DIY - 制作功率放大器
原理部分：一般视听电路中的功率放大（简称功放）电路是在电压放大器之后，把低频信号再进一步放大，以得到较大的输出功率，最终用来推动扬声器放音或在电视机中提供偏转电流。
本立体声功率放大器是以集成电路TDA2030A为主组成的立体声功率放大器，其采用典型的功率放大电路，具有失真小、外围元件少、稳定性高、频响范围 宽、保真度高、功率大等优点，同时采用四运放GL324A对输入音频信号进行处理及高、低音进行控制，从而更加保证输出声音的音质。这是一款很适合无线电 爱好者和音响发烧友自制的音响套材。本功率放大器实际聆听，高音柔美细腻，低音丰满圆润。
一、工作原理
本立体声功率放大器所用的核心芯片是国际通用高保真音频功率放大集成电路TDA2030A。本电路由三 个部分组成，即电源电路、左右声道的功率放大器及输入信号处理电源（四运放）。电源变压器将220V交流电降为双12V低压交流电，经桥式整流后变为± 18V的直流电，作为功放及运放的供电电源，D5、R29组成电源指示电路，以指示电源是否正常，开关K为电源开关。
四运算放大器GL324A（或LM324）及外围元件组成高、低音控制电路及音频输入信号的处理电路，C16、C18分别是两路信号的输入 耦合电路，W1是两路低音控制电位器，W2是两路高音控制电位器，C25、C26是输出耦合电容。GL324A的4脚与11脚分别是正、负电源的接线端， 3、5脚是接地端。
两路功率放大器用的集成电路是TDA2030A，其1脚为正相输入端，2脚为反相输入端，C3、C6分别为左、右两路的输入端耦合电容， R1、R4、C2构成IC1的负反馈电路，R6、R7、C5构成IC2的负反馈电路，以提升音质。其5脚、3脚分别接正、负电源，4脚为输出端，负载接 4Ω的扬声器时，其有效功率可达20W，W3是两路平衡电位器，W4是两路音量电位器。
二、焊接与安装
一般先装低矮、耐热的元件，最后装集成电路。应按如下步骤进行焊接与安装：（1）清查元器件的数量及质量，并及时更换不合格的元件；（2） 由孔距确定元件的安装方式，电阻器采用卧式安装，涤沦电容器、电解电容器采用立式安装，并都要求紧贴电路板。（3）插装IC1、IC2务必小心，脚全部插 进后再焊接，并注意与散热器的孔位吻合。各焊点加热时间及用锡量要适当，防止虚焊、假焊及短路，焊后剪去多余引脚，并检查所有焊点，确认无误后方可通电测 试。同时还要注意电源变压器初、次级与开关及电路板的接线，不得有误，IC1、IC2用自攻螺丝与散热器相连。
三、测试与组装
1、通电测试
全部元器件及插件焊接完后，经过认真仔细检查后方可通电测试，用万用表直流电压档测量正、负电源应是±18V左右，发光二极管D5发光，接 上音柱后，手触碰输入端IN1、IN2，应有较强的感应信号，说明电路正常。如没有较强的感应信号，说明功放电路没有工作，需进一步检查IC1、IC2、 IC3及周边元器件安装焊接是否正常。
2、整机组装
一、功率放大电流的特点
对功放电路的了解或评价，主要从输出功率、效率和失真这三方面考虑。
1、为得到需要的输出功率，电路须选集电极功耗足够大的三极管，功放管的工作电流和集电极电压也较高。电路设计使用中首先要考虑怎样充分地发挥三极管功能而又不损坏三极管。由于电路中功放管工作状态常接近极限值，所以功放电流调整和使用时要小心，不宜超限使用。
2、从能耗方面考虑，功放输出的功率最终是由电源提供的，例如收音机中功放耗电要占整机的2/3，因此要十分注意提高电路效率，即输出功率与耗电功率的比值。
3、功放电路的输入信号已经几级放大，有足够强度，这会使功放管工作点大幅度移动，所以要求功放电路有较大的动态范围。功放管的工作点选择不当，输出会有严重失真。
二、常用功率放大电路的原理
单只三极管输出的功放电路输出小、效率低，日用电器中已很少见。目前常采用的是推挽电路形式。
是用耦合变压器的推挽电路原理图。它的特点是三极管静态工作电流接近于零，放大器耗电及少。有信输入时，电路工作电流虽大，但大部分功率都输出到负载上， 本身损耗却不大，所以电源利用率较高。这个电路中每只三极管只在信号的半个周期内导通工作，为避免失真，所以采用两只三极管协调工作的方式。图中输入变压 器B1的次级有一个接地的中心抽头。在音频信号输入时，B1次级两个大小相等、极性相反的信号分别送到BG1和BG2的发射结。在输入信号的正半周时间 里，BG1管因加的是反向偏压而截止，只有BG2能将信号放大，从集电极输出；而在信号负半周，BG1得到正高偏压，能将这半个周期的信号放大输出，而 BG2却截止。电路中的两只三极管虽然各自放大了信号的半个同期，但它们的输出电流是分先后通过输出变压器B2的，所以在B2的次级得到的感应电流又能全 成一个完整的输出信号。
这 个功放电路中，为了解决阻抗匝配和信号相位等问题，输入与输出变压器是不可少的。但是，优质变压器的制作在材料和工艺上都比较困难，它本身总还要消耗一部 分能量，降低电路的效率，而且变压器的频率特性不好，使电路对不同频率信号输出很不均匀，会造成失真，所以为了提高功放质量，人们更多地使用无变压器（OTL）功率放大电路。
互补对称推挽功放电路原理图。这里用了两只放大性能相同，而导电极性相反的三极管（称为互补管）。图中BG1是NPN管。放大器输入交流信号的正半周 时，对BG1管来说，基极电压为正极性，发射极为负极性，发射结有正向偏压，三极管能够工作。但BG2却因发射结加了反向偏压而截止。因此，信号的正半周 由BG1管放大。在信号负半周时，情形正相反，BG2管能够工作，将信号的负半周放大。放大后的信号由两只三极管轮流送出，在扬声器上重新合成完整的信 号。
三 实际电路分析
推挽电路中的两只三极管各放大信号的半个周期，这就要求两管放大性能相近（β值相差10% 以内），否则放大后的信号两半周期幅度不同，将出现明显失真。交越失真也是推挽电路的特有问题。象上面原理图中的三极管都没有加静态偏流，在输入信号很弱 时，三极管放大能力很小，甚至会因发射结不能导通而失去放大作用。这样每当输入信号幅度接近零时，也就是在两只推挽管轮换工作开始和终了的时候，输出信号 就不能很好衔接，出现严重失真。为了解决这些问题，在许多实际应用电路中，都要为三极管加上很小的正偏压，使电路既高效又能减小失真。
收音机中常用的功放电路。它的静态工作电流由偏置电阻R8调整，一般两管总静态集电极电流为4～8mA。R10为负反馈电阻，用以减小失真并降低对三极管“配对”要求。为了减小输入信号在R9、R10这两电阻上的损失，它们的阻值都比较小。电容人C7用来改善音质。
原 理图中用两组电源供电，实际使用上很不方便，这里在负载扬声器上串入一只大容量电容C64。对音频电流来说，C64可以看成是通路。输入信号正半周时， BG13管的输出电流通过扬声器对是C64充电，在它上面产生极性“左正右负”的电压。在信号负半周时，BG13截止，电容C64即通过BG14和扬声器 放电，充当了BG14的电源。这样只用一组电源，就能使电路正常工作。
为了减小失真，电路也要为三极管提供静态电流。电阻R73 既是前级电压放大管BG12（图中未画出）负载的一部分，又是互补功放管的基极偏流电阻。当BG12的输出电流通过R73，及二极管BG39时，在它们上 面产生的电压降即为BG13、BG14两管发射结偏压之和（两管发射极电阻很小，可忽略）。这个电压的大小，决定了互补功放管的工作电流。R73阻值变化 或是通过它的前级工作电流变化时，都会影响功放管的工作点，这是在调整时要注意的。
与R73 串联的二极管BG39是用来稳定互补管静态工作点的。它是一只硅二极管，电流通过它时在上面产生0.7V左右的电压降。环境温度升高时，二极管的正向电阻 降低，两端的电压降也会减小，便使互补管的基极偏压跟着降低，抵消了工作电流因温升而增大的趋势。电阻R74与二极管并联，可防止二极管断路损坏时，功放 管因电流过大而烧毁。
电路中，电容C63 有着很重要的作用。因为对音频信号来说，电源可以看成是一个通路，所以BG13的集电极和BG14一样是“交流接触地”的。如果没有C63，信号将从基极 和集电极之间送入。这种以集电极为输入和输出信号公共端的“共集电极接法”增益较低，不宜用在功放电路中。接进C63以后，它对音频信号也可看为通路，所 以输入信号对BG13是通过R72加在基极和发射极上；对BG14则是通过R73、R72加到基极和发射极上。这样，电路就变成了增益高得多的“共发射极 接法”，大大提高了输出功率。电阻R71的作用是起隔离作用，不使DG13的集电极与发射极交流短路。
