电源电压峰值电压40V的话，那么在5脚与电源之间必须插入LC滤波器，以保证5脚上的脉冲串维持在规定的幅度内。
2. 热保护：限热保护有以下优点，能够容易承受输出的过载（甚至是长时间的），或者环境温度超过时均起保护作用。
3. 与普通电路相比较，散热片可以有更小的安全系数。万一结温超过时，也不会对器件有所损害，如果发生这种情况，Po（当然还有Ptot）和Io就被减少。
4. 印刷电路板设计时必须较好的考虑地线与输出的去耦，因为这些线路有大的电流通过。
5. 装配时散热片与之间不需要绝缘，引线长度应尽可能短，焊接温度不得超过260℃，12秒。
6. 虽然TDA2030A所需的元件很少，但所选的元件必须是品质有保障的元件。
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基于TDA2030A超低音功放电路的设计
第三章设计任务内容及要求9
第三章设计任务内容及要求
3.1 设计目的
1. 要求了解集成功率放大器内部电路工作原理，掌握其外围电路的设计与主要性能参数的测试方法。
2. 要求掌握音频功率放大器的设计方法与小型电子线路系统的装调技术。
3.2设计任务及主要技术指标
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。完成对超低音功放电路的设计、装配与调试。
3.3 工作原理分析
音频功率放大器的效果是让输入信号的音量和功率在输出端上高功率低失真的音频信号。要求电源的使用效率高，尽可能的减小线性失真。
功放的几个重要参数：
1．输入灵敏度，是指功放所需最小输入信号电平，它是要求将音源信号放大到足够推动后级功放所需要的必要条件。
2．谐波失真度，这是功放一项极重要的指标，谐波失真是非线性失真的一种，它是放大器在工作时的非线性特征所引起的，失真结果是产生了新的谐波分量，使声音失去原有的音色，严重时声音发破、刺耳。谐波失真还有奇次和偶次之分，奇次谐波会使人烦躁、反感，容易被人感知。有些功放听起来让人感到烦躁，感觉疲劳，就是失真较大所引起的。对功放影响最大的就是失真度，一般高保真要求谐波失真在0.05%以下，越低越好。除了谐波失真外，还有互调失真，交叉失真，削波失真，瞬态失真，相位失真等，它们是影响功放质量的罪魁祸首。考核功效的优劣，首先要看它的失真度，像意大利Sinfoni（诗芬尼）功放的总的谐波失真
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基于TDA2030A超低音功放电路的设计
就在0.01%以下。
3．输出功率：
(1) 额定输出功率，称为（RMS），指放大器输出的音频信号在总谐波失真范围内，所能输出的最大功率。它一般是交流信号峰值的0.707倍。
(2) 平均功率，平均功率一般是指各个频率点的平均消耗功率，它与额定输出功率有点类似，但是它一般要参考时间。
(3) 峰值输出功率，功放所能输出的最大音乐功率称为峰值输出功率，它不考虑失真，通常为（RMS）功率的1.414倍左右。
(4) 峰值-峰值功率，它是指正电压峰值到负电压的峰值的功率，它是峰值输出功率的四倍。它的出现是厂家出于商业目的，并无实际意义。
4．信噪比，数值越大越好，一般用（S/N）表示，用信号功率Ps与噪声功率Pn的比值的分贝数表示，即
S/N=10lgPs/Pn=20lgVs/Vn（db）式（3-1）式中Vs、Vn分别为信号电压与噪声电压。信噪比与输入信号电平的增加，信噪比也逐渐加大，但当输入信号电平达到某一数值后，信噪比基本保持不变。按目前高保真要求，信噪比应达90dB以上为好，进口高档的功放机往往可达110-120dB，其性能可想而知了。有的信噪比后面有A计权字样，A计权是指将噪声信号通过加权网络后测得的结果，由于人们对于高、低频段的噪声相对来说不太灵敏，所以出现了这样的计权方式。计权噪声更加直观地代表人们实际感受到的噪声信号状况。总之，信噪比越大，表明混在信号里的噪声越小，放音质量越好，便重放音乐清晰，干净而有层次。
5．频率响应，早期俗称功率带宽，指谐波失真不超过规定值时，功放的1/2额定功率频带宽度，即有高低端下跌-3dB的两个频率点之间所包括的频带，称之为功率带宽。
6．阻尼系数，主要是对低频而言，是直接影响低音音质的极重要的技术参数。众所周知，喇叭的口径越大，低音相对就越好，但音盆越大其运动惯性也随之加大，此惯性使它很难与音频信号同步运动，往往表现出的声音混浊不清，尤其在100-400Hz低频，容易造成声染色，使人听起来模糊不清，很不自然。有些改装车
第三章设计任务内容及要求11的低音喇叭，低频信号强时颤振不止，低音拖尾严重，这就是音盆惯性所引起的。在功放设计时，工程师对功放采取一些技术措施，如选择多管并联，低内阻（毫欧级）大功率管，提高工作电压，选择优质线材等，极力提高阻尼系数，使它能够针对喇叭惯性运动，产生“电阻尼”作用，使音盆的运动与音频信号同步运动，尽可能使音盆在驱动信号结束后很快恢复到零位（即中心位置），这种阻止效果就是阻尼系数（Damp Factor），D=Rs/Ri，Rs=喇叭阻抗，Ri=功放输出内阻，D越大，音盆与信号同步效果就越好，低音就越纯越干净，重放效果就越好。
7．转换速率（Slew rate），功放的转换速率极大地影响着高音重放质量与性能。转换速率越快，高音音质就越佳，越能准确地捕捉到稍纵即逝的高频信息。高档功放可做到十几至几十V/us，低中档功放都一般不标出，这种转换速率的数值高低，与设计，用料有密切关系，但也不宜太高，太高会产生人耳听不见的20KHz 以上超音信号，不但对改善音质无作用，反而容易烧坏高音喇叭。
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基于TDA2030A超低音功放电路的设计
第四章 方法设计与论证
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第四章 方法设计与论证
一个实用的放大器通常有3个部分：输入级、中间级及输出级，起任务各不相同。一般地说，输入级与信号源相连，因此，要求输入级的电阻大，噪声低，共模抑制能力强，阻抗匹配等；中间级主要完成电压放大任务，以输出足够大的电压；输出级主要向负载提供足够大的功率，以便推动如扬声器、电动机之类的功率负载。功率放大电路的主要任务是放大信号功率。
音频功率放大器的效果是让输入信号的音量和功率在输出端上高功率低失真的音频信号。要求电源的使用效率高，尽可能的减小线性失真。
初步画出原理框图如下：
音 频 输 入
直流电源+15V 电 源 输 入
TDA2030
集 成 功 放
电
路
音 频
输 出
图4.1 初步电路原理框图
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基于TDA2030A超低音功放电路的设计
4.1 方案一 TDA2030A的BTL电路
TDA2030A的BTL电路的特点是在相同的电源供电条件下可以得到较普通功放两倍以上的功率。在±12V供电时输出功率可达到20W以上，想获得更大的输出功率克提高输入电压，最大不超过±22V，其内部电路包括输入电路，中间级，输出电路。
BTL电路介绍：
(Bridge-Tied-load)意为桥接式负载。负载的两端分别接在两个放大器的输出端。其中一个放大器的输出是另外一个放大器的镜像输出，也就是说加在负载两端的信号仅在相位上相差180°。负载上将得到原来单端输出的2倍电压。从理论上来讲电路的输出功率将增加4倍。BTL电路能充分利用系统电压，因此BTL结构常应用于低电压系统或电池供电系统中。在汽车音响中当每声道功率超过10w 时，大多采用BTL形式。BTL形式不同于推挽形式，BTL的每一个放大器放大的信号都是完整的信号，只是两个放大器的输出信号反相而已。用集成功放块构成一个BTL放大器需要一个双声道或两个单声道的功放块。但是并不是所有的功放块都适用于BTL形式，BTL形式的几种接法也各有优劣。典型的功放集成块有TDA2030A LM1875 LM4766 LM3886 TDA1514等.
BTL（Balanced Transformer Less）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出功率，但是，扬声器没有接地端，给检修工作带来不便。
BTL电路的优点有只需要单电源供电，(但还是有用双电源)且不用变压器和大电容，输出功率高。缺点是所用管子数量多，很难做到管子特性理想对称，且管子总损耗大，转换效率低。
第四章方法设计与论证15
4.2 方案二TDA2030A的OCL电路
OCL 是英文 Output Capacitor Less 的缩写，意为无输出电容。采用两组电源供电，使用了正负电源，在电压不太高的情况下，也能获得比较大的输出功率，省去了输出端的耦合电容。使放大器低频特性得到扩展。OCL 功放电路也是定压式输出电路，为钏电路由于性能比较好，所以广泛地应用在高保真扩音设备中。
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 /(2RL)。需要指出，若正负电源值取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 /(8RL)。因为我最终选择的是OCL电路，所以后文会有详细介绍。
4.3 方案三 TDA2030A的OTL电路
TDA2030A的OTL电路为单电源供电，在相关参数计算中电源均由V的一半代替。
OTL电路介绍：
省去输出变压器的功率放大电路通常称为OTL电路。其中，OTL为Output TransformerLess 的缩写。OTL电路为单端推挽式无输出变压器功率放大电路。通常采用电源供电，从两组串联的输出中点通过电容耦合输出信号。OTL(Output transformerless )电路是一种没有输出变压器的功率放大电路。过去大功率的功率放大器多采用变压器耦合方式，以解决阻抗变换问题，使电路得到最佳负载值。但是，这种电路有体积大、笨重、频率特性不好等缺点，目前已较少使用。OTL电路不再用输出变压器，而采用输出电容与负载连接的互补对称功率放大电路，使电路轻便、适于电路的集成化，只要输出电容的容量足够大，电路的频率特性也能保证，是目前常见的一种功率放大电路。
它的特点是：采用互补对称电路(NPN、PNP参数一致，互补对称，均为射随组态，串联，中间两管子的射极作为输出)，有输出电容，单电源供电，电路轻便可
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基于TDA2030A超低音功放电路的设计
靠。“两组串联的输出中点”可理解为采用互补对称电路(NPN、PNP参数一致，互补对称，均为射随组态，串联，中间两管子的射极作为输出)。
OTL电路的优点是只需要一组电源供电。缺点是需要能把一组电源变成了两组对称正、负电源的大电容；低频特性差。
TDA2030A使用方便，外围元件少，一般不需要调试即可成功，比较三种方案，都有很多优缺点。
OTL，无变压器功放电路，优点是可以使用单电源供电，是电池供电的首选电路。缺点是需要通过体积较大的电解电容作为输出耦合。
OCL，无输出电容功放电路，优点是省去体积较大的输出电容，频率特性好，缺点是需要双电源供电，对电源的要求稍高。
BTL，由两个相同的OCL电路组成一个功率更大的功放电路，无论使用单电源还是双电源供电都不需要输出电容，理想输出功率是单个OCL电路的4倍。优点是功率做得更大，缺点是电路比较复杂。
相比之下方案一一般用于功率较大的功率放大器中，且由两个芯片组成，电路图理解方面较复杂；方案三为单电源，对电源利用率较低，功率较低。另一方面，由于时间和已有元件的限制，我选择了方案二。
4.4 系统电路设计
Protel画图的具体步骤：
1. 打开protel，建立项目，选择Schematic.Document来创建一个电路原理图设计文件sheet.ddb。双击sheet.ddb进入原理图设计主界面。
2.
（1）熟悉工具条
（2）熟悉快捷键的利用
（3）选择元器件，元件库里没有的元件自己编辑后放入原理图界面，编辑元件是从书上学的，下面是一些自己编辑的一些新元件。
（4）摆放元件
Space键：让元件作90°的旋转；
音频功率放大器设计 一、设计任务 设计一个实用的音频功率放大器。在输入正弦波幅度≤5mV，负载电阻等于8Ω的 条件下，音频功率放大器满足如下要求： 1、最大输出不失真功率P OM≥8W。 2、功率放大器的频带宽度BW≥50Hz~15KHz。 3、在最大输出功率下非线性失真系数≤3%。 4、输入阻抗R i≥100kΩ。 5、具有音调控制功能：低音100Hz处有±12dB的调节范围，高 音10kHz处有±12dB的调节范围。 二、设计方案分析 根据设计课题的要求，该音频功率放大器可由图所示框图实现。 下面主要介绍各部 分电路的特点及要求。 图1 音频功率放大器组成框图 1、前置放大器 音频功率放大器的作用是将声音源输入的信号进行放大，然后输
出驱动扬声器。声音源 的种类有多种，如传声器（话筒）、电唱机、录音机（放音磁头）、CD唱机及线路传输等，这些声音源的输出信号的电压差别很大，从零点几毫伏到几百毫伏。一般功率放大器的输入灵敏度是一定的，这些不同的声音源信号如果直接输入到功率放大器中的话，对于输入过低的信号，功率放大器输出功率不足，不能充分发挥功放的作用；假如输入信号的幅值过大，功率放大器的输出信号将严重过载失真，这样将失去了音频放大的意义。所以一个实用的音频功率放大系统必须设置前置放大器，以便使放大器适应不同的的输入信号，或放大，或衰减，或进行阻抗变换，使其与功率放大器的输入灵敏度相匹配。另外在各种声音源中，除了信号的幅度差别外，它们的频率特性有的也不同，如电唱机输出信号和磁带放音的输出信号频率特性曲线呈上翘形，即低音被衰减，高音被提升。对于这样的输入信号，在进行功率放大器之前，需要进行频率补偿，使其频率特性曲线恢复到接近平坦的状态，即加入频率均衡网络放大器。 对于话筒和线路输入信号，一般只需将输入信号进行放大和衰减，不需要进行频率均衡。前置放大器的主要功能一是使话筒的输出阻抗与前置放大器的输入阻抗相匹配；二是使前置放大器的输出电压幅度与功率放大器的输入灵敏度相匹配。由于话筒输出信号非常微弱，一般只有100μV~几毫伏，所以前置放大器输入级的噪声对整个放大器的信噪比影响很大。前置放大器的输入级首先采用低噪声电路，对于由晶体管组成的分立元件组成的前置放大器，首先要选择低
一个简单功放设计制作与电路图分析|电路图 - dickmoore的日志 - 网易博客 默认分类 2009-11-09 19:01 阅读32 评论0 字号：大中小 一个简单功放设计制作与电路图分析|电路图 电子资料 2009-11-06 11:15 功放电路图 一个简单功放设计制作与电路图分析 我的电脑音响坏了快一年了，每次看电影都用耳机,每次用的耳朵都痛,很不爽.因此就想亲手做一个小功放用用,前几天又去了趟电子市场发现有LM386，很便宜，所以干脆用386做了一个单声道的功放先用着,有时间把另外一个声道也加上.在这里把功放设计到调试基本完成的过程写写,纪念这个过程. 1.设计 我们是听听就算的门外汉,对20~20K的音域也不是完全敏感.所以幅频特性不用考虑太多,但是自己要用得爽声音一定要大,因此LM386一般的输出功率肯定是不够拉(好像极限功率也就1W左右,具体还是看芯片资料吧),所以就浪费些多加个LM386做成BTL电路,提高一倍再说.设计出来的电路就是这个样子,原理很简单,就不说了 2.调试 a. 两个104的电容本来是用来隔直的,不过好像电脑主板和声卡上出来的音频都不带直流成份,而且用104时输入电平 比较高的时候声音有失真,(估计是低频过滤在输入电平高的时候人听起来比较明显).于是去掉两个104的电容. b. 在这个时候上电(我用的是12V),接上我的MP3一听,嗯!还不错,可是就是杂声比较厉害,调了调R1的大小,当R1被 调到最大的时候杂声没有了,最小的时候也没有了(这不是废话么,最小的时候输入都没有了 .把连接到功放的音频线拔了也没杂音了,原因可能有两个音频线上有电容在输入电阻R1比较小的时候,和LM386自激产生杂音,一放大就不得了了.于是决定R1就直接调到50K,音量就让MP3调去吧. c. 好像一切都没有问题了,拿到电脑上吧,刚接上去,嗯声音停大,不错!!刚以为要完事,电脑里一首歌就放完了,本来该是安静的却听见喇叭里噼噼啪啪,这个噪声奇了怪了,开始还是以为是R1的问题,索性就把R1去掉(反正LM386也不希罕从前级得到能量),噪音仍然存在,怀疑是主板上的高频噪声,于是在输入端并上一个102的电容---不起作用.这个电容也不敢并大了,大了要影响高频特性.又怀疑是功率大了C1吃不消,于是又在电源上并了一个100uF的电容,还是不行....... d. 就在这个时候用手一抓我的功放输入端的焊点,好了!没杂音了,仔细一想,原来是这样:我从电脑接出来的线是一个声
音响灯光汽车功放电源电路分析 时间:2010-09-20 10:13来源:unknown 作者:admin 点击:5次 汽车功放电源电路分析2010-06-10 18：43一。电源电路采用开关电源方式，将蓄电池的+12V直流电变换成为±22V供功放电路使用。它由一片集成电路TL494CN和几只大功率场效应管以及一只开关变压器等组成了比较典型的并联型开关稳压电路。为了提高输出功率。两路开关管均采用双管并联的方式，即Q1和Q2并联，Q3和Q4并联。在电路中，B+端接蓄电池的正极，REMOTE为开机控制端。开机时，控制电压+12V通过D4加到TL494的电源脚12脚，其14脚输出基准电压5V，13脚为输出状态控制端，当13脚接地时，两路输出晶体管同时导通或截止，形成单端工作状态。在图中，13脚与14脚相连，形成双端工作状态，其内部两路输出晶体管交替导通。TL494的⑤脚和⑥脚上外接的电阻R9和电容c4及内部电路组成振荡电路，可输出约几十千赫的振荡信号。该信号经片内处理后，从⑨脚和⑩脚输出两路相位差180度、宽度可变的调制脉冲，加到Q1、Q2和Q3、Q4的基极，使两路开关管轮流处于饱和与截止状态。在变压器B1初级得到的交流脉冲电压感应到次级绕组，经高频整流滤波后获得末级功放所需的±22V直流电压；再经过7815、7915稳压后得到±15V的直流电压作为功放前级的电源。从次级输出电压反馈回来的电压分别经R15与R13和R14与R12分压送到TL494的误差放大器的同相输入端①脚和反相输入端②脚。当输出的±22V电压不稳时，反馈到①脚和②脚的电压经片内误差放大器放大后，调整振荡脉
低音炮音箱的制作原理[收藏] 上传者：dolphin浏览次数:925 超重低音音箱，俗称低音炮，大多数牌号以AV功放加五只音箱与低音炮组成套餐形式推销家庭影院产品中，低音炮已经是必不可少的配置了，实际上，设计规范、制作精湛、效果出色的低音炮．其在家庭影院系统音频重放中的效果相当迷人。 本文拟就低音炮的设计原理做简单的介绍，供有兴趣音参考。 低音分有源与无源二大类有源低音炮指包含功率放大器的低音炮，其中电路部分除功率放大外．通常还具有音频频率滤波(滤去低音以上的音频频率成分)，相位调整。音量调整等单元；而无源低音炮由单元与无源功率分频器组成，其中分频器是一低通滤波器而已。使其重放频率范围仅为超重低音音频。下面就低音炮的-大单元音箱，功率放大分别做以介绍。 一、低音炮箱体设计原理和分类 就低音炮设计原理，可大致分三大类，即密闭式音箱、倒相式音箱以及带通滤波式音箱 1、密闭式音箱 顾名思义，这种音箱箱体是完全封闭的，见图1。 密闭式音箱的特点是结构简单，瞬态响应比较好．即听感深沉、清晰。不足是，在相同的体积下，与其它类型的音箱相比，其低频下潜截止频率要高于其他音箱。 闭箱在制作、调校时通常还需要在箱体内填充大量吸音棉，材料以玻璃纤维，长纤维羊毛为主，能够改善音箱的柔顺性，也可达到等效增加箱体容积的效果，另外，填充吸音棉，也可提高音箱的效率，正确的填充量，最大可提高音箱效率达15%，吸音棉的多少通常需要通过反复试听来决定填充量的多少，以声音不浑浊(量偏少)，沉闷(量过多)为原则，其它类型音箱也是如此。 对于闭箱型低音炮，对单元的要求相对其它类型音箱要严格一些，Fs以低于40Hz为好，Qts 应该在0.3-0.6，Fs/Qts≤50，单元口径最好大于20cm ,而且属于长冲程设讨。 2、倒相式音箱 市场上最多的一类音箱，音箱上设计有倒相管，见图2。
功率放大器（OTL ） 一、基本原理及原理图 下图为乙类推挽功率放大器的电路原理图。图中，Q1和Q2为两个特 性配对的互补功率管（NPN 型和PNP 型）；若忽略功率管发射结导通电压，则当V1正半周时，NPN 型Q1管导通、PNP 型Q2管截止，i 1C （≈i 1E ）为处于正半周的半个正弦波；当V1负半周时，Q1管截止、Q2管导通，i 1C （≈i 1E ）为处于负半周的半个正弦波，通过R L 的电流i L ＝ i 1E －i 2E ，合成完整的正弦波。但在实际电路中由于有导通电压，零偏置会使输出电压波形产生交越失真，图中选用二极管偏置电路为互补功率管加合适的偏置电压，使之工作在乙类状态，减小失真且具有高热稳定性；采用单电源供电（加大容量的C3）使两互补管电压均是2 1V CC ；互补管间加两个电阻帮助两管散热；输入信号为互补功率管提供振幅接近电源电压的推动电压，产生自举效应；设计合适的参数使此电路高效地使功率放大相应的倍数驱动负载。 功率放大器电路原理图 二、设计步骤 1.设计要求： （分立元件）设计并仿真功率放大器（OTL ），要求： ① 电压增益：5倍以上
②负载：0.5W以上（8Ω扬声器） ③频率范围：20Hz~20kHz 2.设计过程： ①电源的选取： 由P＝I2R L ＝U2／R L （R L ＝8Ω）得U＝2V ∴U P P-＝2×2√2≈5.7V ∴V CC ＝15V ②电阻的选取： P＝I2R L ＝U2／R L ，令U=3v，I L R ＝ 2 1U P P- ／R L ≈350mA (β＝100) ∴i 1 B ＝I L R ／β＝3.5mA 取i 3 R ＝20mA ∴R 5＋R 6 ＝3／（20mA）≈150 ∴R 5 ＝10Ω，R 6 ＝90Ω ∵R2／（R 1＋R 2 ＋R 9 ）＝3＋0.7＝3.7 即R 1 ／（R 2 ＋R 9 ）≈4 取调试好的R 1＝10kΩ，R 2 ＝41kΩ（R 2 为1kΩ，起保护作用；R 9 可 调） 令R 3＝600Ω，R 4 可调，不要取太大，起到作用即可 取R 7＝R 8 ＝1Ω（一般取小点） ③电容的选取： C1＝10uF，C2＝47uF，C3＝470 uF (电容大，交流压降趋于零) 三、仿真调试 1. 仿真电路图：
奇声AV-757DB功放电路原理与分析 奇声A V-757DB功放电路原理与分析整机电路由系统控制、信号源选择、杜比定向逻辑解码、卡拉OK、前置、功放与保护等电路组成，如图2-63所示。 (1).系统控制电路 系统控制电路由IC501(767DB)和有关外围元件组成，如图2-64所示。 767DB是微处理器集成电路，内部结构及引脚功能(见表2-6)均与89C55基本相同。 767DB根据键矩阵电路送入的键控指令脉冲，去控制杜比环绕声解码等电路的工作，同时驱动LED显示电路显示整机的工作状态。 767DB⑦脚为复位端，外接复位电容C501。在每次开机时，+5V电压均会经C501在⑨脚产生一个高电平脉冲电压，使微处理器内部电路清零复位，进入初始化状态。 767DB⑦脚为工作模式控制端，外接控制开关K702-2，可分别选择DSP声场处理、PRO杜比定向逻辑解码、3CH三声道和2CH二声道共四种工作模式。 IC502(4094)在微处理器767DB的作用下，通过C1～C3、D1和D2的输出信号去控制杜比定向逻辑解码电路。
(2).信号源选择电路 信号源选择电路由电子开关集成电路IC001(4052)、转换开关K001和有关外围元件组成，如图2-65所示。 K001为四挡转换开关，可控制IC001⑨脚和⑩脚的电平，从而控制其内部的电子开关，分别选择ID,VCD、TAPE和TUNER四路音频信号。
(3).杜比定向逻辑解码电路 杜比定向逻辑电路由IC704(M69032P)和IC2701(YSS228)、IC702(4053)等组成，见图2-66和图2-67。 信号源选择电路选出的左、右声道音频信号分别从IC2704的(15)脚和(22)脚输人，经环绕声解码处理后的左、右声道信号分别从(32)脚和(33)脚输出，经信号直通/解码处理转换继电器J801送往前置放大电路的E端和F端。中置声道信号从(38)脚输出，经C761送往前置放大电路的C端。 解码后的环绕声道信号从IC704(39)脚输出，经IC702转换后送入IC701进行延时处理。延时处理后的环绕声信号经IC704(47)脚内部的7kHz低通滤波器滤波后从其(42)脚馈入，再经杜比B降噪电路降噪后，从(29)脚输出，经C762送往前置放大电路的D端。 IC704的(36)脚外接中置声道模式控制电路，(23)脚～(25)脚接受来自微处理器IC501的测试控制信号和IC502的调配组合转换控制信号。IC501还通过DA TA、CLK和REQ信号对IC701进行控制。 IC704(34)脚输出L+R信号，经C765、11743加至前置放大器的B端。
运算放大器的电路仿真设计 一、电路课程设计目的 错误!深入理解运算放大器电路模型,了解典型运算放大器的功能,并仿真实现它的功能; 错误!掌握理想运算放大器的特点及分析方法(主要运用节点电压法分析）； ○3熟悉掌握Muｌtisiｍ软件。 二、实验原理说明 （1）运算放大器是一种体积很小的集成电路元件,它包括输入端和输出端。它的类型包括:反向比例放大器、加法器、积分器、微分器、电 压跟随器、电源变换器等. （2） (３)理想运放的特点:根据理想运放的特点,可以得到两条原则： (a）“虚断”:由于理想运放,故输入端口的电流约为零，可近似视为断路,称为“虚断”。 （b)“虚短”:由于理想运放Ａ,，即两输入端间电压约为零,可近似视为短路,称为“虚短”. 已知下图，求输出电压。
理论分析: 由题意可得:(列节点方程) 011(1)822A U U +-= 0111 ()0422 B U U +-= A B U U = 解得: 三、 电路设计内容与步骤 如上图所示设计仿真电路. 仿真电路图：
V18mV R11Ω R22Ω R32Ω R44Ω U2 DC 10MOhm 0.016 V + - U3 OPAMP_3T_VIRTUAL U1 DC 10MOhm 0.011 V + - 根据电压表的读数,， 与理论结果相同． 但在试验中，要注意把电压调成毫伏级别，否则结果误差会很大, 致结果没有任何意义。如图所示,电压单位为伏时的仿真结 果:V18 V R11Ω R22Ω R32Ω R44Ω U2 DC 10MOhm 6.458 V + - U3 OPAMP_3T_VIRTUAL U1 DC 10MOhm 4.305 V + - ，与理论结果相差甚远。 四、 实验注意事项 1)注意仿真中的运算放大器一般是上正下负,而我们常见的运放是上负下正,在仿真过程中要注意。
1方案设计 (4) 2方案比较 (7) 3单元模块设计 (8) 3.1直流稳压电源 (8) 3.2前置放大 (10) 3.3 滤波器设计 (11) 3.3.1主要元器件 (11) 3.3.2 低频滤波器电路 (13) 3.3.3 带频滤波器电路 (13) 3.3.3 带频滤波器电路 (14) 3.4功率放大器电路 (14) 3.4.1主要元器件介绍 (14) 3.4.2 电路工作原理介绍 (16) 4 软件设计 (16) 4.1P ROTEL 99SE软件 (17) 4.2W ORD 2003软件 (17) 5系统调试 (17) 系统总图 (17) 6 系统功能 (18) 7.总结与体会 (19) 文献 (20) 附录：电路原理图 (21) 相关设计图 (21) 相关设计软件 (21)
- 2 - 音频功率放大器 摘要：本音频功率放大器由四部分组成：电源，前置放大级，滤波器，功率放 大电路。电源电路输入交流电，输出18V 的直流电，为集成功率放大器供电；再经过变换输出+12V 与-12V 的直流电，为滤波器及前置放大级的运算放大器的供电。前置放大级将音频信号放大至功率放大器所能接受的范围。滤波器电路，分为高通滤波器、中通滤波器、低通滤波器，将输入的音频信号分为不同频率音频信号，并设有开关可以按个人喜好调节输出音频信号。功率放大电路，将输入的信号功率放大。 关键字：音频功率放大器、电源、滤波器、功放电路 Abstract: The audio power amplifier consists of four parts: power supply, level preamp, filter, power amplifier circuit. AC input power supply circuit, output DC 18V, power supply for the integrated power amplifier; another transform output +12 V and-12V DC, in order to filter and preamp-level op-amp power supply. Preamp-level audio signal amplification will be acceptable to the scope of power amplifier. Filter circuit, is divided into high-pass filter, in-pass filter, low pass filter, the input audio signal into different frequency audio signal and a switching regulator in accordance with personal preference, audio output. Power amplifier circuit, the input signal power amplifier. Key words: Audio power amplifier, power supply, filter, power amplifier circuit
课程设计报告 课程名称：模拟电子技术基础 设计名称：扩音机电路设计 姓名： 学号: 班级： 成绩： 指导教师： 起止日期：2009年12月28日至2010年1月1日
课程设计任务书
扩音机电路的设计 一、 设计的目的和意义 (一)、实验目的 1，了解扩音机电路的形成和用途。 2，掌握音频放大电路的一种实现方法。 3，提高独立设计电路和验证试验的能力。。 (二)、意义：对以后的毕业设计打下基础，锻炼个人的学习和查阅资料的能力以及对课外相关本专业知识的了解。 二、 设计原理 扩音机电路的工作原理与音频功率放大器的工作原理相似，具有放大音频先好并将其还原纯真声音信号的电子装置。扩音机电路时一个典型的多级放大器，其原理如下图所示。 前置级主要完成对小信号的放大。一般要求输入阻抗要高，输出阻抗低，频带宽度要宽，噪声要小。音调控制级主要实现对输入信号高、低音的提升和衰减。功率放大器决定了整机的输出功率、非线性失真系数等指标，要求效率高、失真尽可能小、输出功率大。首先根据技术指标要求，对整机电路作适当安排，确定各级的增益分配，然后对各级电路进行具体的设计计算。 因为P0max=8W 。所以此时的输出电压：V0=RL P m ax *0 =8V 。要使输入为5mv 的信号放大到8v 的输出，所需要的总放大倍数为1600倍，扩音机中各级增益的分配为：前置级电压放大倍数为80；音调控制级中频电压放大倍数为1；功率放大级电压放大倍数为20。 三、 详细设计及实验步骤 1、 前置放大级 由于信号源提供的信号非常微弱，因此在音调控制器前面要加一级前置放大级。该前置放大级的下限频率要小于音调控制器的低音转折频率，前置放大器的
B类OTL功率放大电路原理 发布: | 作者:－－| 来源: －－| 查看:351次| 用户关注： 三极管Hi-Fi放大器的功率级大部分使用B类SEPP.OTL功率放大电路。因为B类放大电路功率较高，最高达78.5%，除非是发烧级的音响，为求完美的不失真才会用A类。就三极管的散热以及电源电路的容量，B类都比A类好很多。PP电路中虽然有输出电路产生的偶次高谐波可互相抵销的优点，但实际上， 三极管Hi-Fi放大器的功率级大部分使用B类SEPP.OTL功率放大电路。因为B类放大电路功率较高，最高达78.5%，除非是发烧级的音响，为求完美的不失真才会用A类。就三极管的散热以及电源电路的容量，B类都比A类好很多。PP电路中虽然有输出电路产生的偶次高谐波可互相抵销的优点，但实际上，主放大器推动PP电路中的A类驱动级就会产生二次高谐波，因此高谐波还是很多。不过，B类PP电路为减少交叉失真，须特别注意偏压的稳定。以下介绍几个代表性的B类SEPP.OTL电路 图a 半对称互补OTL放大电路 图b 全对称互补OTL放大电路
图一输入变压器式功放电路输入变压器式SEPP电路如图一，利用输入变压器进行相位反转作用。线路简单而中心电压又稳定，如果使用两电源方式，可简单剪掉输出电容器。又，输出短路时，不容易流出大电流，对过载引起的破坏，有很大的防止作用。不过因为输入变压器的影响，不能有较深的负反馈，所以不能获得较低的失真，在高频特性及失真会显著恶化是主要缺点。 CE分割方式
图二CE分割方式 如图二所示，利用三极管Q1 集电极与发射极之相位相反进行反向的方式，与真空管的PK分割相同。因为可以由NPN型三极管构成，所以很容易找到特性整齐的三极管。但是，因为有电路比较复杂，需用的交连电容多，低频特性不好，所以一直不能成为主流的电路。 互补方式
音频功率放大电路的设计 王##(安庆师范大学物理与电气工程学院安徽安庆246011) 指导老师：祝祖送 摘要：本文的内容是音频功率放大电路的设计，其有操控简单、音质好等特点。本设计电路使用的是TDA2030为音频功率放大器，其工作电压为+15V。它将输入电路的电流放大，之后再将扬声器驱动工作。采用LF353对输入的音频信号前级放大，采用DAC0832对前级放大进行控制，采用STC89C52单片机控制电路的放大倍数，最后由液晶显示器显示出放大倍数。 关键词：功率放大器，前级放大，保护电路 1引言 对音频功率放大电路进行研究，其意义是目前在该领域有很好的发展前景，在我们的实际生活中的应用也是十分广泛的。小至我们经常使用的音乐MP4，大到城市报警系统。该设计的研究分别为硬件及软件两部分。扬声器输入电路、功率放大电路、前级放大电路、以及单片机电路构成本设计的硬件电路；液晶显示、键盘扫描、单片机控制等构成本设计的软件部分。 音频功率放大电路设计过程中困难的是选择各部分硬件电路，由于功率放大器的技术要求比较详细，电路各部分的数据选择及硬件的选择会更加复杂，为达到相应的技术指标，需要多次对电路进行调试。熟练使用C语言，加强分层设计编程能力和程序编写程序的可读性，不断修改程序，以达到设计目的。 2 总体方案 2.1设计思路概述 2.1.1设计要求及目的 (1)学习电路的设计及C语言编程。 (2)了解功率放大电路的工作原理，绘制相应的功率放大电路。 (3)完成硬件电路的制作，完成软件程序的编辑。 (4)完成论文。 2.1.2技术指标 (1)由麦克风输入音频信号，音频功率的范围是10Hz-10KHz。 (2)失真度为0.4%-1%。 (3)输入电压范围为150mV-5V。 (4)输出负载能力为7Ω/3Ω。 2.2总体设计方案 方案一：音频功率放大器使用模电设计，硬件原理图见图1。主要设计电源和功放两部分，稳压电源由稳压电路、整流电路、滤波电路等部分组成；功放电路由TDA2030、耦合电容等部分组成。电源电压可以根据电路需要来改变电压值，而不同的电压值对应的放大器的承载能力是不同的。由扬声器提供信号源，通过功放管进行功率放大，从而达到目的，最后结果由示波器显示出来。 优点：电路中设计了电源部分，所以在连接电源的的时候方便快捷。 缺点：由于元器件较多，在选择时就比较困难，在焊接时难度较大。
OCL功放电路调试与维修总结 本功放采用最简洁的单差分OCL功放电路。 输入级Q1、Q2按惯例采用差分放大级，但与一般常见电路稍不同的是采用PNP管，这与采用NPN管相比，两管配对容易且一致性好，噪声较低。 第二级Q3为主电压放大级，它提供大部分电压增益。但未采用常见的“自举”电路，大功率放大器采用“自举”电路，对增大输出功率意义不大，且能省去一个对音质有影响的电解电容，并有利于减少元件简化电路，C12为相位补偿电容。 IC1、R12、D4、C14、R13、Q8、K1等组成功放过载保护电路，当负载发生短路时，继电器动作切断功放电源，保护功放电路避免故障扩大化。当负载短路 故障排除自动恢复工作。 因 电路板上搭锡，线路明显损坏 引起的故障可以直接排查解 决。 1、现象：无电； 解决方案：查找变压器有无电 压输出；无，查看保险丝是否 损坏；未损坏，则查找变压器 有无市电输入；无，察看保险 丝管是否接触不良或未接触， 查电源线是否损坏。 2、现象：输出小 解决方案：查看电阻是否装 错，分别查2.7K(常见错装为 4.7K，100K，10K等),100K （常见错装为10K,4.7K）；电 阻阻值正确的情况下，检查差 动放大电路后的C2383是否 良好。 3、现象：输出大 解决方案：察看电阻是否装 错，如100K装为150K等。 4、现象：波形失真 解决方案：察看电阻是否装 错，如4.7K电阻装错，10K 电阻装错。电位器阻值无限大（半波）等。 5、现象：无声音输出 解决方案：检查有无管子损坏，输入短路、断路，0欧姆电阻缺失、损坏等。 6、现象：开码后不断自保护
解决方案：查有无2N4007虚焊，装反，检测电路板铜线有无断开，5W水泥电阻有无损坏等。 7、现象：开码后，功率瞬时达到最大，又逐渐减小 解决方案：查缺0.1uF电容。 8、现象：交付使用后，出现半夜机鸣，不定时开机 解决方案：查功放板缺0.1uF电容两个。 9、现象：输出声音有电流声 解决方案：查7805输出电压波动，将其供电端的1000uF电容更换为2200uF电容（较少出现）。 10、现象：在元器件都正确无损的情况下，输出略微大或小 解决方案：可以对100K电阻进行其它阻值代替。 11、现象：波峰略有失真 解决方案：查2N5408有一脚虚焊。
Balboa? Series SUB10 Powered Subwoofer Service Manual JBL Consumer Products 250 Crossways Park Dr. Woodbury, New York 11797 Rev0 10/2006
- CONTENTS - BASIC SPECIFICATIONS (1) PACKING (2) DETAILED SPECIFICATIONS (3) CONNECTIONS (5) OPERATION (7) TEST SET-UP AND PROCEDURE (8) EXPLODED VIEW/PARTS LIST (9) AMPLIFIER BLOCK DIAGRAM (10) DETAILED TROUBLESHOOTING (12) ELECTRICAL PARTS LIST (13) P.C.B. DRAWINGS (17) IC/TRANSISTOR PINOUTS (23) SCHEMATICS (24) BALBOA SUB10 SPECIFICATIONS Amplifier Power (RMS): 100 Watts Peak Dynamic Power *: 225 Watts (254mm) Driver: 10" Inputs: Line Level and LFE Crossover Frequency: Variable from 50Hz to 150Hz, 24 dB per octave Frequency Response: 30Hz – 150Hz Dimensions (H x W x D): 19-3/4" x 14-1/16" x 14-3/4" (502mm x 357mm x 375mm) lb/16kg Weight: 35 JBL continually strives to update and improve existing products, as well as create new ones. The specifications and details in this and related JBL publications are therefore subject to change without notice. * The Peak Dynamic Power is measured by recording the highest center-to-peak voltage measured across the output of a resistive load equal to minimum impedance of the transducer, using a 50Hz sine wave burst, 3 cycles on, 17 cycles off.
低音炮制作很简单,比制作普通音箱电路都简单. 因为只考虑低音,所以在前置电路中只引入低通滤波电路即可,有无源和有源之分,无源采用普通电容加电感等,低音炮的制作方法。其中介绍了两种方法：1. 在普通的家庭音响上加滤波电路，然后用大音箱回放重低音。其优点是效果好缺点是大音箱使用不方便。2. 自制功放、音箱的优点是使用灵活方便，音质好。缺点是制作的难度大。 鉴于以上两种方法各自的优缺点，和我制作过程中的经验做了以下的改动。原设计中自制的功放很复杂，特别是其中用到了n级的电容。制作时稍有不慎便有“画虎不成反类犬”的效果。所以功放部分还是采用一般功放加滤波电容的做法。功放可以在旧货市场上买到，40W足够。价格比自己做的还便宜。 其具体办法是在声卡接功放之间加一个简单的电路，如图1。如果觉得低音不足，还有部分高音混入。这时可适当换稍小的电容就可解决。最好是买一个一转二的立体声的插头，一个孔接原音箱，另一个接低音炮。电路可以直接焊在旧功放的输入接口上，元件有1/8W 22K电阻4只，68n（0.068uF）电容4只，一根声卡接功放线。这样就能回放100Hz以下的低音了。 图1 在声卡接功放之间加一个电路 既然是低音炮，就要遵循低音回放的原理。原作者的设计很合理。不过最好不要用现成的箱体做。因为现在很多的箱体质量不是很好，而且其尺寸比例和设计比较差。最主要的是要封好原有的喇叭孔也很不容易。其具体的做法如图2，值得注意的是音盆安装时最好靠后，否则会妨碍装导音孔。音盆用6.5英寸的低音喇叭，值得注意的是两个音盆的极性要反接。也就是其中一个的正极接另一个的负极，另外一个极性也如法炮制。然后从一个音盆上接线到接线盒上。我个人经验最好在接线盒和音盆之间在加一个分频器。电子市场上有卖的，20元以下，有线圈和电容的那一种。只用低音的部分，高音的部分闲置不用。这样就可以进一步地将未滤掉的中音滤掉。
模拟电子电路实验课程设计 ——音频功率放大器的设计与实现 一、设计任务 设计并制作一个音频功率放大电路（电路形式不限），负载为扬声器，阻抗8 。要求直流稳压电源供电，多级电压、功率放大，所设计的电路满足以下基本指标： （1）频带宽度50Hz～20kHz，输出波形基本不失真； （2）电路输出功率大于8W； （3）输入阻抗：≥10kΩ； （4）放大倍数：≥40dB； （5）具有音调控制功能：低音100Hz处有±12dB的调节范围，高音10kHz 处有±12dB的调节范围； （6）所设计的电路具有一定的抗干扰能力； （7）具有合适频响宽度、保真度要好、动态特性好。 发挥部分： （1）增加电路输出短路保护功能； （2）尽量提高放大器效率； （3）尽量降低放大器电源电压； （4）采用交流220V，50Hz电源供电。 二、设计要求 正确理解有关要求，完成系统设计，具体要求如下： （1）画出电路原理图； （2）确定元器件及元件参数； （3）进行电路模拟仿真； （4）SCH文件生成与打印输出； （5）PCB文件生成与打印输出； （6）PCB版图制作与焊接； （7）电路调试及参数测量。 根据以上设计要求编写设计报告，写出设计的全过程，附上有关资料和图纸。设计报告格式请参见附录一。 三、实验原理 音频功率放大器是一种应用广泛、实用性强的电子音响设备，它主要应用于
对弱音频信号的放大以及音频信号的传输增强和处理。按其构成可分为前置放大级、音调控制级和功率放大级三部分，如图1所示。 v 图1 音频功率放大器的组成框图 1．前置放大级 音频功率放大器的作用是将声音源输入的信号进行放大，然后输出驱动扬声器。声音源的种类有多种，如传声器（话筒）、电唱机、录音机（放音磁头）、CD 唱机及线路传输等，这些声音源的输出信号的电压差别很大，从零点几毫伏到几百毫伏。一般功率放大器的输入灵敏度是一定的，这些不同的声音源信号如果直接输入到功率放大器中的话，对于输入过低的信号，功率放大器输出功率不足，不能充分发挥功放的作用；假如输入信号的幅值过大，功率放大器的输出信号将严重过载失真，这样将失去了音频放大的意义。所以一个实用的音频功率放大系统必须设置前置放大器，以便使放大器适应不同的输入信号，或放大，或衰减，或进行阻抗变换，使其与功率放大器的输入灵敏度相匹配。另外在各种声音源中，除了信号的幅度差别外，它们的频率特性有的也不同，如电唱机输出信号和磁带放音的输出信号频率特性曲线呈上翘形，即低音被衰减，高音被提升。对于这样的输入信号，在进行功率放大器之前，需要进行频率补偿，使其频率特性曲线恢复到接近平坦的状态，即加入频率均衡网络放大器。 对于话筒和线路输入信号，一般只需将输入信号进行放大和衰减，不需要进行频率均衡。前置放大器的主要功能一是使话筒的输出阻抗与前置放大器的输入阻抗相匹配；二是使前置放大器的输出电压幅度与功率放大器的输入灵敏度相匹配。由于话筒输出信号非常微弱，一般只有100μV~几毫伏，所以前置放大器输入级的噪声对整个放大器的信噪比影响很大。前置放大器的输入级首先采用低噪声电路，对于由晶体管组成的分立元件组成的前置放大器，首先要选择低噪声的晶体管，另外还要设置合适的静态工作点。由于场效应管的噪声系数一般比晶体管小，而且它几乎与静态工作点无关，在要求高输入阻抗的前置放大器的情况下，采用低噪声场效应管组成放大器是合理的选择。如果采用集成运算放大器构成前置放大器，一定要选择低噪声、低漂移的集成运算放大器。对于前置放大器的另外一要求是要有足够宽的频带，以保证音频信号进行不失真的放大。 常用的前置放大器按结构划分有五种类型： （1）单管前置放大器 （2）双管阻容耦合前置放大器
大功率功率放大器电路设计 大功率功率放大器电路设计 一. 设计理念及实现方式 (1)能推4Ω、2Ω等双低音的“大食”音箱以及专业类大粗音圈的各类专业箱。 (2)要省电、噪声小，发热量小。 (3)音质要好，能适合家居使用和专业使用。 第一点的实现就是要有大的推动功率。由于目前居室客厅面积有不断扩大的趋势，100W ×2以下功放已显得有些“力不从心”，所以本功放设计为4ΩQ时360W ×2，2Ω时720W ×2。 第二点的实现就是电路工作在静态时的乙类小电流，靠大水塘级电容和电阻进行滤波降噪，使功放级噪声极小。而电路的工作状态又决定了电路元件的发热量很小，与一般乙类电路相当。配备的大型散热系统是为了应付连续大功率、低阻抗输出时的安全、可靠。 第三点的实现是本功放板的主要目标。目前公认的是：甲类、MOS、电子管音质好，所以本功放要达到甲类、MOS、电子管的音质。 二.大功率输出的实现 要实现大功率，首先是电源容量要大。本功放配置的电源是在截面积为35mm ×60mm的环形铁心上绕制的环牛。一次侧为1.0mm线绕484圈，二次侧为1.5mm 双线并绕100圈。 整流为两只40A全桥做双桥整流，滤波为4只47000 uF电容 2只2.7kΩ 电阻并接在正负电源上，使电压稳定在±62V。如电压过高可减小电阻到2.2kΩ，过低可加大电阻到3kΩ，功率用3W以上的。 除电源外，要实现大功率输出，特别是驱动“大食”音箱，要求功放输出电流能力要强，本功放每声道选用6对2SD1037管做准互补输出，可驱动直流电阻低达0.5Ω的“大食”音箱。所以4Ω时360W×2、2Ω时720W×2是有保障的。 三. 甲类、MOS、电子管音质的实现 目前人们公认的甲类、MOS、电子管的音质最好，所以本功放电路设计动态时工作于甲类的最佳状态，偏流随信号大小而同步增减，所以音质是有技术保障的。而在此工作状态下，即使更换几只一般的MOS管，对音质的提高也不明显。下面给出其原理图，如图1所示。从图1上可见到本原理图相当简洁，比一般乙类或甲乙类准互补电路还节省元件。而通过在电路板上改变一只电阻的接法就可方便地在本电路与准互补乙类或甲乙类之间变换。
题目五：实用低频功率放大器 一、设计任务与要求: (一)、任务： 设计并制作具有弱信号放大能力的低频功率放大器。 其原理示意图如下： (二)、要求： 1．在放大通道在正弦信号输入电压幅度为(5-700)mV，等效负值载电阻R1。：812下，放大通道应满足： a、额定输出功率P oK≥10W； b、带宽BW≥(50-1000)HZ； c、在P oK下和BW内的非线性失真系数≤3％； d、在P oK下的效率≥55％； e、在前置放大级输人端交流短路接地时，R L=8Ω上的交流声功率≤10mV。 2。自行设计并制作满足设计要求的稳压电源。 (三)、发挥部分(选作部分)： 1. 测放大器的时间响应： a、方波发生器：由外供正弦信号源经变换电路产生正、负极性的对称方波。频率为1000HZ；上升和下降时间1≤uS；峰一峰值电压为200mV b、用上述方波激励放大通道时，在R8下，放大通道应满足 (1)、额定验出功率P ok≥10W； (2)、P oK下，输出波形上升或下降时间12≤uS； (3)、在P oK下，输出波形顶部斜降≤2％ (4)、在P oK下，输出波形过冲电压≤5％ (四)、设计电路、画布线图、编写调试步骤以及调试方法：根据任务要求，设计该低频功率 放大电路及电源电路，要求有电路、有参数及设计过程，画出布线图，并在面包板上插接、调试。 (五) 答辨： 答辨前必须完成下列资料 1．设计说明书：方案选择、设计过程、原理图、布线图及说明； 2．总结调试方法、测试技术指标： 整理原始记录数据 故障处理、(出现何现象、原因及解决办法)。 (六)、参考元器件型号： STK465 集成功率放大电路 uA741 0P-27／0P-37 电阻、电容、电位器、稳压块等。
Service Manual BTX250 ?250mm subwoofer and 250mm passive radiator combined with a 100W RMS amplifier housed in a specific enclosure, all carefully engineered to work together as a unique, integrated system. ?12 dB/octave electronic low pass filter with selectable 40Hz-120Hz crossover frequency for precise frequency division to match any system ?Variable Bass Boost for up to 6dB more level at 50Hz ?Line-level and speaker-level Inputs to integrate seamlessly with virtually any factory-installed head unit ?Variable input sensitivity for compatibility with all source units and factory head units ?Effective protection circuitry against short circuit, overheating and over-current ?High-quality power, input and output connectors for clean, tight, long-lasting connections ?Power-On indicator led for visible indication of amplifier status Specifications Dynamic Range: CD:100W RMS Power Handling:300W Max Power Handling:20Hz - 160Hz Frequency Response:40 - 120Hz Active Crossover: 4 Ohms Impedance:0 - 180° Phase control:0 to +6dB @ 40Hz Dimensions (H x W x D):625 x 320 x 315 mm
课程设计
摘要 音频放大电路已经应用到了电子世界的各个方面，随着科学技术的发展，，人类对电子的依赖性更强，这样也就注定了与电子相关的技术更显重要。音频放大电路是大部分电子产品一基本而且重要的组成部分。设计好音频放大器，优化音频放大电路结构，增强音频放大的性能的电路设计已成为他、一个重要课题。 以往的音频放大器大部分有独立元件组成，随着集成运放和功放的出现，集成音频放大器因具有工作稳定，性能好，易于安装和调试，成本低等优点，故得到广泛的应用。集成功放加上前置的话筒放大电路，音频控制电路就构成了简单的音频放大器。 关键词LM324 LA4102 功率放大器运算放大器音频控制
Abstract Modern transportation conductor system in,crossroad message number conductor light all is no man auto control.The design method of transportation light is varied,the most original traffic sign light completely uses an electric circuit design,not only structure complications,the physical volume is more big,and support very difficult.Nowadays the transportation light design realm,widespread adopt a single slice machine,PLC etc.modern technique.The single slice representative with the most typical machine is serieses MCS-51s,80C51 series single slice the machine product be numerous,AT89 the serieses single slice machine of ATMEL company integrates flash saving machine technique, applied convenience, in keeping with raw recruit usage,so this system adoption AT89S51 single slice mechanism makes electric circuit. The electric circuit adoption exterior flaps to concuss an electric circuit design and use a 6 Ms crystal flap a mold piece, provide stable clock pulse signal for the single slice machine.The electric circuit still has an urgent circumstance manifestation the function of the red light. Keywords LM324 LA4102