1、5选做：利用仿真软件的 PCB 设计功能进行 PCB 设计。时间安排：1 第 18 周前半周，完成仿真设计调试；并制作实物。2 第 18 周后半周，硬件调试，撰写、提交课程设计报告，进行验收和答辩指导教师签名： 系主任（或责任教师）签名：1设计任务与要求 错误！未定义书签。1.1设计任务 错误！1.2设计要求 错误！2设计方案 错误！3选择器件与参数运算 错误！3.1运放 NE5532 介绍错误！3.2TDA 2030 介绍 43.3功率计算 54单元电路设计 64.1主电源电路 64.2调音电路 64.3功率放大电路 75电路设计仿真 95.1仿真电路图 .95.2仿真结果 .96.10心得
2、体会7参考文献 .11 附表一：电路原理图 .错 误！附表二：元器件清单 错 误！附表三：实物图 141设计任务与要求1.1设计任务 OCL 、 OTL 或 BTL 电路。完成对音频功率放大器的设计、装配与调试。1.2设计要求1输出功率 10W/8 ；60 ；3利用 Proteus 或 Multisim 仿真设计电路原理图，确定电路元件参数、掌握电路工作原 理并仿真实现系统功能。2设计方案 音频功率放大器的作用是将声音源输入的信号进行放大，然后输出驱动扬声 器。声音源的种类有很多种， 故输出信号的电压差别很大， 从零点几毫伏到几百 毫伏。一般动率放大器的输入灵敏度是一定的， 这些不同的声音源信
3、号如果直接 输入到功率放大器的话， 对于输入信号过低的， 功率放大器功率输出不足， 不能 充分发挥功放的作用； 加入输入信号的幅值过大， 功率放大器的输出信号将严重 过载失真。 这样就失去了音频放大的意义了， 所以一个实用音频功率放大系统必须设置前置放大器，以便使放大器适应不同的输入信号，或放大，或衰减，或进 行阻抗变换， 使其与功率放大器的输入灵敏度相匹配。 最后音频放大器由前置放 大器和音调控制电路和功率放大器三部分组成。如图 1 所示图 1 音频放大器组成框图3选择器件与参数运算3.1运放 NE5532 介绍NE5532 是高性能低噪声运放，与很多标准运放（如 1458）相似，它具有较
4、好的噪声性能，优良的输出驱动能力及相当高的小信号与电源带宽。1）小信号带宽： 10MHz；2）输出驱动能力： 600 10V；3）输入噪声电压： 5nV/ HZ（典型值）；4）DC 电压增益： 50000；5）AC 电压增益： 10KHz 时 2200；6）电源带宽： 140KHz；7）转换速率： 9V/ S；8）大电源电压范围： 3 20V。极限参数：电源电压： Vs 22V输入电压： VIN V 电源 V差分输入电压： VDIFF 5V工作温度范围： TA 0 70存贮温度： TSTG -65 150结温： Tj 150功耗（ 5532FE）：PD 1000mW引线温度（焊接， 10S）
5、300 直流电气参数：如图 2 所示。图 2 直流电气参数交流电气参数如图 3 所示图 3 交流电气参数3.2TDA 2030 介绍TDA 2030 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 TDA 2030在内的几种。我们知道，瞬态互调失真是决定放大器 品质的重要因素，该集成功放的一个重要优点。TDA2030A功率放大管利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将 电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。 因为声音是不同振幅和不同频率的 波，即交流信号电流， 三极管的集电极
6、电流永远是基极电流的 倍，是三极管 的交流放大倍数， 应用这一点， 若将小信号注入基极， 则集电极流过的电流会等 于基极电流的 倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流 （ 或电 压）是原先的 倍的大信号，这现象成为三极管的放大作用。经过不断的电流及 电压放大，就完成了功率放大。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 TDA 2030 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 TDA 2030集成电路中，设计了
7、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（当然这保护是有条件的， 我们决不能因为有保护功能而不适当地进行 使用）。 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，在焊接电路板的 时候 TDA2030A的管脚的分布对于焊接的时候很重要的，如果管脚的区分有错， 直接会导致的功率放大器烧掉。 通过查阅资料知道他的管脚分布为： 汉字对着人， 从左往右数为 1 2 3 4 5 其中 1 为同武相输入端， 2为反相输入端， 3为功率放 大器的接地端， 4 为功率
8、放大器额的输出端， 5 为功率放大器的电源线的接入端。TDA2030 在电源电压 14V，负载电阻为 4 时输出 14 瓦功率（失真度 05）；在电源电压 16V，负载电阻为 4时输出 18瓦功率（失真度 05）。 该电路由于价廉质优， 使用方便，并正在越来越广泛地应用于各种款式收录机和 高保真立体声设备中。该电路可供低频课程设计选用。本设计采用 3 个 TDA2030A 芯片，其中一个放大左声道，一个放大右声道，一个放大 低音部分。示意图如图 4V0 和输出电流 I0 的乘积来Vim=Vom= Vcem= VCC- VCES3.3功率计算计算输出功率 Po 输出功率用输出电压有效值 表示。设
9、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。4单元电路设计4.1 主电源电路如图 5所示，采用交流双 12V，30W变压器，市电从 ACIN输入， VCC和 VSS给TDA2030A 供电， Va和 Vb 给 NE5532供电。整流部分采用单向桥式全波整流电路，在滤波电路中，采 用电容滤波电路，图 5 主电源电路4.2 调音电路本设计采用六个参数为 50K 的电位器。其中 RP1A，RP1B 调节低音区， R
10、P2A， RP2B 调节中低音， RP3A， RP3B 调节音量。调音电路与功率放大电路用排线相连，数字一一对 应相连。电路图如图 6 所示图 6 调音电路4.3功率放大电路电路分左声道，右声道，以及低音区输入， TDA2030 构成双电源互补对称功放，放大电 路之间相连采用 RC耦合方式。 NE5532 是双运放，分为两个单运放连接于电路中。NE5532 电路如图 7 所示。TDA2030 单声道电路如图 8 所示。图 8 TDA2030 单声道电路5 电路设计仿真5.1 仿真电路图采用 Multisim 11.0 仿真电路，如图 9 所示图 9 Multisim 11.0 仿真电路5.2
11、仿真结果左右声道输入 1kHz， 1Vpp 的正弦波，结果如图 10 所示。图 10 输出结果6 心得体会通过电子技术课程设计的训练，可以全面调动学生的主观能动性，融会贯通 其所学的“模拟电子技术” 、“数字电子技术”和“电子技术实验”等课程的基 本原理和基本分析方法， 进一步把书本知识与工程实际需要结合起来， 实现知识 向技能的转化，以便毕业生走上工作岗位能较快地适应社会的要求。 而这次课 程设计的题目是做一个有源滤波器的音频功率放大器， 在这次设计中，我们确 实遇了很多难以解决的问题， 同时也学到了很多知识。 掌握了功率放大器电路的 设计与制作，掌握了 NE5532，TDA2030 等集成
12、芯片的原理与作用以及晶体管极 性的判断，如何去检查电路中的错误与线路是否导通， 进一步熟练万用表的使用， 如何制作 PCB电路板。更让我明白团体精神的重要性。 更懂得做好一件事情的不 容易。接触到了与自己相关专业的具体的知识， 感觉到所学的东西还是很有用的， 通过实践不但巩固了学过的知识，而且其他的对所学知识进行实 践论证，及时 的现了存在的许多不足。 通过本次课程设计初步了解了一些专业软件的使用， 如 Multisim 的软件的使用，也初步接触到了具体的制版全过程。 通过仿真发现分 压电阻阻值不对， 而且部分买过来的电阻负载功率不够， 电容耐压数值不够， 在 接电测试时， 铝电解电容一接电就
13、马上冒烟爆掉了， 经过检查是因为电容的正负 交接反了， 虚惊一场，不过经过检查后电路其他部分运作正常。 经过了这次的课 程实际，了解了在给定具体参数要求下， 自己设计计算电路参数、 使用 multisim 画原理图仿真、使用 protel99es 画 PCB图、手动转印钻孔、安装元件焊锡、通 电调试的整过过程。 中间我发现我们思考的时候还不是很周全， 好在能够及时发 现补救，同时也有一个概念性的了解了一个产品的设计制作过程。总之，这次课程设计我们还是比较满意的，学习到的东西也很多。7 参考文献1.周泽义 .电子技术实验。武汉：武汉理工大学出版社， 2001.52.谢自美 .电子线路设计实验测试
14、第三版 .华中科技大学出版 社， 20053.梁宗善 .新型集成电路的应用 -电子技术基础课程设计 .华中科 技大学， 20044.孙梅生 .电子技术基础课程设计 .高等教育出版社， 20055.黄继昌，张海贵. 实用单元电路及其应用 .人民邮电出版社， 20066.王卫东，江晓安 .模拟电子电路基础 .西安电子科技大学出版社， 20037.华成英、童诗白 .模拟电子技术基础 .第四版 .北京 :高等教育出版 社,2006.5附表一：电路原理图元器件清单CommentDesignatorFootprintQuantityK 固定孔1221C1, C2, C12, C13C 独石 5MM4223
15、C3, C4C 瓷片 5MM2104C5, C11, C18, C19, C22, C23, C24, C2584U7C6, C9, C14, C15C 10UF 100UF 2MMC7C 涤纶 104 7MM224C8C 涤纶 224 7.3MM22UC10, C16, C1733300UC20, C21C 3300UF 8MM100UC26, C27, C28C 100UF 2.5MMCN01X 2.54MM 接线座 6P 镜像CN02X 2.54MM 接线座 6PAINCN03X 3.5MM 立体声音频座MP3CN04X 2.54MM 电源座 3PLOUT-GND-ROUTCN05X 5
16、.08MM 音频输出 4PWOUTCN06X 5.08MM 接线端子 2P5VOUTCN07X 2.54MM 插座 2PACINCN08X 5.08MM 接线端子 3PD1, D2, D3D RL207RL207x4D4LEDD5D 发光二极管 2.54MMNE5532IC1IC 8PTDA2030IC2, IC3, IC4IC TDA2030A7805IC5IC 3P 稳压集成块间距2.54MM2K2R1, R2, R3, R4R 9.5MM 圆头15KR5, R639KR7, R822KR9, R14, R16, R18, R19, R22, R237560R10, R15, R20, R2110KR11, R12, R1322R17, R24, R25R 13MM 圆头 0.5W680R26R274.7KR2810R2950KRP1, RP2, RP3RP 电位器孔间距 5MM 双实物图
