OTL功率放大电路的multisim仿真毕业设计Word格式.docx
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3、负载阻抗RL=8Ω；
4、失真度γ≤3%。
进度安排:
第17周（周一～周二）：
分析题目，查阅课题相关资料；
第17周（周二～周四）：
OTL功率放大器设计和实现；
第17周（周五）：
设计仿真及调试，验收，编写课程设计报告。
指导教师（签字）：
教研组长（签字）
年
月
日
摘要
本报告包括两个内容。
第一部分，设计并实现OTL功率放大器，功率放大器的作用是给音响放大器的负载RL（扬声器）提供一定的输出功率。
当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出的信号的非线形失真尽可能的小，效率尽可能的高。
功率放大器的常见电路形式有OTL电路和OCL电路。
有用继承运算放大器和晶体管组成的功率放大器，也有专集成电路功率放大器。
本文设计的是一个 OTL 功率放大器，该放大器采用TDA2030音频放大器芯片，
TDA2030音频放大器电路是最常用到的音频功率放大电路，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，采用正输出单电源供电。
其次本次实物产品采用PCB印制电路板制作（单面板）使其性能良好满足设计要求和外表美观。
第二部分，用multisim软件对OTL功率放大器进行仿真实现。
根据实例电路图和已经给定的原件参数，使用multisim软件模拟电路，并对其进行静态分析，动态分析，显示波形图，计算数据等操作。
关键词：
OTL功率放大电路；
multisim软件仿真；
TDA2030音频放大器；
交越失真；
无输出耦合电容；
输出功率；
反馈网络；
PCB单面板。
目录
一、设计要求
二、设计总体方案
2.1设计思路
2.2OTL功放各级的作用和电路结构特征
2.3简要原理分析
2.4用集成运算放大器放大信号的主要优点
三、选择器件及参数计算
3.1功率放大器芯片TDA2030介绍
3.2参数计算
3.2.1参数计算
3.2.2功率的计算
四、用multisim仿真OTC功率放大器五、实物电路安装调试及使用
5.1电路调整与测试
5.2通电观察
六、设计体会与总结七、参考文献
OTL功率放大器设计
任务了与要求：
二、设计总体方案
功率放大器的作用是给负载RL提供一定的输出功率，当RL一定时，希望输出功率尽可能大，输出信号的非线性失真可能小，且效率尽可能高。
由于OTL电路采用直接耦合方式，为了保证电路工作稳定，必须采取有效措施抑制零点漂移。
为了获得足够大的输出功率驱动负载工作，故需要有足够高的电压放大倍数。
因此，性能良好的OTL功率放大器应由输入级、推动级和输出级等部分组成。
1. 输入级：
主要作用是抑制零点漂移，保证电路工作稳定，同时对前级（音调控制级）送来的信号作低失真，低噪声放大。
为此，采用带恒流源的，由复合管组成的差动放大电路，且设置的静态偏置电流较小。
2. 推动级的作用是获得足够高的电压放大倍数，以及为输出级提供足够大的驱动电流，为此，可采用带集电极有源负载的共射放大电路，其静态偏听偏信置电流比输入级要大。
3. 输出级的主要作用是级负载提供足够大的输出信号功率，可采有由复合管构成的甲乙灯互补对称功放或准互补功放电路。
此外，还应考虑为稳定静态工作点须设置直流负反馈电路，为稳定电压放大倍数和改善电路性能须设置交流负反馈电路，以及过流保护电路等。
电路设计时，各级应设置合适的静态工作点，在组装完毕后须进行静态和动态测试，在小型不失真的情况下，使输出功率最大。
动态测试时，要注意消振和接好保险丝，以防损坏元器件。
负载扬声器
输出级
推动级
输入级
输入信号
电路基本框图
图1-1电路基本框图
中间级
输出调节
TDA2030高保真集成功率放大器
采用集成运算放大器设计基本放大电路
短路保护
过热保护
图1-2电路结构框图
1-3电路基本原理图
图1-4电路在multisim中的仿真图
2.3简要原理分析：
电路为音频功率放大器原理图,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。
RP是音量调节电位器,C1是输入耦合电容,R1是TDA2030同相输入端偏置电阻。
R4、R5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（R4+R5）
/R5=（4.7+150）/150=33.3倍,C3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。
C2、C4、C7为电源高频旁路电容,防止电路产生自激振荡。
R6用以在电路接有感性负载扬声器时,保证高频稳定性。
VD1、VD2是保护二极管,防止输出电压峰值损坏集成块TDA2030。
2.4用集成运算放大器放大信号的主要优点：
1. 电路设计简化，组装高度方便，只需适当选配外接元件，便可实现输入、输出的各种放大关系。
2. 由于运放的开环增益都很高，用其构成的放大电路一般工作在深度负反馈的闭环状态，则性能稳定，非线性失真小。
3. 运放的输入享受搞高，失调和漂移都很小，故很适合于各种微弱的信号放大。
又因其具有很高的共模抑制比，对温度的变化、电源的波动以及其他外界干扰都有很强的抑制能力。
4. 由运放构成的放大单元功耗低、体积小、寿命长，使整机使用的元器件数大大减少，成本降低，工作可靠性大为提高。
TDA2030A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。
如图1所示，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。
电路特点：
[1].外接元件非常少。
[2].输出功率大，Po=18W（RL=4Ω）。
[3].采用超小型封装（TO-220）,可提高组装密度。
[4].开机冲击极小。
[5].内含各种保护电路，因此工作安全可靠。
主要保护电路有：
短路保护、热保护、地线偶然开路、电源极性反接（Vsmax=12V）以及负载泄放电压反冲等。
[6].TDA2030A能在最低±
6V最高±
22V的电压下工作在±
19V、8Ω阻抗时
了。
能够输出16W的有效功率，THD≤0.1%。
无疑，用它来做电脑有源音箱的功率放大部分或小型功放再合适不过
引脚情况：
1脚正相输出端
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
极限参数：
注意事项：
[1].TDA2030A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，二极管限压（5脚因为任何原因产生了高压，一般是喇叭的线圈电感作用，使电压等于电源的电压）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TDA2030A所需的元件很少，但所选的元件必须是品质有保障的元件。
3．2.1参数计算
RP是音量调节电位器,考虑到实际情况本设计RP=2.2KΩ；
C1是输入耦合电容（C1=1uf）；
R1是TDA2030同相输入端偏置电阻；
R2、R3为反馈网络电阻（R1=R2=R3=100KΩ）；
/R5=（0.68+22）/0.68=33.3倍,C3起隔直流作用,以使电路直流为100%负反馈。
C2、C4、C7为电源高频旁路电容,防止电路产生自激振荡；
R6用以在电路接有感性负载扬声器时,保证稳定性；
VD1、VD2是保护二极管,防止输出电压峰值损坏集成块TDA2030,
负载RL=8Ω。
...
1、 计算输出功率Po输出功率用输出电压有效值V0和输出电流I0的乘积来表示。
设输出电压的幅值为Vom，则 因为
Iom=Vom/RL，所以.当输入信号足够大，使Vim=Vom= Vcem= VCC-VCES ≈VCC和Iom=Icm时，可获得最大的输出功率
由上述对Po的讨论可知，要提供放大器的输出功率，可以增大电源电压VCC
或降低负载阻抗RL。
四、用multisim仿真OTC功率放大器
1、功放电路原理图仿真图
2、功放电路仿真波形图
用仿真课可之当RL调的过小时，波形失真；
如下图：
用multisim软件仿真，可以完成以后对PCB的通电测试，测试是对安装后的电路板的参数及工作状态进行测量，以便提供调整电路的依据，经过反复测量和调整，就可以使电
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