TDA双声道功放解析.docx

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TDA双声道功放解析

TDA2030

双声道功放

摘　　要

功放在现实生活中很常见，几乎是有音乐的地方都会看到功放的身影。

功放有很多种，可以是用分立原件做的，也可以是用集成快来做的。

一般用分立原件做的比较难匹配，所以难度比较大，但是分立原件可以把放大倍数做得大一些。

用集成块做功放优势也很明显，除了好匹配外它还以电路简单的特点，所以适合初学者。

现在市场上有很多种功放集成块，比如LM1875，TDA2030。

本作品是用TDA2030制作。

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，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TDA2030在内的几种。

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TDA2030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TDA2030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。

TDA2030是ETC的一款20W中功率高保真功率放大集成电路，年代已相当久远，但至今还有不少厂家出的电脑有源音箱中采用此IC,爱好都对此IC也是极有追捧。

这足以证明TDA2030的性价比是相当好。

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，外型如同塑封大功率管，这就给使用带来不少方便。

相对而言，TDA2030被广泛应用也比LM1875早也比较廉价，功放效果也很好，噪声小。

TDA2030单级放大一般是33倍左右，如果放大倍数没有达到要求，可以加前置放大，这样可以大大提高放大倍数。

引言

音频功率放大器是一个技术已经相当成熟的领域，几十年来，人们为之付出了不懈的努力，无论从线路技术还是元器件方面，乃至于思想认识上都取得了长足的进步。

回顾一下功率放大器的发展历程。

1906年美国人德福雷斯特发明了真空三极管，开创了人类电声技术的先河。

1927年贝尔实验室发明了负反馈技术后，使音响技术的发展进入了一个崭新的时代，比较有代表性的如"威廉逊"放大器，较成功地运用了负反馈技术，使放大器的失真度大大降低，至50年代电子管放大器的发展达到了一个高潮时期，各种电子管放大器层出不穷。

音响技术的发展历史可以分为电子管、晶体管、集成电路、场效应管四个阶段。

TDA2030是ETC的一款20W中功率高保真功率放大集成电路，年代已相当久远，但至今还有不少厂家出的电脑有源音箱中采用此IC,爱好都对此IC也是极有追捧。

这足以证明TDA2030的性价比是相当好。

虽然老，但并不过时。

主要器件及介绍

1.TDA2030

TDA2030是德律风根生产的音频功放电路，采用V型5脚单列直插式塑料封装结构。

按引脚的形状引可分为H型和V型。

该集成电路广泛应用于汽车立体声收录音机、中功率音响设备，具有体积小、输出功率大、失真小等特点。

并具有内部保护电路。

意大利SGS公司、美国RCA公司、日本日立公司、NEC公司等均有同类产品生产，虽然其内部电路略有差异，但引出脚位置及功能均相同，可以互换。

2.DA2030的管脚功能及图

（1）脚是正相输入端

（2）脚是反向输入端

（3）脚是负电源输入端

（4）脚是功率输出端

（5）脚是正电源输入端

3.TDA2030的工作

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%。

4.TDA2030的特点及注意事项

（1）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。

（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。

喇叭

喇叭发声通过纸盆振动发声.常用的是永磁动圈式,可动线圈在磁铁附近通如交流点信号则变换位置,从而带动纸盆震动发声.高音喇叭的纸盆通常较小,对高声频信号敏感,而低音喇叭的纸较大,对低频信号敏感.功放级的电压很低,电流很大.通常永磁动圈式喇叭的阻尼只有8欧姆。

本次制作用8欧姆电阻调试。

电路图及原理

1.电路图与实物图

2主要原理

图上所示电路为本作品—双电源供电BTL音频功率放大器（双声道）原理图，本作品自带电源电路，简单实用。

其中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使用方便、外围所需元器少，一般不需要调试即可成功。

TDA2030

（1）为同相放大器，输入信号Vin通过交流耦合电容C1馈入同相输入端1脚。

D7为整流桥堆起整流作用，C13.C14起滤波作用，R5是音量调节电位器，C1是输入耦合电容，。

R2、R6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+R6）/R6=（0.68+22）/0.68=33.3倍，C15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。

C3、C5、C7、C8为电源高频旁路电容，防止电路产生自激振荡。

电路板的腐蚀与焊接

1.在腐蚀电路板注意事项

（1）在配制腐蚀液时要按照比例。

水：

双氧水：

浓盐酸=3：

1：

2。

（2）腐蚀时间不要过长，以免把电路腐蚀过度。

（3）在腐蚀完以后要对电路进行检测，看有没有断路和短路的，要是有需要对电路进行修改。

（4）需要对电路板涂上松香，其作用是防止电路被氧化和在焊接的时候但到助焊剂的作用。

（5）焊接的时候要注意不要把不相连的点挂接。

（6）焊接的时候烙铁的温度不要太高，焊接的时间不要太长，以免焊盘脱落和在焊接的时候就把器件烧坏。

（7）焊接完后好对电路图进行检测，看是否所有器件都是好的，看是否有挂接和虚焊的。

2.焊接时器件的摆放要合理

（1）烙铁要放在架上，以免烫到人或其他器件。

（2）需要用到的器件应该准备好，方在左手边，以便随时可以拿到进行焊接。

电路板的检测和调试应注意的问题

1.在接电源是应该特别的注意一下几点：

（1）本作品外接交流12V变压器电源输入，要先弄清楚变压器的用法。

（2）在接电源前要注意电解电容的方向是否正确。

板的参数测试及分析

1.参数测试

（1）输出阻抗：

8Ω;

（2）空载检测：

最大不失真输入信号0.7V，输出信号23.15V，放大倍数33.07倍，输出功率为8.4W

（3）8欧负载检测：

最大不失真输入信号0.56V，输出信号18.53V，放大倍数33倍，输出功率为5.36W。

2.结果分析

由检测结果分析可知，空载和带负载的放大倍数基本一样。

放大倍数基本不变，这跟反馈有关，因为反馈没变所以放大倍数基本上不变。

空载的输出功率明显比带负载的要大。

实验心得体会

总结本次实训，我获益良多。

本次实训是老师给任务同学自由选择项目。

我选择的是功率放大器。

不是第一次做功放了，深知功放很难调试，最后还是选择功放，就是想检验自己的水平是否较以前有所提高。

第一步是找电路原理图，在网上找原理图很容易，因为功放的原理图很多，但是很多具有缺陷，可行度不高。

无意中我发现了一个原理图，是较多网友亲身试验过可行的，最终我选择了它。

第二步是分析原理图，我在分析次原理图时发现原理比较简单，就是以TDA2030A为放大芯片，加上电源滤波电容和过压过流保护，和反馈部分的电阻，基本上就没什么了。

分析好电路原理图以后，接下来的就是第三步了。

第三步是PCB的排版，做功放的排版时我学到了很多东西。

首先，地线不能太长，这样会带来干扰。

再次，还有要考虑到散热片的安装，所以想装散热片的地方不能放器件，还要计算测量散热片间距，避免两个散热片触碰。

还有，应为功放的电压电流会比较大，所以电源线和地线应该要大一些，相应的焊盘也调大，以利于焊接。

第四步就是打印腐蚀电路板打孔和焊接了。

这步也是成功的关键，在印制电路板时要注意印制的质量，如果效果不好，要用油性笔把不清楚的或者断的线补上。

在这步中，最重要的应该是焊接，有了前面的焊接基础，在这次焊接中我没有出现什么问题，还提高了自己的焊接技术了。

在一本次制作中，最主要的就是接下来的第五步了。

第五步是电路的调试。

测试方法：

将信号发生器的信号接入功率放大器的输入端，示波器接功率放大器的输出端，接通12V变压器电源，调节可变电阻R5，观察示波器的波形，改变输入信号幅度观察示波器波形并记录测试数据，计算出放大倍数，输出功率等。

在调试在本次调试过程中，我在前面学习的基础上，学会了更加灵活地用双电源和示波器和数字信号源，这些东西又是我在本次实训中学到的很有用的东西之一。

第六步就是整理数据了，我再次复习了功放放大倍数的测量方法，空载跟带负载的输出功率的的测量和比较，空载输出功率为8.4W，带负载时的输出功率为5.36W，在比较过程中，验证了带负载输出会比不带负载输出小一些，但是他们的放大倍数基本一样为33倍。

虽然本次实验存在一些小的问题，但是在老师指导下都被一一改正了，而且我也学到了知识，所以我觉得在这次实训中收获很大，这些收获将是我在电子方面继续学习的财富，它也时刻提醒我，只有动手脚去做了才知道制作的快乐，只有自己体会才会知道自己的不足！

谢辞

首先，感谢为我们安排了这次电子线路设计实训。

本次实训中所用到的元器件大部分都是学院帮采购的，非常感谢学院领导和老师给我们提供硬件条件和在理论知识方面的帮助。

还要感谢老师的授课和实训操作指导，在任务开始前，老师首先就全面的为我们讲注意事项，让我们在实训过程中少犯了不少错，节约了宝贵的时间。

特别感谢老师，是她在整个实训过程中对我们严格要求，耐心指导，反复为我们讲解要点，给与我们极大的帮助以及鼓励，使得我最终完成实训。