基于TDA2030的音频功放设计报告

基于TDA2030的音频功放设计

院（系）名称 信 息 工 程 学 院 专 业 班 级 09 普 本 电 信 一 班 学 号 学 生 姓 名 指 导 教 师

2012年5月25日

基于TDA2030的音频功放设计报告

1整体设计思路

音频功率放大器主要由前置级、音调级、功率放大级3部分组成。前置级要求输入阻抗高、输出阻抗小、频带宽、噪声小;音调级对输入信号主要起到提升、衰减作用；功率放大级是音频功率放大器的主要部分，它决定输出功率的大小，要求输出功率高，输出功率大的特点。

将功率集成块按一定方式组合，构成音频功率放大集成电路，其频响宽、噪声低、失真小。运用已有的集成电路，可以大大简化了电路的制作过程。

TDA2030是飞利浦公司生产的，实物图如图1

2.集成音频功率放大器TDA2030

TDA2030简介：TDA 2030 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TDA 2030 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TDA 2030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TDA 2030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，集成块能自动的减流或截止，使自己得到保护。

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，外型如同塑料大功率管，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14W功率（失真度≤0．5％）；在电源电压 ±16V，负载电阻为4Ω时输出18W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。

TDA2030是飞利浦公司生产的，实物图如图1

图1.TDA2030实物图

表3.2.1 TDA2030电气参数表

[6]

参数名称 符号 单位 参数最典型 最大 测试条件 小 电源电压 静态电流 输出功率 频响 输入阻抗 谐波失真 Vcc Icc Po BW Ri THD V mA W W Hz M % +、- 6 12 8 10 0.5

40 14 9 5 0.2 +- 18 60 140k 0.5 Vcc=+-18,RL=4Ω RL=4,THD=0.5% RL=8,THD=0.5% Po=12w,RL=4, 开环，f=1kHz Po=0.1-12W,RL=4 由表可知，TDA2030的输出功率大于10W，频率响应为10～1400HZ，输出电流峰值最大可达3.6A。其内部电路包含输入级、中间级和输出级，且有短路保护和过热保护，可确保电路安全可靠。 其典型应用电路如图2]所示

图2 TDA2030典型应用电路

TDA2030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。结合课程设计得要求，在上图的基础上，我增加了电路的音量调节功能并增大了电路的信号放大倍数，设计原理图如图3.2.3[4]所示。

图3电路设计原理图

其中：RP是音量调节电位器。 C1是输入耦合电容。

R1是TDA2030同相输人端偏置电阻。

R2, R3决定了该电路交流负反馈的强弱及闭环增益。该电路闭环增益为 (R2+R3)/R2=(0.68+22)/0. 68=33. 3倍。

C2起隔直流作用，以使电路直流为100%负反馈。静态工作点稳定性好。[4] C4,C5为电源高频旁路电容，防止电路产生自激振荡。

R4、R5组成茹贝尔网路，用以在电路接有感性负载扬声器时，保证高频稳定性。

VDI、VD2是保护二极管，防止输出电压峰值损坏集成块TDA2030。

3.分立器件的选择

虽然TDA2030所需的元件很少，但所选的元件必须是品质有保障的元件。 电阻：RP为碳膜电位器 R1,R2,R3为碳膜电阻，额定功率为1/8W R4为碳膜电阻，额定功率为1/4W

电容：C1,C2为电解电容器，耐压为16V C3,C4,C5为瓷介电容。 二极管：VD1,VD2为1N4001小功率整流二极管。

扬声器：B为4Ω或8Ω 15W全频扬声器。考虑到大功率的扬声器难以买到，

我选择了一个3W的。

4.主要元件列表

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表5.1 高保真音频功放电路元件清单

名称 电阻 规格 1Ω1/8W 680Ω1/8W 22KΩ1/8W 数量（片） 1*4 1*4 2*4 2*4 1*4 1*4 1*4 1*4 1*4 2*4 电容 C1,C2为电解电容器，耐压为16V 0.1 uF 0.22 uF 1 uF，耐压为16V 22 uF，耐压为16V 100 uF 三脚电位器 二极管 10k IN4001 集成功放 扬声器 TDA2030 3W/8Ω +12C4RP1C1CAPACITOR30.1ufTA1VD1vcc+1*4 1*4 5.整体原理电路图如下：

D1J121CON2R122K2vcc-76D2OP07VD2R34R41s1J2321CON3+12R2680-1222KC50.1UFC30.22UFSPEAKER1-12C2CAPACITOR+12C90.1ufC632CAPACITORR522KTA2VD1vcc+D376vcc-4D4OP07VD2R722KR81s2R6680-12C7CAPACITORC100.1UFC80.22UFSPEAKER2Q1+V7812 OUT3C240.1uRP110KJ?123D1GND21J121powerC20D3D22200u+C210.1uD4C222200uCON3+C230.1uRP210K12GNDC250.1uOUT3+V7912 图4.整体电路原理图

6.PCB图

图5.PCB图