课程名称： 电路与模拟电子技术实验 指导老师： 碳素消字灵 成绩：__________________ 实验名称：气泡垫 音频功率放大电路 实验类型： 研究探索型实验 同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求
1、理解音频功率放大电路的工作原理。
2、学习手工焊接和电路布局组装方法。
3、提高电子电路的综合调试能力。
4、通过myDAQ来分析理论数据和实际数据之间的关系。
二、实验内容和原理（必填）
音频功率放大电路，也即音响系统放大器，用于对音频信号的处理和放大。按其构成可分为前置放大级、音调控制级和功率放大级三部分。 作为音响系统中的放大设备，它接受的信号源有多种形式，通常有话筒输出、唱机输出、录音输出和调谐器输出。它们的输出信号差异很大，因此，音频功放电路中设置前置放大级以适应不同信号源的输入。 为了满足听众对频响的要求和弥补设置了音调控制放大器，希望能对高音、低音部分的频率特性进行调节扬声器系统的频率响应不足，。
为了充分地推动扬声器，通常音响系统中的功率放大器能输出数十瓦以上功率，而高级音响系统的功放最大输出功率可达几百瓦以上。
扩音机的整机电路如下图所示，按其构成，可分为前置放大级，音调控制级和功率放大级三部分。
前置放大电路：
前置放大级输入阻抗较高，输出阻抗较低。前置放大级的性能对整个音频功放电路的影响很大，为了减小噪声，前置级通常要选用低噪声的运放。
由A1组成的前置放大电路是一个电压串联负反馈同相输入比例放大器。 理想闭环电压放大倍数为：
输入电阻：
输出电阻：
功率放大级：
对于功率放大级，除了输出功率应满足技术指标外，还要求电路的效率高、非线性失真小、输出与音箱负载相匹配，否则将会影响放音效果。
集成功率放大器通常有OTL和OCL两种电路结构形式。OTL功放的优点是只需单电源供电，缺点是输出要通过大电容与负载耦合，因此低频响应较差；OCL烟囱脱硫功放的优点是输出与负载可直接耦合，频响特性较好，但需要用双电源供电。（实验室提供本功能模块）
本实验电路的功率放大级由集成功率器件TDA2030A连成OCL电路输出形式。
TDA2030A功率集成电路具有转换速率高，失真小，输出功率大，外围电路简单等特点，采用5脚塑料封装结构。其中1脚为同相输入端；2脚为反相输入端；3脚为负电源；4脚为输出端；5脚为正电源。
功放级电路中，电容C15、C16用作电源滤波。D1和D2为防止输出端的瞬时过电压损坏芯片的保护二极管。R11、C10为输出端校正网络以补偿感性负载，其作用是把扬声器的电感性负载补偿接近纯电阻性，避免自激和过电压。
图中通过R10、R9、C9引入了深度交直流电压串联负反馈。由于接入C9，直流反馈系数F´＝1。对于交流信号而言，因为C9足够大，在通频带内可视为短路，所以交流反馈系数由
R10、R9 确定。因而该电路的电压增益为
音频控制电路：
音调控制放大器的作用是实现对低音和高音的提升和衰减，以弥补扬声器等因素造成的频率响应不足。
常用的音调控制电路有衰减式音调控制电路和反馈式音调控制电路两类。衰减式音调控制电路的调节范围宽，但容易产生失真；反馈式音调控制电路的调节范围小一些，但失真小，
应用较广。实验电路采用由阻容网络组成的RC型负反馈音调控制电路。它是通过不同的负反馈网络和输入网络造成放大器闭环放大倍数随信号频率不同而改变，从而达到对音调的控制。
反馈型音调控制电路如图所示。C4、C5在高频区视为短路；C6、R7支路在低频区视为开路图中，R4=R5=R6 =R = 20K；C4=C5>>C6；RP1=RP2≈9R。
通过理论计算可得其幅频特性曲线，如下图所示。
由图可见，音调控制级的中频电压放大倍数Aum=1；当f<fL1 (48Hz)时低音控制范围为±18dB，当f>fH2 (19KHz)时高音控制范围也为±18dB。
三、主要仪器设备
1、示波器、信号发生器、稳压电源。
2、空电路板，电烙铁等工具。
3、μA741、电阻电容等元件。
四、实验步骤及数据记录
1.静态调试
(1)对照原理图，检查电路的正确性。
(2)加电源，注意观察（电源电流大小，有无冒烟）。
(3)静态测试：将输入接地，测试各级电路的静态工作点。要求零输入时零输出。
实验时需注意：
(1)需特别注意：电解电容极性有没有接反；正电源、负电源、地之间有无短路。观察一下散热片与集成功放是否紧密接触（必须用螺丝固定）。
(2)电源线必须卡在卡座上，不能搭在插孔中。
(3)打开电源后，注意观察电流大小（约0.04A）。
(4)测量集成运放各引脚电压时，避免引脚短路，以免造成运放损坏。
(5)测量集成功放TDA2030的输出电压时，不要直接在TDA2030的引脚上测量（选相连的电阻电容引脚）（TDA2030引脚短路时必定烧毁）。
爆闪灯管
(6)集成运放空气雾化喷头μA741的电源电压值约为±14V。
(7)集成功放TDA2030的电源电压值约为±14.3V。
实验测得数据如下：
静态电压 | VO1 | VO2 | VO3 艾罐 |
实测值 | 28.9mV | 27.4mV | 31.0mV |
注：实验发现：在不接入任何信号时，示波器就有示数，与测得的静态电压十分接近，说明以上三个静态电压示波器度数并不准确，实际近似为0. |
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2.动态调试
（1）输入信号频率为1kHz的正弦波（有效值设为VRMS=40mV）。
（2）用示波器检查各级电路的输出，验证电路功能。
（3）分别调节音调控制电位器RP1和RP2，检查输出幅度如何变化。
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