基于TDA2030的音頻功率放大器的研究

摘要：本文設計了一個由TDA2030組成的雙電源供電BTL音頻功率放大電路，用電子仿真軟件Multisim對電路進行了仿真，仿真效果表明：所設計的電路能有效地放大功率，在實際中有很大的應用價值。

關鍵詞：運算放大器 BTL 集成電路

1 概述

集成電路[1，2]從20世紀60年代以來，其集成度一直以2年左右翻一番的速度發展。至今超大規模集成電路，已達到了在數平方厘米的半導體芯片上，能夠集成100萬個乃至1億個以上的晶體管元件，而且集成電路產品的種類也日益增多，價格不斷降低，性能不斷提高，其應用領域同時也在不斷擴大，以上這些巨大變化，隨著電氣工程領域傳統的教學、科研、設計、生產方式與方法等變化而不斷改變著，將對社會各方面產生非常深遠的影響。

2 由運算放大器TDA2030構成的功率放大電路[3]

圖1是由運算放大器TDA2030構成的功率放大電路，TDA2030是一塊性能十分優良的功率放大集成電路，其主要特點是上升速率高、瞬態互調失真??；輸出功率大，保護性能比較完善；外圍電路簡單，使用方便。

用兩塊TDA2030組成如圖1所示的BTL功率放大電路，TDA2030(1)為同相放大器，輸入信號Vin通過交流耦合電容C1輸入同相輸入端1腳，交流閉環增益為KVC1＝1＋R3/R2≈R3/R2≈30dB。R3同時又使電路構成直流全閉環組態，確保電路直流工作點穩定。TDA2030(2)為反相放大器，它的輸入信號是由TDA2030(1)輸出端的U01經R5、R7分壓器衰減后取得的，并經電容C6反饋給反相輸入端2腳，它的交流閉環增益KVC2＝R9/R7//R5≈R9/R7≈30dB。由R9＝R5，所以TDA 2030(1)與TDA 2030(2)的兩個輸出信號U01和U02應該是幅度相等相位相反的，即：U01≈Uin·R3/R2，U02≈－U01·R9/R5。

因為R9＝R5所以U02＝－U01。在揚聲器上得到的交流電壓應為：U=U01-U02=2U02，揚聲器得到的功率PY按下式計算：PY=4P0(P0為原來的輸出功率）。

3 電路仿真

本文用功能強大的multisim電子仿真軟件來進行仿真，仿真電路圖如下圖2。

仿真效果表明：由TDA2030組成的雙電源供電BTL功放電路能把單路功放的輸出功率擴展4倍，有效地提高了功率放大器的功率。

在實際中如果還受到集成電路本身功耗和最大輸出電流的限制，電路若在VS＝±14V工作時，PO＝28W。若在VS＝±16V或±18V（TDA 2030A）工作時，輸出功率會增加，而調試中應密切注視兩塊電路輸出端（4腳）的直流電平，它們對地的電平都近似為零，BTL功放電路保護揚聲器不被燒壞，通常的解決辦法是在揚聲器回路中串聯快速熔斷絲。

4 結論

本文設計了一個由簡單元件構成的音響功率放大電路，對其電路在multisim軟件中進行了電路仿真。眾所周知，集成運算放大器已經成為電子技術領域中一種基本的放大元件，過去一些電路和系統的設計人員不得不花費很大精力設計、安裝和調試放大器電路，現在則只需合理地選擇和使用集成運放就可以實現其功效了。

參考文獻：

[1]譚博學，苗匯靜.集成電路原理及應用[M].北京：電子工業出版社.

[2]孫余凱，項綺明.模擬集成電路基礎與應用[M].北京：電子工業出版社，2006年.

[3]常青.通用型集成運算放大器的擴展應用[J].教學儀器與實驗，2004(4).

本文獲國家自然科學基金（NO：10947101）和貴州省重點支持學科（黔教高發〔2011〕275號）資助。