完整版基于TDA设计的功放Word格式.docx
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教授
黑龙江工程学院
二○十四年十二月
第1章概述……………………………………………………………………1
1.1选题的来源及其目的与意义………………………………………………………1
1.2选题的主要研究内容………………………………………………………………1
1.3制作要求以及技术指标……………………………………………………………2
第2章电路结构及其工作原理………………………………………………………2
2.1方案论证及其选择…………………………………………………………………2
2.2电路结构及其工作原理………………………………………………………3
2.3元器件的选择……………………………………………………………………5
第3章系统安装与调试………………………………………………………………6
3.1系统安装与调试……………………………………………………………………6
3.2安装与调试的注意事项………………………………………………………………7
第4章心得体会…………………………………………………………………………8
参考文献………………………………………………………………………………9
附录………………………………………………………………………………………10
第一章概述
1.1选题来源、目的及意义
在这个学期的模拟电子技术一科中,我们学习了一些简单的放大电路,比如利用三极管、晶体管等具有放大功能的器件放大功率、电压等等,在这样一些知识的基础下,我选择了这次做一个简单的具有功率放大作用的小功放,也就是平时最常见的小音箱。
制作这个小音箱,平时可以用来放大音乐,录音等声音,意义有二,一是根据大脑中已有的知识,从理论出发,结合实际,亲自动手,将知识和理论结合起来,使自己拥有一个技能;
再一个是做出功放平时可以用来放放音乐,放松心情,在紧张的工作学习中缓解一下精神上的焦虑,从而使自己事半功倍的完成任务。
1.2选题研究的主要内容
由于这个功放是用集成芯片制成,而这个电路的核心就是这个集成芯片,因此我们要搞清楚这个芯片的作用及使用方法,把这个搞清楚了其余的就是一些连电路的事了,因此我们要知道TDA2030芯片的一些简单知识。
当然,电路里一些其他的器件也要有所了解,下面就进行一个粗略的介绍。
稳压二极管:
是电子电路中常用的一种二极管,是一种用于稳定电压,且工作在反向击穿状态下的二极管。
反向击穿状态是指给二极管加反向电压,加到一定值后被击穿,此时流过二极管的电流虽在变化,但电压的变化都很小,即电压维持在一个恒定值范围内,稳压管就是利用二极管此种特性进行稳压的。
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,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,而瞬态互调失真是决定放大器品质的重要因素,这也是TDA2030集成功放的一个重要优点;
另一个特点是外围电路简单,使用方便。
TDA2030在现有的各种功率集成电路中,TDA2030的管脚属于最少的一类,总共才5端,这对于我们这种初学者来说是一个很好的学习材料,就像一剂强心剂,成功了以后会有一种成就感,因此选择了这个芯片来做功放
1.3制作要求以及技术指标
首先在制作这个套件之前,要搞清楚电路里的元器件的作用,功能,比如电路里涉及到了稳压二极管,你得知道稳压二极管怎么测,他在电路里起到的作用,再比如电路里还有很多的电阻、电容,一些基本的认识电阻的方法要会啊,在没有万用表的情况下光靠读色环能否正确读对,这就要求我们本身掌握一些基本知识。
当然还有读电路图的能力也要有,不知道怎么把已有的元器件连接起来或者连出了错误的电路,照样不能正常工作。
说到电路的连接,这就要求我们对电烙铁等连接元器件的工具有所掌握,这也就是做这个实验的技术要求。
第2章电路结构及其工作原理
2.1方案论证及其选择
随着信息时代的到来,高科技产品越来越多,集成芯片就占据了一个很重要的领域。
由集成芯片做成的电路即为集成电路,集成电路按其功能、结构的不同,可以分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。
模拟集成电路用来产生、放大和处理各种模拟信号(指幅度随时间边疆变化的信号。
例如半导体收音机的音频信号、录放机的磁带信号等),而数字集成电路用来产生、放大和处理各种数字信号(指在时间上和幅度上离散取值的信号。
例如VCD、DVD重放的音频信号和视频信号)。
而我今天做的功率放大电路就属于模拟集成电路。
功放芯片的种类有很多,所以在做功放电路之前要对功放芯片进行一些简单的了解,从而从里面选择出比较适合的功放芯片来加以连接,设计成一个功放电路。
在做这个实做之前,我上网找了两个比较适合的功放片,既TDA7297和TDA2030,下面就来陈述一下它们各自的优缺点。
TDA7297功放片特点是开机无电流冲击声,对放大的声音有一个很好的输出,保证了声音的无损,而且静态时几乎没有噪音,性能比较好;
但是引脚比较多,对于我们来说焊接有点困难。
TDA2030的特点:
1.开机冲击极小。
2.外接元件非常少。
3.TDA2030输出功率大。
4.采用超小型封装,可提高组装密度5.TDA2030A能在最低±
6V最高±
22V的电压下工作。
6.内含各种保护电路,因此工作安全可靠。
鉴于以上原因,我购买了这两种功放芯片,准备做两个功放电路,用以比较,但是在制作的过程中,由于不确定原因造成了我的TDA7297功放电路没能正常的工作,所以只能用制作成功的功放板,具体是什么原因我会再去检查。
2.2电路结构及其工作原理
TDA2030的电路图如图所示:
元器件说明:
TDA2030A是这个功放电路的核心器件,它的内部是由几十个三极管组成的多级直流放大器。
音频信号由2K电位器输入到TDA2030A的同相输入端1脚进入放大器,第五脚接电源正极,第三脚接电源负极,VCC是工作电压正极。
第四脚是音频输出端,通过2200微法电解电容接喇叭。
两个二极管4001是保护集成块防止电源电压反接时候损坏的功能,平时不起作用。
输出端的0.1微法电容器与1欧姆电阻串联之后跨接在喇叭两侧是改善音频输出的音质作用,也可以称为高通滤波器,起到衰减高音提升低音的作用。
150K电阻是负反馈元件,与4.7K电阻、22微法电容共同组成负反馈回路,稳定工作工况改善音质作用。
左边3个100K电阻是外接偏置电路,为集成块输入端提供合适的工作点电流。
最上面的2个电容是电源滤波作用,具有退偶作用。
工作原理:
电路原理如图3-3-3,该电路由左右两个声道组成,其中W101为音量调节电位器,W102低音调节电位器,W103为高音调节电位器。
输入的音频信号经音量和音调调节后由C106、C206送到TDA2030集成音频功率放大器进行功率放大。
该电路工作于双电源(OCL)状态,音频信由TDA2030的1脚(同向输入端)输入,经功率放大后的信号从4脚输出,其中R108、C107、R109组成负反馈电路,它可以让电路工作稳定,R108和R109的比值决定了TDA2030的交流放大倍数,R110、C108和R210、C208组成高频移相消振电路,以抑制可能出现的高频自激振荡。
2.3元器件的选择
TDA2030为功率元件,使用过程中将会产生大量热量,要求安装到足够大的散热片上。
其他的元件如下图所示:
购买上面这些元件之后,对每一种元件都加以了解,然后进入系统安装与调试部分。
第三章系统安装与调试
3.1系统安装与调试
在购买了正确的元器件之后,对照电路图我就开始了连接电路的过程,一开始看着点路有点懵,但是找到方法之后一点一点的去焊,根据芯片的引脚一根一根的捋清楚,把复杂的东西简单化,TDA7297芯片有五个脚,要是五个脚一起焊的话,容易搞错,因此我是一个脚一个脚来连接,这也就把复杂的问题简单化了,经过几个小时的努力才将这个电路完成,见系统总图
调试:
电路图中左端端口应该接一个音频座,音频座的接法见附录,由于只有一个喇叭,所以不需要分左右声道,因此只需要接左右声道其中的一个就行。
加的直流电源可以用直流可调电压源,加12V的电压,当然,这只是参考电压,只要电压在电路工作电压范围内都行,直流可调电压源以及接头见附录。
而输出接一个8欧0.25瓦的喇叭。
调试的一系列器件均可在附件里查看。
这里不再赘述。
3.2安装与调试的注意事项
在整个电路安装与调试的过程中。
我发现了很多的问题,这些问题也正是我们平时理论知识里所容易忽略的东西,因此在连接电路的过程中要注意以下几点(这仅仅是我自己在焊电路的的过程中出现的问题):
(1).在电路图里,虽然画着好几个接地端,可是真正焊的时候,就不能把这些接地端分开焊,这就相当于把分别接地的几个元件孤立了,不能和电路构成一个回路,因此必须把这些接地端接在一个虚拟地上;
(2).在焊电容的时候,必须对应着电路图,分清楚正负极的接法,特别是大电容,一旦接反了,会导致电容被击穿,而且不小心还会发生意外;
(3).电路图中并没有标明直流电源是多少V,所以还要知道TDA2030这个功放芯片他的正常工作电压范围,正常的TDA2030的工作范围是±
22V,太大了容易烧毁芯片,太小了电路无法正常工作,因此要注意所加的电压范围;
(4).电源的负极、音频座的公共地端和喇叭的负极也要和电路里的地端相连;
(5).TDA2030芯片后面最好加一个大点的散热片,以保证芯片能稳定工作;
第4章心得体会
通过这次功放电路的制作,我初步的掌握了一些焊电路的技术,认识电路的能力也有所提高,最重要的是我把这学期所学习的模电知识加以利用,制作出一个可以使用的功率放大器,从理论出发,结合实际,运用所学的知识,将元器件连接起来,构成一个完整的电路。
在这其中遇到了很多问题,最大的一个问题就是我把电路里各个接地端接在了不同的地方,在这之前我并不知道,我以为接地都是虚拟地,接在哪里都一样,殊不知“地”也是有说法的,要是不接在一起,电路就不能构成一个回路,不能构成回路了让电路怎么工作呢?
在刚焊完电路的时候,我激动的接上电源,可是却没有声音,在我反复检查几遍无果后,我找了一个同学来帮我看看,他一眼就看出了我电路存在的问题,找出了问题之后,在他的指导下我完成了这个实做,虽然在课本上只是轻描淡写的说了一下电路,看似简单,但是走出课堂,拿起家伙,亲自来做的时候,你就会发现各种问题,而这些问题是我们在课堂里学习不到的。
通过这次实验,加深了我对放大电路的认识,就像打开了一个大门——一个走进模拟电子技术的大门,不过这只是沧海一粟、冰山一角,我需要学习的东西还很多,虽然这个学期的模拟电子技术一科已经结束了,但是这却是我学习这门技术的开始,在以后的生活里我们必然还会遇到这方面的问题,只有这个时候打好理论方面的知识,才能在关键的时候帮助自己解决问题,这也就是学有所用。
因此我很珍惜这次实做的机会,把在这次实做中总结出来的宝贵经验加以吸收,运用到生活中去。
尽管因为自己的原因不能和班上的同学一起答辩,而是紧赶慢赶的把作业做完,对此我表示自责,但是我也确实在这短短的几天时间里学习到了很多东西,是平时的好几倍,可能有失必有得吧,在这里,十分感谢张继东老师花费了他宝贵的时间来听我的答辩,很荣幸能遇到这样一个负责任的老师,十分感谢!
参考文献
《模拟电子技术基础(第四版)》童诗白华成英主编2006.5
附录
音频座有五个脚,最前面的是公共地端,要和电路地接在一起,下面四个脚可以任意接在输入口;
后面那个是可调直流电压源的接口,三个脚,最后面的接电路正极,其他两个都是负极
喇叭为8欧0.25瓦的,后图中为直流可调电压源,这个电路可以用12V那个档
此为音频线,用来连接输入
系统总图
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