使用TDA2050构建一个2x32瓦音频放大器电路
如果您正在考虑构建一个简单、廉价且中等功率的放大器电路，该电路可以向扬声器提供高达 50 瓦的峰值 rms 功率，那么您来对地方了。在本文中，我们将使用最流行的 tda2050 ic 来设计、演示、构建和测试 ic 以实现上述要求。所以事不宜迟，让我们开始吧。
此外，检查我们的其他音频放大器电路，我们使用运算放大器、mosfet 和 ic（如ic tda2030、tda2040 ）构建了 25w、40w、100w 音频放大器电路。
在我们开始之前
在开始构建这款32+32 瓦音频放大器之前，您应该知道您的放大器可以提供多少功率。此外，您需要考虑扬声器、低音扬声器或您正在构建放大器的任何东西的负载阻抗。
通过查看数据表，我发现 tda2050 可以在 22v 电源上以 0.5% 的失真向 4ω 扬声器输出 28 瓦功率。我将为一个阻抗为 4ω 的 20 瓦低音扬声器供电，这使得 tda2050 ic 成为完美的选择。
选择变压器
tda2050 数据表上的示例电路表明该 ic 可以由单电源或分离电源供电。在这个项目中，将使用双极性电源为电路供电。
这里的目标是找到合适的变压器，它可以提供足够的电压和电流来正确驱动放大器。
如果我们考虑一个 12-0-12 变压器，如果输入电源电压为 230v，它将输出 12-0-12v 交流电。但由于交流电源输入总是漂移，所以输出也会漂移。考虑到这一事实，现在我们可以计算放大器的电源电压。
变压器为我们提供交流电压，如果我们将其转换为直流电压，我们将得到 -
vsupplydc = 12*（1.41） = 16.97vdc
由此可以清楚地说明，当输入为230v ac时，变压器可以输出 16.97vdc
现在，如果我们考虑 15% 的电压漂移，我们可以看到最大电压变为 -
vmaxdc = （16.97 +2.4） = 18.97v
这完全在 tda2050 ic 的最大电源电压范围内。
tda2050 放大器电路的电源要求
现在让我们确定放大器将消耗多少功率。
如果我们考虑我的低音扬声器的额定功率，它是 20 瓦，因此立体声放大器将消耗 20+20 = 40 瓦。
此外，我们还必须考虑放大器的功率损耗和静态电流。一般来说，我不会计算所有这些参数，因为对我来说这很耗时。因此，根据经验，我找到总消耗功率，并将其乘以 1.3 以找出输出功率。
pmax = （2x18.97）*1.3 = 49.32 瓦
因此，为了给放大器电路供电，我将使用 12 - 0 - 12 变压器，额定电流为 6 安培，这有点矫枉过正。但目前，我没有任何其他变压器，所以我将使用它。
散热要求
现在，这款高保真音频放大器的功率要求已经不存在了。让我们将注意力转向找出散热要求。
对于这个构建，我选择了一个铝制挤压型散热器。铝是一种众所周知的散热器材料，因为它相对便宜并且具有良好的热性能。
要验证 tda2050 ic 的最高结温不超过最高结温，我们可以使用流行的热方程式，您可以在此wikipedia链接中找到该方程式。
我们使用的一般原理是，在给定的绝对热阻 r ø上，给定的热流 q 上的温降 δt 是。
δt = q * r ø
其中，q 是通过散热器的热流，可以写为
q = δt /r ø
这里，δt是从结点到环境的最大温降
r ø是绝对热阻。
q是器件消耗的功率或热流。
现在为了计算，公式可以简化并重新排列为
t jmax – （t amb + δ t hs ） = q max * （r ø jc + r ø b + r ø ha ）
重新排列公式
q max = （t jmax – （t amb + δ t hs ）） / （r ø jc + r ø b + r ø ha ）
这里，
t jmax 是器件的最高结温
t amb 是环境空气温度
t hs 是安装散热器的温度
r øjc 是器件结到外壳的绝对热阻
r øb 是用于 to-220 封装的弹性体导热垫的典型值
r øha to-220 封装的散热器的典型值
现在让我们输入 tda2050 ic 数据表中的实际值
t jmax = 150 °c（硅器件的典型值）
t amb = 29 °c（室温）
r øjc = 1.5 °c/w（对于典型的 to-220 封装）
r øb = 0.1 °c/w（用于 to-220 封装的弹性体导热垫的典型值）
r øha = 4 °c/w（to-220 封装的散热器的典型值）
所以，最终的结果变成
q = （150 - 29） / （1.5+0.1+4） = 17.14w
这意味着我们必须消耗 17.17 瓦或更多功率，以防止设备过热和损坏。
计算 tda2050 放大器电路的元件值
设置增益
设置放大器的增益是构建过程中最重要的一步，因为低增益设置可能无法提供足够的功率。高增益设置肯定会使电路的放大输出信号失真。以我的经验，我可以看出 30 到 35 db 的增益设置非常适合使用智能手机或 usb 音频套件播放音频。
数据表中的示例电路建议增益设置为 32db，我将保持原样。
运算放大器的增益可以通过以下公式计算
av = 1+（r6/r7）
av = 1+（22000/680） = 32.3db
这适用于这个放大器
注意：为了设置放大器增益，必须使用 1% 或 0.5% 的电阻，否则立体声通道会产生不同的输出
设置放大器的输入滤波器
电容器 c1 用作隔直电容器，从而降低噪声。
电容 c1 和电阻 r7 构成一个 rc 高通滤波器，它决定了带宽的下限。
放大器的截止频率可以通过使用下面显示的公式找到。
fc = 1 / （2πrc）
其中 r 和 c 是组件的值。
为了找到 c 的值，我们必须将等式重新排列为：
c = 1 / （2π x 22000r x 3.5hz） = 4.7uf
注意：建议使用金属膜油电容以获得最佳音频性能。
在反馈回路中设置带宽
反馈回路中的电容有助于制作低通滤波器，有助于增强放大器的低音响应。c15 的值越小，低音就越柔和。较大的 c15 值将为您提供更有力的低音。
设置输出滤波器
输出滤波器或通常称为zobel 网络可防止扬声器线圈和电线产生振荡。它还抑制了从扬声器到放大器的长线拾取的无线电干扰；它还可以防止他们进入反馈循环。
zobel网络的截止频率可以通过以下简单公式计算
数据表给出了 r 和 c 的值，即 r6 = 2.2r 和 c15 = 0.1uf 如果我们将值放入公式并计算，我们将得到截止频率
fc = 1 / （2π x 2.2 x （1 x 10^-7））
= 723 khz
723 khz 高于人类听觉范围 20 khz，因此不会影响输出频率响应，也可以防止有线噪声和振荡。
电源
需要使用带有适当去耦电容的双极性电源为放大器供电，原理图如下所示。
所需组件
tda2050 集成电路 - 2
100k 可变电位器 - 1
螺丝端子 5mmx2 - 2
螺丝端子 5mmx3 - 1
0.1µf 电容 - 6
22k 欧姆电阻 - 4
2.2欧姆电阻 - 2
1k 欧姆电阻 - 2
47µf 电容 - 2
220µf 电容 - 2
2.2µf 电容 - 2
3.5 毫米耳机插孔 - 1
复合板 50x 50mm - 1
散热器 - 1
6安培二极管 - 4
2200µf 电容 - 2
原理图
tda2050放大器电路的电路图如下：
电路结构
对于这个 32 瓦功率放大器的演示，电路是在原理图和 pcb 设计文件的帮助下在手工制作的 pcb 上构建的。请注意，如果我们将大负载连接到放大器的输出端，会有大量电流流过 pcb 走线，并且有可能会烧坏走线。因此，为了防止 pcb 走线烧坏，我加入了一些有助于增加电流的跳线。
测试 tda2050 放大器电路
为了测试电路，使用了以下设备。
具有 13-0-13 分接头的变压器
4ω 20w 扬声器作为负载
meco 108b+trms 万用表作为温度传感器
和我的三星手机作为音频源
如上所示，我已将万用表的温度传感器直接安装在 ic 的散热片上，以在测试期间测量 ic 的温度。
此外，您可以看到在测试期间室温为31 °c 。此时放大器处于关闭状态，万用表只显示室温。在测试的时候，我在低音喇叭纸盆里加了一些盐来给你看低音，它在这个电路中产生的低音会很低，因为我没有使用音调控制电路来增强低音。我将在下一篇文章中这样做。
从上图可以看出，测试结果或多或少都很好，ic 的温度在测试过程中没有超过 50 °c。
配电室环境监测系统解决方案
数据科学家与机器学习工程师怎么区分
索尼KV-W28MHll型三无
国产游戏主机该如何发展
AMD桌面处理器份额3年来首次环比下滑
使用TDA2050构建一个2x32瓦音频放大器电路
六氟化硫气体检测——SF6气体红外泄漏报警监测系统
浅谈建筑防火监控系统在民用住宅建筑设计中的应用
怎样设计出接近要求规格的DC/DC转换器电路
什么是LED光色质量
信步科技SCM-J1900嵌入式主板介绍
Veeco宣布撤销2020年第一季度的业绩指引 LumiLeds LED产品上调4%
苹果智能手表血氧检测功能因专利争议在美暂停，其他地区仍可用
Intel：补丁也有缺陷，英特尔正在悄悄建议一些客户不要着急安装补丁
BAT在小程序的赛道上展开了激战
SiC IGBT的发展现状及未来趋势分析
东芝电视机维修资料
tm32f103系列USB问题
数字化建设美好工业 企业共同探索数字化转型之路
Maxim微型PLC平台让工业4.0尽在您掌握
此外，检查我们的其他音频放大器电路，我们使用运算放大器、mosfet 和 ic（如ic tda2030、tda2040 ）构建了 25w、40w、100w 音频放大器电路。
在我们开始之前
在开始构建这款32+32 瓦音频放大器之前，您应该知道您的放大器可以提供多少功率。此外，您需要考虑扬声器、低音扬声器或您正在构建放大器的任何东西的负载阻抗。
通过查看数据表，我发现 tda2050 可以在 22v 电源上以 0.5% 的失真向 4ω 扬声器输出 28 瓦功率。我将为一个阻抗为 4ω 的 20 瓦低音扬声器供电，这使得 tda2050 ic 成为完美的选择。
选择变压器
tda2050 数据表上的示例电路表明该 ic 可以由单电源或分离电源供电。在这个项目中，将使用双极性电源为电路供电。
这里的目标是找到合适的变压器，它可以提供足够的电压和电流来正确驱动放大器。
如果我们考虑一个 12-0-12 变压器，如果输入电源电压为 230v，它将输出 12-0-12v 交流电。但由于交流电源输入总是漂移，所以输出也会漂移。考虑到这一事实，现在我们可以计算放大器的电源电压。
变压器为我们提供交流电压，如果我们将其转换为直流电压，我们将得到 -
vsupplydc = 12*（1.41） = 16.97vdc
由此可以清楚地说明，当输入为230v ac时，变压器可以输出 16.97vdc
现在，如果我们考虑 15% 的电压漂移，我们可以看到最大电压变为 -
vmaxdc = （16.97 +2.4） = 18.97v
这完全在 tda2050 ic 的最大电源电压范围内。
tda2050 放大器电路的电源要求
现在让我们确定放大器将消耗多少功率。
如果我们考虑我的低音扬声器的额定功率，它是 20 瓦，因此立体声放大器将消耗 20+20 = 40 瓦。
此外，我们还必须考虑放大器的功率损耗和静态电流。一般来说，我不会计算所有这些参数，因为对我来说这很耗时。因此，根据经验，我找到总消耗功率，并将其乘以 1.3 以找出输出功率。
pmax = （2x18.97）*1.3 = 49.32 瓦
因此，为了给放大器电路供电，我将使用 12 - 0 - 12 变压器，额定电流为 6 安培，这有点矫枉过正。但目前，我没有任何其他变压器，所以我将使用它。
散热要求
现在，这款高保真音频放大器的功率要求已经不存在了。让我们将注意力转向找出散热要求。
对于这个构建，我选择了一个铝制挤压型散热器。铝是一种众所周知的散热器材料，因为它相对便宜并且具有良好的热性能。
要验证 tda2050 ic 的最高结温不超过最高结温，我们可以使用流行的热方程式，您可以在此wikipedia链接中找到该方程式。
我们使用的一般原理是，在给定的绝对热阻 r ø上，给定的热流 q 上的温降 δt 是。
δt = q * r ø
其中，q 是通过散热器的热流，可以写为
q = δt /r ø
这里，δt是从结点到环境的最大温降
r ø是绝对热阻。
q是器件消耗的功率或热流。
现在为了计算，公式可以简化并重新排列为
t jmax – （t amb + δ t hs ） = q max * （r ø jc + r ø b + r ø ha ）
重新排列公式
q max = （t jmax – （t amb + δ t hs ）） / （r ø jc + r ø b + r ø ha ）
这里，
t jmax 是器件的最高结温
t amb 是环境空气温度
t hs 是安装散热器的温度
r øjc 是器件结到外壳的绝对热阻
r øb 是用于 to-220 封装的弹性体导热垫的典型值
r øha to-220 封装的散热器的典型值
现在让我们输入 tda2050 ic 数据表中的实际值
t jmax = 150 °c（硅器件的典型值）
t amb = 29 °c（室温）
r øjc = 1.5 °c/w（对于典型的 to-220 封装）
r øb = 0.1 °c/w（用于 to-220 封装的弹性体导热垫的典型值）
r øha = 4 °c/w（to-220 封装的散热器的典型值）
所以，最终的结果变成
q = （150 - 29） / （1.5+0.1+4） = 17.14w
这意味着我们必须消耗 17.17 瓦或更多功率，以防止设备过热和损坏。
计算 tda2050 放大器电路的元件值
设置增益
设置放大器的增益是构建过程中最重要的一步，因为低增益设置可能无法提供足够的功率。高增益设置肯定会使电路的放大输出信号失真。以我的经验，我可以看出 30 到 35 db 的增益设置非常适合使用智能手机或 usb 音频套件播放音频。
数据表中的示例电路建议增益设置为 32db，我将保持原样。
运算放大器的增益可以通过以下公式计算
av = 1+（r6/r7）
av = 1+（22000/680） = 32.3db
这适用于这个放大器
注意：为了设置放大器增益，必须使用 1% 或 0.5% 的电阻，否则立体声通道会产生不同的输出
设置放大器的输入滤波器
电容器 c1 用作隔直电容器，从而降低噪声。
电容 c1 和电阻 r7 构成一个 rc 高通滤波器，它决定了带宽的下限。
放大器的截止频率可以通过使用下面显示的公式找到。
fc = 1 / （2πrc）
其中 r 和 c 是组件的值。
为了找到 c 的值，我们必须将等式重新排列为：
c = 1 / （2π x 22000r x 3.5hz） = 4.7uf
注意：建议使用金属膜油电容以获得最佳音频性能。
在反馈回路中设置带宽
反馈回路中的电容有助于制作低通滤波器，有助于增强放大器的低音响应。c15 的值越小，低音就越柔和。较大的 c15 值将为您提供更有力的低音。
设置输出滤波器
输出滤波器或通常称为zobel 网络可防止扬声器线圈和电线产生振荡。它还抑制了从扬声器到放大器的长线拾取的无线电干扰；它还可以防止他们进入反馈循环。
zobel网络的截止频率可以通过以下简单公式计算
数据表给出了 r 和 c 的值，即 r6 = 2.2r 和 c15 = 0.1uf 如果我们将值放入公式并计算，我们将得到截止频率
fc = 1 / （2π x 2.2 x （1 x 10^-7））
= 723 khz
723 khz 高于人类听觉范围 20 khz，因此不会影响输出频率响应，也可以防止有线噪声和振荡。
电源
需要使用带有适当去耦电容的双极性电源为放大器供电，原理图如下所示。
所需组件
tda2050 集成电路 - 2
100k 可变电位器 - 1
螺丝端子 5mmx2 - 2
螺丝端子 5mmx3 - 1
0.1µf 电容 - 6
22k 欧姆电阻 - 4
2.2欧姆电阻 - 2
1k 欧姆电阻 - 2
47µf 电容 - 2
220µf 电容 - 2
2.2µf 电容 - 2
3.5 毫米耳机插孔 - 1
复合板 50x 50mm - 1
散热器 - 1
6安培二极管 - 4
2200µf 电容 - 2
原理图
tda2050放大器电路的电路图如下：
电路结构
对于这个 32 瓦功率放大器的演示，电路是在原理图和 pcb 设计文件的帮助下在手工制作的 pcb 上构建的。请注意，如果我们将大负载连接到放大器的输出端，会有大量电流流过 pcb 走线，并且有可能会烧坏走线。因此，为了防止 pcb 走线烧坏，我加入了一些有助于增加电流的跳线。
测试 tda2050 放大器电路
为了测试电路，使用了以下设备。
具有 13-0-13 分接头的变压器
4ω 20w 扬声器作为负载
meco 108b+trms 万用表作为温度传感器
和我的三星手机作为音频源
如上所示，我已将万用表的温度传感器直接安装在 ic 的散热片上，以在测试期间测量 ic 的温度。
此外，您可以看到在测试期间室温为31 °c 。此时放大器处于关闭状态，万用表只显示室温。在测试的时候，我在低音喇叭纸盆里加了一些盐来给你看低音，它在这个电路中产生的低音会很低，因为我没有使用音调控制电路来增强低音。我将在下一篇文章中这样做。
从上图可以看出，测试结果或多或少都很好，ic 的温度在测试过程中没有超过 50 °c。
配电室环境监测系统解决方案
数据科学家与机器学习工程师怎么区分
索尼KV-W28MHll型三无
国产游戏主机该如何发展
AMD桌面处理器份额3年来首次环比下滑
使用TDA2050构建一个2x32瓦音频放大器电路
六氟化硫气体检测——SF6气体红外泄漏报警监测系统
浅谈建筑防火监控系统在民用住宅建筑设计中的应用
怎样设计出接近要求规格的DC/DC转换器电路
什么是LED光色质量
信步科技SCM-J1900嵌入式主板介绍
Veeco宣布撤销2020年第一季度的业绩指引 LumiLeds LED产品上调4%
苹果智能手表血氧检测功能因专利争议在美暂停，其他地区仍可用
Intel：补丁也有缺陷，英特尔正在悄悄建议一些客户不要着急安装补丁
BAT在小程序的赛道上展开了激战
SiC IGBT的发展现状及未来趋势分析
东芝电视机维修资料
tm32f103系列USB问题
数字化建设美好工业 企业共同探索数字化转型之路
Maxim微型PLC平台让工业4.0尽在您掌握