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題目2：音頻功率放大電路
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三、原理電路設計：
（1）方案比較與確定；
功率放大器的常見電路有OTL電路和OCL電路。
音頻放大器芯片應采用最常使用的音頻放大器電路芯片TDA2030，外圍元件少，實驗容易成功。
TDA2030是高保真集成功率放大器芯片，輸出功率大于10W,頻率響應為10~1400Hz,輸出電流峰值最高可達到3.5A。其內部電路包含輸入級、中間級和輸出級，且有短路保護和過熱保護，安全性高，采用正輸出單電源供電。
經過多方面資料的查閱，認真思考后，決定采用引入負反饋改進型OTL電路設計。
（2）整體電路框圖的確定；
圖1、整體電路框圖
（3）單元電路設計及元件選擇；
圖2、Multisim電路圖
如圖2所示：
C1為耦合電容，R1,R2,R3有分壓作用，電容和電阻為了穩定電路的靜態工作點。信號從運算放大TDA2030的同相輸出端輸入，而電路又引入電壓串聯負反饋電路。兩個三極管工作在放大區，與運算放大器的輸出串聯相接，更好地使輸出電流放大，從而增大信號的電壓和電流，達到功率放大的目的。
理論設計數據
輸出電壓：Uo=Ui*(R7+R4)/R4
電壓放大倍數：Au=Uo/Ui=R4/(R4+R7)=21
輸出功率：P=Io*Uo
實測數據
（1）當輸入信號Ui=100Mv,輸出頻率f=1kHz,直流電源電壓為30/2=15V，負載電阻為8歐姆時，有Multisim仿真軟件測試得:
輸入交流電壓值Ui
輸出電壓交流值Uo
輸出電流值Io
由上可知：電壓放大倍數Au= Uo/Ui =1.484*1000/70.711=20.98
輸出功率Po=Uo*Io=1.484*12.846=19.06w
輸出功率大于8w,電壓放大倍數十分接近理論值，因此該電路基本上符合設計要求。
(2)由波特圖示儀得出電路頻帶寬的實測數值如圖
頻帶寬F=13.112kHz-10.589Hz=13.101kHz符合電路設計要求
（3）由示波器實測得如圖
由圖可知，電壓放大倍數接近理論值21，不過仍然存在誤差，原因可能是因為運算放大電路芯片發熱量大，受溫度影響，造成一定的誤差。
（4）輸入阻抗實測數值
（5） 仿真電路失真率
綜上所述，該電路是符合設計要求的。
原件清單
原件 | 數量 |
電阻 R=100kΩ R=66KΩ R=3.3KΩ R=1.5Ω R=1Ω R=1Ω 揚聲器 R=8Ω | 3 1 1 2 1 1 1 |
三極管 TIP31C(NPN) TIP32C(PNP) | 1 1 |
運算放大器 TDA2030 | 1 |
二極管 1N4001 | 2 |
電容 C=100nF C=220nF C=220uF C=2.2uF C=10uF C=2000F | 1 2 1 1 1 1 |
該電路使用的原件類型少，電路連接簡單，實現電路要求也較為簡單。但是最初經測試后，發現其結果不是很理想，失真較為嚴重。經過反復推敲，改變了一下電路，終于達到了比較好的效果。整體實驗中收獲頗多：自己查閱資料，從書籍中整理出需要的知識，再自己推敲設計電路，再去測試等等都是自己一手做出來的，雖然中間出現了一些錯誤的思路和操作，但是經過思考和向老師同學尋求幫助，及時發現并改正，才能出來比較滿意的成果，順利的完成實驗，收獲了知識，彌補了以前學習中的知識漏洞，還能從整體去分析電路功能。
模電課程設計.docx
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