TDA2030双声道音频功放设计

摘要................................................. - 1 - 1.TDA2030双声道音频功放设计.......................... - 1 -
1.1TDA2030音频功率放大器电路工作原理........................ - 1 -
1.2电路总图................................................. - 2 -
1.3元器件清单............................................... - 3 -
2 电路设计和参数计算................................. -
3 -
2.1电源部分................................................. - 3 -
2.2音频输入端电阻电容的计算................................. - 4 -
2.3功放部分TDA2030 ......................................... - 4 -
2.4反馈电阻电容的计算....................................... - 4 -
2.5输出电容电阻的选取....................................... - 4 -
2.6二极管及其他电容的作用................................... - 5 -3安装与调试 ......................................... - 5 - 4性能测试与分析 ..................................... - 5 - 5心得与体会 ......................................... - 6 - 6参考文献 ........................................... - 6 - 附实图............................................... - 7 -
摘要
本设计主要由电源部分、音调控制级、功率放大级三部分组成。

它的作用主要是放大音频信号。

为了保证功放效果，电路采用TDA2030作为功放IC，因为它具有失真小、功率大、外围元件少、开机冲击极小、内含各种保护电路、保真度高等优点。

功放，可以说是各类音响器材中最大的一个家族了，其作用主要是将音源器材输入的较微弱信号进行放大后，产生足够大的电流去推动扬声器进行声音的重放。

特别的，TDA2030功率放大电路所需的元件很少，制作简单，效果良好。

用它来做电脑有源音箱的功率放大部分或MP4等小型功放再合适不过。

信号流程：音频信号输入经音量电位器，再由电容耦合，进入TDA2030的1脚，由集成电路放大后从4脚输出，经输出耦合电容到达扬声器。

1.TDA2030双声道音频功放设计
1.1TDA2030音频功率放大器电路工作原理
本设计主要由单电源供电的OTL电路，一块性能十分优良的功率放大集成电路TDA 2030组成，其主要特点是上升速率高、瞬态互调失真小。

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，三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β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β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β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。

负反馈。

静态工作点稳定性好。

C1、C5为电源高频旁路电容，防止电路产生自激振荡。

IN40001是保护二极管，防止输出电压峰值损坏集成块TDA2030。

1.3元器件清单
器件型号数量
电阻100K 6 150K 2 4.7K 2 1K 2
滑动变阻器22K 1
电解电容2200uf 3 100uf 2 22uf 4 1uf 2
极性电容104 5
二极管ID4007 8 发光二极管LED 1
功放IC TDA2030 2
插针Con2 3
耳机插孔Con3 1
开关S1 1
电路板8×10cm 1
2 电路设计和参数计算
2.1电源部分
因为TDA2030的额定输入电压为±6V—±18V，为了达到输出为10W的额定值，并且减少TDA2030的散热，采用+16V供电。

为了达到好的滤波效果，我在输入端加上2200uF的电容和一个小电容（陶瓷电容0.1uF）大电容虑低频，小电容率高频，可有效的滤掉电源的纹
波。

2.2音频输入端电阻电容的计算
同相输入端的电阻R4是用在直流平衡电阻，一般取数十千欧，跟负载反馈的网络有关，这里取R4=100KΩ。

C3为耦合电容，用以去掉音频信号中的低频信号，与R4构成高通低频响应。

有公式： C=1/2*pi*R*f
可知当R=22KΩ，f 取20Hz时，C=0.8uF 为了更好的滤波这里取C6=1 uF
2.3功放部分TDA2030
TDA2030芯片的电路特点：
[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Vmax=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
2.4反馈电阻电容的计算
输出电压由电阻人R3、R5、C11决定，其增益由下式决定：
V o/Vi=R2/(R4+1/jwC4)
R2=100K KΩ，R4=4.7Ω，C4=22uF,可得增益为32 5.2.
2.5输出电容电阻的选取
由于输出接的是喇叭，为感性，为防止其发生自己振荡，同时更好的滤波，保证输出信号更好，在输出端接上一个电容（陶瓷电容0.1 uF）和一个电阻(1KΩ)串联接地。

2.6二极管及其他电容的作用
两个二极管可在电流过大的时候保护电路。

C5、C9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。

C1、C2，C15、C16为电源高频旁路电容，防止电路产生自激振荡。

IN40001是保护二极管，防止输出电压峰值损坏集成块TDA2030。

3安装与调试
1、电路板焊好电子元件后,要仔细检查电路板有无焊错的地方,特别要注意有极性的电子元件,如电解电容,桥式整流堆,一旦焊反即有烧毁元器件的风险,应特别注意。

2、接上变压器,先检测TDA2030是否有电源供给,就是测TDA2030的第5个引脚是否为正电压,第3个引脚是否为负电压,要注意电路是否有短路的情况。

3、为防止烧掉扬声器,放大器的输出端先不接扬声器,而是接万用表,测输出端的直流电压。

万用表置于DC*2V档,功放板上电注意观察万用表的读数,在正常情况下,读数应在30mv以内,否则应立即断电检查电路板。

若电表读数在正常的范围内,则表明该功放板功能基本正常,最后接上音箱,输入音乐信号,上电视机,旋转音量电位器,音量大小应该有变化,旋转高低音旋钮,音箱的音调有变化。

本次设计调试结果如下：
○1经过仔细检查没有焊接错误或者焊反.
○2经过测量TDA2030A的5端为正15.5MV,
○3经过测量输出端GND OUT 端电压为15.5MV<30MV.
4性能测试与分析
第一次通电、输入音频调试，TDA20305引脚与地端电压虽有15.5V，信号输出端也有波形输出，但是没有声音输出，查找故障后，发现TDA2030的部分引脚的封装错了，更改后第二次调试成功。

数据如下：（测试取输入信号频率f=1khz Vi=300mV RL=8Ω/25W）
1、输出电压（有效值）Uom≈9.24v
2、输出功率Po=U2/R L=10.58W
3、电压放大倍A=U O/U i=30.8
5心得与体会
在这次制作的TDA2030 音频功放中，又熟悉了制版的所以流程，很快的能从分析原理图到设计PCB原理图到制作电路板，由于时间紧迫，制作封装的时候把TDA2030引脚误错放置了，以至于最后第一次的调试没有成功。

尽管现在只是初步学会了高保真音频功率放大器设计，离真正掌握还有一定距离，但学习的这段日子确实令我收益匪浅，让我又多掌握了一门新的技术，收获总是令人快乐。

在以后的学习中我会更多的注重实践，让自己的知识更加丰富
6参考文献
◆<<模拟电子技术基础>>,清华大学教研组，童师白主著,高等教育出版社，2001。

◆<<电子技术基础>>,华中工学院电子学教研室编,康华光主编,高等教育出版社，2005。

附实图及PCB板。