武汉理工大学《音响放大器设计与制作》 存储结温(Tstg) -40-+150 ℃
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
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。
6、虽然TDA2030A所需的元件很少，但所选的元件必须是品质有保障的元件。
11 武汉理工大学《音响放大器设计与制作》
第三章 设计原理说明 3.1 整体框图
3.2前置放大的原理说明
1、前置放大器
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。声音源的种类有多种，如传声器（话筒）、电唱机、录音机（放音磁头）、CD唱机及线路传输等，这些声音源的输出信号的电压差别很大，从零点几毫伏到几百毫伏。一般功率放大器的输入灵敏度是一定的，这些不同的声音源信号如果直接输入到功率放大器中的话，对于输入过低的信号，功率放大器输出功率不足，不能充分发挥功放的作用；假如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，这样将失去了音频放大的意义。所以一个实用的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。另外在各种声音源中，除了信号的幅度差别外，它们的频率特性有的也不同，如电唱机输出信号和磁带放音的输出信号频率特性曲线呈上翘形，即低音被衰减，高音被提升。对于这样的输入信号，在进行功率放大器之前，需要进行频率补偿，使其频率特性曲线恢复到接近平坦的状态，即加入频率均衡网络放大器。对于话筒和线路输入信号，一般只需将输入信号进行放大和衰减，不需要进行频率均衡。前置放大器的主要功能一是使话筒的输出阻抗与前置放大器的输入阻抗相匹配；二是使前置放大器的输出电压幅度与功率放大器的输入灵敏度相匹配。由于话筒输出信号非常微弱，一般只有100μV~几毫伏，所以前置放大器输入级的噪声对整个放大器的信噪比影响很大。前置放大器的输入级首先采用低噪声电路，对于由晶体管组成的分立元件组成的前置放大器，首先要选择低噪声的晶体管，另外还要设置合适的静态工作点。由于场效应管的噪声系数 12 武汉理工大学《音响放大器设计与制作》 一般比晶体管小，而且它几乎与静态工作点无关，在要求高输入阻抗的前置放大器的情况下，采用低噪声场效应管组成放大器是合理的选择。如果采用集成运算放大器构成前置放大器，一定要选择低噪声、低漂移的集成运算放大器。对于前置放大器的另外一要求是要有足够宽的频带，以保证音频信号进行不失真的放大。
由于话筒的输出信号一般只有5mV左右，而输出阻抗达到20kΩ(亦有低输出阻抗的话筒如20Ω，200Ω等)，所以话音放大器的作用是不失真地放大声音信号(最高频率达到10kHz)。其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗。
图4-3所示电路由话音放大器与图4-4混合前置放大器两级电路组成，其中U1A组成同相放大器，具有很高的输入阻抗，能与高阻话筒配接作为话音放大器电路，其放大倍数AV1=1+R5/R1=8.5 。
四运放LM324的频带虽然很窄（增益为1时，宽带为1MHz），但这里放大倍数不
高，故能达到最高频率10KHz的频响要求。
3.3电压跟随器的原理说明
射极跟随器的特点是：电压的放大倍数小于1，而略等于1；输出电压与输入电压同向；输入电阻高输出电阻低。鉴于共集电极电路具有以上优点，它在实际中得到广泛的应用：1）由于其输入阻抗高，说明该放大器向信号源索取信号能力强，同时放大器信号源索取的电流较小，如果发射极跟随器用作多级放大器的输入级，可以提高测量的精度。2）由于其输入电阻低，说明放大器带负载的能力强，所以射极跟随器常常用在多级放大器的输出端，以提高多级放大器的负载能力。3）由于它同时具备输入电阻高 13 武汉理工大学《音响放大器设计与制作》 和输出电阻低的特点，他可作为多级放大器的隔离级，实现阻抗变换，如对于多级放大器前后级匹配不当的电路，直接相接将大大影响器电压放大倍数，如果在这两级放大电路的中间加上以及射极跟随器，由于它的输入电阻高，在与前后级电路相连后，使前级放大倍数提高；由于它的输出电阻很低，在与后级电路相连后，使后级电路的电压放大倍数提高。4）虽然它不具备电压放大作用，但它具有电流放大作用，以及功率放大作用。 综上所述，采取其第三个作用，使其前后级放大互不影响。
3.4 功率放大器的原理说明 功率放大器，简称“功放”。很多情况下主机的额定输出功率不能胜任带动整 个音响系统的任务，这时就要在主机和播放设备之间加装功率放大器来补充所需的功率缺口，而功率放大器在整个音响系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用，在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。当负载一定时，希望其输出的功率尽可能大，其输出信号的非线性失真尽可能地小，效率尽可能高，功放的常见电路有OTL(Output Transformerless)电路和OCL(Output Capacitorless)电路。有用集成运算放大器和晶体管组成的功放，也有专用集成电路功放。
TDA2030A是SGS公司生产的单声道功放IC，该IC体积小巧，输出功率大，最大功率到达40W左右；并具有静态电流小（50mA以下），动态电流大（能承受3.5A的电流）；负载能力强，既可带动4-16Ω的扬声器，某些场合又可带动2Ω甚至1.6Ω的低阻负载；音色中规中举，无明显个性，特别适合制作输出功率中等的高保真功放等诸多优点。 在功率放大器中，THD+N、放大作用和反馈作用都是我们最险考虑到的重要指标。THD+N表示失真+噪声，因此THD+N自然越小越好，但这个指标是在一定条件下测试的，一个音频功率放大器，若改变其条件，其THD+N的值会有很大的变动。一般电路中的放大作用只是利用了运算放大器的运算放大作用，因此最后的性能效果不会很好， 14 武汉理工大学《音响放大器设计与制作》 对于噪声也没有一定的滤出作用，而该设计电路利用了运算放大器的反相输出来稳定输出，同时在正反馈中来进行放大，并且利用了二极管D1、D2来单向导电，然后在输出端口利用一个电阻和电容的并联关系来选择输出能很好的解决这些问题。 在总体电路设计中，该设计使用的是桥式振荡电路的原理电路，这个电路由两部分构成，即放大电路和选频网络电路。其中放大电路是有输入阻抗高和输出阻抗低的特点。而选频网络同时兼作正反馈网络。 【指标参数的确定】 选频网络电路的反馈网络中反馈系数为： FV(s)?Vf(s)Vi(s)?sCRZ2? Z1?Z21?3sCR?(sCR)2就实际的频率而言，可用s?j?替换，则得 FV?j?RC 222(1??RC)?j3?RC故当?0?1，则上式变为 RCFV?1 ??03?j(?)?0?幅频响应的幅值为最大，即 1FVmax? 3
即当输出电压的幅值最大（当输入电压的幅值一定，而频率可调），并且输出电压是输入电压的，同时输出电压与输入电压同相时。在输出端中放置一个电位器（滑动变阻器），以此来选择信号的输入大小，这样就可以避免在电路中因为信号的过强而导致的饱和失真。因此在这里放置的一个滑动变阻器需要一个较大的阻值，以达到分压的目的，所以我们这里选择一个最大值为10K的滑动变阻器。 在集成块中正负输入端的两个电阻R1、R2，则是作为一个分压作用，以此对集成块进行电压信号的输入，和反馈中的反馈网络的一部分，在正负工作电压旁接一个电容来抵消工作电流对于电路中的而影响，体现了电容“隔直流，通交流”的特点。这是由于它的阻抗是随电压频率变化所致，如其阻抗变化为：电容式麦克风前置放大器
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电容式麦克风前置放大器
电容式麦克风前置放大器
麦克风放大器，适于任何驻极体电容式麦克风（ECM）或是动圈式麦克风，由分立元件制作。
注意事项：两个晶体管应该是低噪声类型。在原电路中，我使用BC650C这是一个超低噪音的器件。这些晶体管是现在很难找到，但BC549C或BC109C是一个很好的替代品。该电路是自稳定，并会在大约电压的一半设置其静态工作点在Q2的发射极。这使得最大输出电压摆幅，同时最高动态范围。
驻极体电容传声器（ECM）中包含一个非常敏感的麦克风元件和内部FET前置放大器，在该范围内的电源2V至10V直流电压是必要的。虽然电路图绘制出一个三端的ECM，但两个末端的ECM也可以使用。
1k电阻限制了麦克风的电流。如果高于12伏特的直流电源电压被使用，这个电阻应增加至2K2，并且，如果是动圈式麦克风这个电阻是不需要的。Q1周围是第一级放大器运行在非常低的集电极电流。这个因素有助于非常高的总的信号噪声比和低的总输出噪声。Q1的发射极电阻由100u中实现的最大增益为这一阶段分离。横跨10K负载测量的放大器的噪声响应如下所示。请注意，此情节，麦克风由一个信号发生器替换。
第二阶段，围绕Q2内置是直接耦合的，这最大限度地减少相移效应（电容和电感耦合方法引入），并实现从20Hz到100kHz的过度平坦的输出响应。跨越一个10k负载电阻测量的频率响应如下绘制采用12V电源模拟：
Q2的发射极电压也通过电阻耦合被反馈到Q1的基极。这也保证偏置稳定对温度的影响。Q2工作在射极跟随器模式，该级的电压增益小于1，但是，前置放大器的总电压增益约为100倍或20分贝如图所示。输出阻抗非常低，非常适合电缆传输，传输距离可达50米。因此，屏蔽电缆是没有必要的。
此前置放大器具有优异的动态范围，能应付从耳语什么的到一声大喝，但应注意，以确保辅助设备，如放大器不超载。
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