功放电路实训报告

功放电路实训报告

集成功率放大电路实验报告

班级：10级电子信息

学号：201*401119

姓名：苏勇坚

日期：201*-7-

一、实训目的

1）熟悉万用表、示波器等仪器的使用。

2）了解功率放大电路的构成，加深对功率放大电路的感性认识。3）掌握电路元器件的选择及检测方法。

4）熟悉了解TDA2030A集成功率放大器的型号、参数及其应用。5）熟悉功率放大电路的主要特点、性能指标、主要类型及电路特征。

二、实训器材

双踪示波器；万用表；电烙铁；电路板制作工具、电路板及其元件等。

三、实训过程

1、电路原理图

图01

2、分析电路工作原理

集成功率放大电路如上图所示。三极管C1815组成前置放大级，主要是补偿其后音调电路的信号衰减，两个100kΩ的电位器及其附属元件组成衰减式高低音调节电路（均衡电路），经调节后的音频信号送入集成功率放大电路TDA2030A，进行功率放大，推动多媒体音箱发声。电路由50W,次级电压20V的变压器经整流滤波后提供。如果采用集成功率放大电路LM1872，其输出功率将更大。3、TDA2030A集成功放

1）主要性能参数。TDA2030A集成功率放大器，是一种舍用于高保真立体声扩音机中的音频功率放大集成电路。其外接引线和慰藉元件少，内部设有短路保护和热切断保护电路。

①5脚单列直插式塑料封装;②电源电压范围±6~±18V；③静态工作电流小于60uF;

④频率响应为10kHz~140kHz,谐波失真小于0.5%；⑤在Vcc=±14V,Rl=4Ω时，输出功率为14W。

2）引脚功能。TDA2030A有两个信号输入端，当信号从2端输入时，构成反相放大器；从1端输入时，构成同相放大器。3脚为负电源，5脚为正电源，4脚为输出端。

4、元件选择名称二极管变压器电解电容电解电容电解电容电解电容电解电容瓷片电容瓷片电容瓷片电容瓷片电容瓷片电容瓷片电容型号1N400750W20V50V3300uF50V1000uF50V47uF50V10uF50V1uF330nF220nF33nF22nF2.2nF1nF数量4111322111111名称瓷片电容电阻电阻电阻电阻电阻电阻可调电阻电位器电位器三极管功率集成块散热片型号0.22nF10kΩ22kΩ2.2kΩ1kΩ680Ω1W1Ω100kΩ100kΩ10kΩC1815TDA2030A数量13411111211115、制作印制电路板（PCB)利用ProtelDXP软件绘制原理图和PCB图。要求使用单面敷铜板，用热转印发制作PCB板。

热转印法就是使用激光打印机，将实设计好的PCB图形打印到热转印纸上，再将转印纸以适当的温度加热，热转印纸上原先打印上去的图形就会受热融化，并转移到敷铜板上面，形成耐腐蚀的保护层。通过腐蚀液腐蚀后将设计好的电路板留在敷铜板上面，从而得到PCB。6、安装焊接调试电路

装配是要注意的是二极管的极性，变压器选50W，20V，三极管要注意极性，TDA2030A需要装上散热片才能工作。装好后在检查一遍，确保无误后接通电源。这时用万用表测量3300uF滤波电容两端，应有24V左右的电压，调节三极管C1815基极100kΩ可调电阻，是三极管工作于放大状态，断电，接入信号源和音箱重新开机，分别调节音量和音调旋钮，观察声音变化。

四、电路分析

一、集成功率放大电路包含声音采集、音量调节、混音处理、功率输出四个部分。（1）声音采集

（2）音量调节

（3）混音处理

（4）功率输出

五、总结

1、在这次设计中，让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TDA2030等集成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，及时的发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。

2、制作电路板之前在制图要注意的问题可很多很多，尤其是初次接受到Multisim等软件，遇到了很多问题，例如如何布线和布局，自动布线完毕后还要通过手工调整，线路宽度的设置（地线与信号线等）还有焊盘和焊孔的设置。连接电路时一定要细仔细，要确保每条线路接触性良好。为保证接出的电路不出现错误，在接线时不能只看着电路原理图去接，应该先把电路图中的每个元件的原理和用途搞清楚，明白每个元件的各个管脚与它哪里相对应，最主要的是搞清楚元件与元件之间的联系，它们在一起有怎样的作用，它们接在一起可以实现那些功能，它们之间有什么相互的影响，好几个元件在一起又能有怎样的功能，弄明白了这些过后，就可以接电路了。在接电路的过程中要仔细并且得有耐心，在检查错误时要更耐心，当出现错误时，首先检查线接对了没有，如果没有错误就看是不是元件存在问题，遇见错误要一步一步的来，不要这里弄一下那里弄一下，这样是不行的。总之检测电路是要有耐心的慢慢的检查。虽然本次设计做出的实物并不是很美观，但确实有一种成就感。

扩展阅读：电子功率放大器实训报告

河南机电高等专科学校

综合实训报告

系部：电子通信工程系专业：应用电子技术班级：应电091学生姓名：****学号：*****

201*年11月22日

实训任务书

1．时间：201*年11月22日～201*年12月24日2.实训单位：河南机电高等专科学校

3.实训目的：深入学习Protel99SE软件，熟悉电子产品设计制作的全过程4.实训任务：

①了解并掌握电路图绘制软件的相关常识及其特点；②熟悉电路图绘制软件的使用方法；③会用Protel99SE软件绘制电路原理图；④会在Protel99SE软件环境中自定义库元件；⑤掌握电路板布局布线规则的设置方法；⑥会使用Protel99SE软件生成实用的电路板图；⑦制作出电子产品，并学会调试、检修；

⑧作好实习笔记，对自己所发现的疑难问题及时请教解决；

⑨联系自己专业知识，体会本软件的具体应用，总结自己的心得体会；

10参考相关的的书籍、资料，认真完成实训报告。○

综合实训报告

前言：

通过开展这次实训活动,激发学生的学习热情和兴趣，解决本专业的学生实践

培养问题，提高教育质量，为学生就业打下了夯实的基础，使学生各方面素质全面提高。另外，更重要的是使学生认识到电子组装工艺技术的好坏对电子产品质量优劣、产品运行的可靠性的影响。认识和体会到掌握一定的电子工艺知识和技术对将来在自身领域内的产品研发设计、技术革新或发明创造，提升企业的高新科技含量的作用与意义。通过手工焊接实操练习，装调音频功率放大器及其它电子产品，使学生掌握基本的电子组装技能和操作要领，提高动手能力和工程实践能力。同时在实践中培养学生严谨的科学态度，吃苦耐劳的精神，一丝不苟的作风，创新精神和创新能力

1、音频功率放大器介绍：

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。

2、工作原理及元件参数：

A、原理简介

变压器T1将220V市电降压为双l2V交流电，经桥式整流和电容滤波后，作为功放的供电电源，开关SW为电源开关。

放大部分上下（L、R）两路的电路完全相同。W1是音量调节电位器，W2是低音控制电位器，W3是高音控制电位器。功率放大器采用集成电路TDA2030，其1脚为同相输入端，2脚为反相输入端（反馈端），R7、R8、C6构成放大器的负反馈电路，4脚为输出端，5脚、3脚分别接正、负电源。B、元器件参数简介

TDA2030是目前音质较好、价格较低、外围元件较少、应用方便的一款性价比较高的集成功放。其主要特点是上升速率高、瞬态互调失真小【在

输入脉冲性瞬态信号时，因为电路中存在电容，使输出端不能立即得到应有的输出电压，进而使得负反馈电路不能得到及时的响应，电路在这一瞬间处于开环状态，使输出瞬间过载而产生削波，这一削波失真称为瞬态互调失真】，内部保护电路完善，输出功率最大可达18W。

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了。

引脚情况：

1脚是正相输入端

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。

使用时注意事项：

[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。极限参数：TDA2030极限参数参数名称电源电压(Vs)输入电压(Vin)差分输入电压(Vdi)峰值输出电流(Io)耗散功率(Ptot)(Vdi)工作结温(Tj)存储结温(Tstg)极限值±18Vs±153.520-40-+150-40-+150单位VVVAV℃℃

3、设计原理图：

按照protel99se画电路基本操作规则和设计原理画图来画原理图。protel99se虽然提供了大量的元件库，但在绘制原理图时，往往遇到在所提供的元件库中找不到需求的元件图形的情况，比如某种很特殊的元件或新开发出来的元件。在这种情况下需要自己建立新的元件及元件库。TDA2030音频功率放大器

的原理图如下：TDA2030音频功率放大器C4A0.033W3W2A50K3112C5A0.033R5A2.2KR6A5.1K+vccR1A121KR4A10KC1A1uW3A50KWR2A2.2K11C2A2211IC1TDA2030R3A22K-vccL1212音频输入54321W1AW50k33234.7uFC3A0.02213R8A22KINC4B0.033W4W2B50K466C6A4.7uFC5B0.033R6B5.1KR7A330+vcc5R1B1K6R5B2.2KR4B10K5R2B2.2K61C2B2211IC2TDA2030R3B22K-vccR6C1B1uW3B50KWW1BW454464.7uFC3B0.02250K12R8B22K42C6B4.7uF+vccD1T1(J1)SWD2C8A2200uFC9B0.1R7B330220VD3双12V变压器D4C8B2200uFC9A0.1-vccIN4007*4自定义元件库的过程：1选择SchematicLibraryDocument图标，单击OK按钮确定，即建立了元件库文件2在设计管理器中双击***Lib，进入元件编辑环境。

4、PCB图的综合设计：

印刷线路板电路图是为了实现电子产品的功能而设计的，充分考虑元器件功能和特性的电子元器件安装图。印刷线路板电路图的正面通常由元器件符号、元器件名称、印刷铜箔连接线组成。反面为元器件安装面，各元器件通过印刷线路板的安装孔从反面插入，通过焊接将元器件的引脚焊在印刷铜箔连接线上。然而随着电子技术的发展，目前不断推出新型的电子元件，元件的封装也不断推陈出新。尽管protel99sePCB系统内置的元件封装库比较完整，但设计者总会遇

到再已有的元件封装库中找不到合适的元件封装，或根本就不存在某元件的封装的情况。这时一方面需要设计者对已有的元件封装进行改造；另一方面，需要根据实际物件自行创建新的元件封装。根据其电路原理TDA2030音频功率放大器的PCB图如下：

（1）音频输入的封装（2）电源开关的封装

注意：（1）焊盘的大小以及实际的音频输入管脚之间的距离，保证于实物相符，方便其能够插入孔内，并且焊盘的外孔径不小于80mil，内孔径在30~40mil之间。1、2管脚为右音频输入，4、5管脚为左音频输入，3管脚为GND。

（2）清楚开关闭合与打开的位置以及工作原理。测量实物开关的管脚之间的距离，放好焊盘并调节好之间的距离以及焊盘的管脚号，并且焊盘的外孔径不小于80mil，内孔径在30~40mil之间。1、4管脚为电源的输入端，2、5为接出的电源线。3、6管脚悬空，7、8管脚接地。

（3）TDA2030的封装（4）音频输出的封装

注意：（3）测量好TDA2030的管脚之间地距离，对应管脚号码调节好焊盘以及大小，并且焊盘的外孔径不小于80mil，内孔径在30~40mil之间。1管脚为

同相输入端，2管脚为反相输入端，4管脚为输出端，3、5管脚为正负电源的输入端。

（4）测量插针管脚之间的距离，放好焊盘调节管脚号码，并且焊盘的外孔径不小于80mil，内孔径在30~40mil之间。

（5）滑动变阻器的封装（6）电源输入的封装

注意：（5）测量好滑动变阻器各个管脚之间的距离，并对应好焊盘以及管脚号码和大小，并且焊盘的外孔径不小于80mil，内孔径在30~40mil之间。根据使用的地方不同其连接的位置也有所不同。

（6）测量电源的输入插针管脚之间的距离，调节好焊盘的位置以及大小和标号，并且焊盘的外孔径不小于80mil，内孔径在30~40mil之间。2、5管脚接正负电源的输入，3管脚接ＧＮＤ

5、电子产品制作步骤：

设计原理图、打印PCB图、热转印、腐蚀与打孔、焊接、调试与检测，具体如下：

A、设计原理图利用绘图软件PROTEL99SE

B、打印PCB图把整理好的PCB图用专用的打印纸打印出来。

C、热转印先把印制需要的铜板用细砂纸打磨平整，再把打印好的PCB图的打印纸包裹在铜板上面，接着把热转印机的温度调到大于100度，再把包裹好的铜板进行热转印。完毕后，看看转印的图面是否清晰，如果有不清晰的地方用专用的油笔进行涂抹。

D、腐蚀、打孔把转印好的铜板浸泡在一定浓度的硫酸铁中并进行一定的加热，目的是加快反应的速度。待反应完全之后，取出再用细砂布把铜线上的油墨洗去。用0.5mm的钻头进行打孔。对于自己设计的封装要注意孔径的大小，选取合适的钻头。

E、按照PCB图的元器件的位置放好元器件，调整合适的距离，用烙铁和焊锡以及松香，焊接牢固。

Ｆ、把焊接好事物接好电源、音频输入和扬声器等，进行调试工作。对于可能出现的情况进行及时地分析找出原因的所在，做到同过现象学习知识、学习处理问题的能力。对于处理不了的问题及时的请教老师，帮助及时地解决。心得体会:

通过这五周的电子实训，觉得自己在以下几个方面与有收获：

一、对电子产品制作的整个工艺流程有了初步的了解掌握。我了解到了焊普通元件与电路元件的技巧、印制电路板图的设计制作与工艺流程、音频功率放大器的工作原理与组成元件的作用等。这些知识不仅在课堂上有效，对以后的电子工艺课的学习有很大的指导意义，在日常生活中乃至以后的社会公作更是有着现实意义。

二、对自己的动手能力是个很大的锻炼。实践出真知，没有足够的动手能力，就想谈自己在未来的科研尤其是实验研究中有所成就是不大可能的。在实训中，我锻炼了自己动手技巧，提高了自己分析解决问题的能力。

三、实习课程的学习让我学到了很多课本上没有学到的很多实用的东西，通过功放电路的制作，让我将在课本中学习到的一些电路的组成以及一些电路元器件的工作原理以及其正常工作的检测运用到实践中，并且得到延伸以及拓展。不仅增强了实际动手能力，也同时深化了我们对课本知识的了解和运用。真正的做到了发现问题，提出问题，解决问题的自主学习，在实践中找寻问题的所在，并运用自己所熟知的知识去解释，与同学互帮互助，共同探讨共同进步。

四、我掌握了基本的焊接技术，电路的检测与调试，知道了电子产品的装配过程。还学会了电子元器件的识别及质量检验，知道了整机的装配工艺。这些不仅锻炼了我的动手能力及严谨的工作作风，也为我以后的工作打下了良好的基础。

通过电子综合实训，我确实是学到了很多知识，拓展了自己的的视野，也培养了我的胆大、细心、谨慎的工作作风，重要的是进一步激发了我对电子专业的学习。总的来说，这次实训让我积累了非常宝贵的经验，对于今后的生活学习等也起到了一定的积极因素。希望以后能多一点类似此类的实际操作课程，将实际与理论更好的结合起来。

参考文献：【1】殷庆纵李福勤电子线路CAD北京大学出版社【2】胡宴如模拟电子技术（第3版）高等教育出版社【3】杨成利数字电子技术黄河水利出版社

【4】马全喜电子元器件与电子实习机械工业出版社关键词：PCB设计工艺流程调试和检测

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