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题目2：音频功率放大电路
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三、原理电路设计：
（1）方案比较与确定；
功率放大器的常见电路有OTL电路和OCL电路。
音频放大器芯片应采用最常使用的音频放大器电路芯片TDA2030，外围元件少，实验容易成功。
TDA2030是高保真集成功率放大器芯片，输出功率大于10W,频率响应为10~1400Hz,输出电流峰值最高可达到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，安全性高，采用正输出单电源供电。
经过多方面资料的查阅，认真思考后，决定采用引入负反馈改进型OTL电路设计。
（2）整体电路框图的确定；
图1、整体电路框图
（3）单元电路设计及元件选择；
图2、Multisim电路图
如图2所示：
C1为耦合电容，R1,R2,R3有分压作用，电容和电阻为了稳定电路的静态工作点。信号从运算放大TDA2030的同相输出端输入，而电路又引入电压串联负反馈电路。两个三极管工作在放大区，与运算放大器的输出串联相接，更好地使输出电流放大，从而增大信号的电压和电流，达到功率放大的目的。
理论设计数据
输出电压：Uo=Ui*(R7+R4)/R4
电压放大倍数：Au=Uo/Ui=R4/(R4+R7)=21
输出功率：P=Io*Uo
实测数据
（1）当输入信号Ui=100Mv,输出频率f=1kHz,直流电源电压为30/2=15V，负载电阻为8欧姆时，有Multisim仿真软件测试得:
输入交流电压值Ui
输出电压交流值Uo
输出电流值Io
由上可知：电压放大倍数Au= Uo/Ui =1.484*1000/70.711=20.98
输出功率Po=Uo*Io=1.484*12.846=19.06w
输出功率大于8w,电压放大倍数十分接近理论值，因此该电路基本上符合设计要求。
(2)由波特图示仪得出电路频带宽的实测数值如图
频带宽F=13.112kHz-10.589Hz=13.101kHz符合电路设计要求
（3）由示波器实测得如图
由图可知，电压放大倍数接近理论值21，不过仍然存在误差，原因可能是因为运算放大电路芯片发热量大，受温度影响，造成一定的误差。
（4）输入阻抗实测数值
（5） 仿真电路失真率
综上所述，该电路是符合设计要求的。
原件清单
原件 | 数量 |
电阻 R=100kΩ R=66KΩ R=3.3KΩ R=1.5Ω R=1Ω R=1Ω 扬声器 R=8Ω | 3 1 1 2 1 1 1 |
三极管 TIP31C(NPN) TIP32C(PNP) | 1 1 |
运算放大器 TDA2030 | 1 |
二极管 1N4001 | 2 |
电容 C=100nF C=220nF C=220uF C=2.2uF C=10uF C=2000F | 1 2 1 1 1 1 |
该电路使用的原件类型少，电路连接简单，实现电路要求也较为简单。但是最初经测试后，发现其结果不是很理想，失真较为严重。经过反复推敲，改变了一下电路，终于达到了比较好的效果。整体实验中收获颇多：自己查阅资料，从书籍中整理出需要的知识，再自己推敲设计电路，再去测试等等都是自己一手做出来的，虽然中间出现了一些错误的思路和操作，但是经过思考和向老师同学寻求帮助，及时发现并改正，才能出来比较满意的成果，顺利的完成实验，收获了知识，弥补了以前学习中的知识漏洞，还能从整体去分析电路功能。
模电课程设计.docx
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