功率放大器
功率放大器
一、设计内容
设计并制作一个功率放大器
二、设计要求
1、输入信号:150~500mV
2、输出功率:>10W
3、频带宽度:10~14000Hz
三、设计方案提示
本方案采用前置放大器、集成功率放大器和电源三大部分组成。
1、前置放大器的任务是把各种信号源送来的声音信号进行足够的放大,
以供给功率放大器。电路如图3-1所示。
图3-1
图中话筒输入插口(MIC IN)接动圈式话筒,一般动圈式话筒的输出电压
仅有几毫伏。线路输入插口(LINE IN)信号是由录音机或收音机来的高电平音频信号,这些信号约为150~500mV。由于话筒送来的信号电压太小,因此必须先经放大后,才能与线路输入来的信号进行混合放大。A 是由集成放大器组成的同相输入比例放大器,放大倍数约为(R3+R4)/R3=210倍,如果话筒输入电压是1mV ,那么经过A1放大可得210mV 的输出电压。
B 是集成运放组成的混合放大器,它也是一个同相输入放大器,放大倍
数为(R7+R8)/R7=20倍,其输出信号电压可达3V 左右,足以推动功率放大器。
电位器Rp1可用来调节话筒来的信号的大小,R5是隔离电阻,可以避
免当Rp1动端移至接地端时,线路来的信号被短路到地。
R9、C3、R10、C4是电源去耦电路,以防止电源交流声和汽船声。C1、
C2为耦合电容。
2、功率放大器是把经前置放大器进行电压放大以后的音频信号再进行功率
放大,以输出可以驱动扬声器发出声音的电压信号。电路图如图3-2所示。
图3-2
TDA2030是高保真集成功率放大器,输出功率大于10W ,频率响应为
10~140KHz,输出电流峰值最大可达3.5A 。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,可确保电路工作安全可靠。TDA2030的使用很方便,只需在其外部接有少量元器件。
Rp2是音量调节电位器,C5是输入耦合电容,R11是TDA2030同相输
入偏置电阻。
R12、R13决定了该电路交流负反馈的强弱及闭环增益。该电路的闭环增
益为(R12+R13)/R12=(0.68+22)/0.68=33.3倍,C6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。
C8、C9为电源高频旁路电容,防止电路产生自激振荡。R14、C7称作
为佐贝尔网格,用于在电路接有感性负载扬声器时,保证高频稳定性。D1、D2是保护二极管,防止输出电压峰值损坏集成块TDA2030。
3、电源部分。图3-3所示电路是用三端集成稳压器7812和7912构成
的具有±12V 输出的直流稳压电源。因在实验二中已涉及到该电路,此处不再赘述。
图3-3
整个音频功率放大器电路见图3-4。
四、元器件选择
1、前置放大器
集成运算放大器采用TL082,它是JFET (结型场效应管)输入,高输入
阻抗运算放大器,为双运放。
C1、C2、C3、C4采用电解电容,耐压为16V 。
Rp1选用碳膜电位器,所有电阻都采用碳膜电阻,额定功率为1/8W。
2、功率放大器
集成功率放大器为TDA2030。
Rp2为碳膜电位器。
C5、C6为电解电容,耐压为16V ,C7、C8、C9为瓷介电容。
R11、R12、R13为碳膜电阻,额定功率为1/8W。R14为碳膜电阻,额定
功率为1/4W。
D1、D2为IN4001小功率整流二极管。
B 为4Ω或8Ω、15W 全频扬声器。
3、变压器B 选用额定功率为20W 、输出双交流15V 的电源变压器。D3~D6
采用1N4004型整流二极管。三端集成稳压器7812、7912采用S-7型封装,外加散热器。C10、C11为电解电容2200uF/25V。C12、C13可选用0.33uF 独石电容。C14、C15采用电解电容100uF/15V。D7、D8采用二极管1N4001。D9、D10采用直径5mm 普通圆形发光二极管,可分别选用红色、绿色。R15、R16选用碳膜电阻1k Ω1/8W。
五、报告要求
1、功率放大器电路图。
2、电路工作原理。
3、电路各元器件的选择(列明细表)。
4、实验测试结果报告。 附:TL082管脚排列图