单位文秘网 2022-02-26 08:06:09 点击: 次
摘要:本文设计了一个由TDA2030组成的双电源供电BTL音频功率放大电路,用电子仿真软件Multisim对电路进行了仿真,仿真效果表明:所设计的电路能有效地放大功率,在实际中有很大的应用价值。
关键词:运算放大器 BTL 集成电路
1 概述
集成电路[1,2]从20世纪60年代以来,其集成度一直以2年左右翻一番的速度发展。至今超大规模集成电路,已达到了在数平方厘米的半导体芯片上,能够集成100万个乃至1亿个以上的晶体管元件,而且集成电路产品的种类也日益增多,价格不断降低,性能不断提高,其应用领域同时也在不断扩大,以上这些巨大变化,随着电气工程领域传统的教学、科研、设计、生产方式与方法等变化而不断改变着,将对社会各方面产生非常深远的影响。
2 由运算放大器TDA2030构成的功率放大电路[3]
图1是由运算放大器TDA2030构成的功率放大电路,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;输出功率大,保护性能比较完善;外围电路简单,使用方便。
用两块TDA2030组成如图1所示的BTL功率放大电路,TDA2030(1)为同相放大器,输入信号Vin通过交流耦合电容C1输入同相输入端1脚,交流闭环增益为KVC1=1+R3/R2≈R3/R2≈30dB。R3同时又使电路构成直流全闭环组态,确保电路直流工作点稳定。TDA2030(2)为反相放大器,它的输入信号是由TDA2030(1)输出端的U01经R5、R7分压器衰减后取得的,并经电容C6反馈给反相输入端2脚,它的交流闭环增益KVC2=R9/R7//R5≈R9/R7≈30dB。由R9=R5,所以TDA 2030(1)与TDA 2030(2)的两个输出信号U01和U02应该是幅度相等相位相反的,即:U01≈Uin·R3/R2,U02≈-U01·R9/R5。
因为R9=R5所以U02=-U01。在扬声器上得到的交流电压应为:U=U01-U02=2U02,扬声器得到的功率PY按下式计算:PY=4P0(P0为原来的输出功率)。
3 电路仿真
本文用功能强大的multisim电子仿真软件来进行仿真,仿真电路图如下图2。
仿真效果表明:由TDA2030组成的双电源供电BTL功放电路能把单路功放的输出功率扩展4倍,有效地提高了功率放大器的功率。
在实际中如果还受到集成电路本身功耗和最大输出电流的限制,电路若在VS=±14V工作时,PO=28W。若在VS=±16V或±18V(TDA 2030A)工作时,输出功率会增加,而调试中应密切注视两块电路输出端(4脚)的直流电平,它们对地的电平都近似为零,BTL功放电路保护扬声器不被烧坏,通常的解决办法是在扬声器回路中串联快速熔断丝。
4 结论
本文设计了一个由简单元件构成的音响功率放大电路,对其电路在multisim软件中进行了电路仿真。众所周知,集成运算放大器已经成为电子技术领域中一种基本的放大元件,过去一些电路和系统的设计人员不得不花费很大精力设计、安装和调试放大器电路,现在则只需合理地选择和使用集成运放就可以实现其功效了。
参考文献:
[1]谭博学,苗汇静.集成电路原理及应用[M].北京:电子工业出版社.
[2]孙余凯,项绮明.模拟集成电路基础与应用[M].北京:电子工业出版社,2006年.
[3]常青.通用型集成运算放大器的扩展应用[J].教学仪器与实验,2004(4).
本文获国家自然科学基金(NO:10947101)和贵州省重点支持学科(黔教高发〔2011〕275号)资助。
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