TDA2030A功放DIY，高保真电路，音质非常好！
大家好，创客e工坊本期教大家用TDA2030A做一款高保真的功放。
说起TDA2030A，相信大家都不陌生，这块芯片具有体积小，输出功率大，各种保护电路齐全等特点，我们只需要焊接少量的外围元件，即可做出一款音质不错的功放。在前面的教程中，创客e工坊已经和大家玩过LM386、TDA2003了，今天我们就来进阶，玩玩TDA2030A，看看它会有什么不一样的表现。
这是TDA2030A的实物图：
TDA2030A实物图
用一块芯片设计、搭建电路，我们首先需要了解这块芯片的引脚功能，所以我们先来了解TDA2030A的引脚功能。TDA2030A一共有5个引脚，芯片有字的一面朝向我们，引脚从左往右数，分别是：1脚同相输入端，2脚反相输入端，3脚负电源/接地，4脚功率输出，5脚正电源。
TDA2030A引脚功能图
了解了TDA2030A的引脚功能，接下来我们就可以去看电路图了。下图是阿乐根据厂家芯片手册里提供的典型电路整理出来的实物连接图，此图采用双电源供电，无输出耦合电容，由于没有输出耦合电容，所以低频响应得到改善，属于高保真电路。下面我们据图做简要的分析：
TDA2030A高保真功放电路原理图
图中，音频信号经过一个1uF的电解电容耦合至TDA2030A的1脚，即同相输入端。22K的电阻一头接1脚，另一头接到电源负极。起到同相输入端偏置的作用。TDA2030A的2脚接一个680Ω的电阻和一个22uF的电解电容，然后连回到负极。另外还接一个22K的电阻连到4脚功率输出引脚这里，在这里都是用来设置闭环增益的。然后，TDA2030A的3脚接负电源，接一个104的高频退耦瓷片电容，一个1N4007二极管正接至4脚。4脚功率输出接到喇叭，然后接一个1Ω的电阻和一个224的瓷片电容，用来移相，稳定频率的。我们知道喇叭是线圈，属于感性负载，不加这两个东西容易产生振荡。好的，最后5脚是正电源输入，同样也接一个104的高频退耦瓷片电容，反接一个1N4007二极管到4脚。这两个1N4007二极管这样子接在这里起的作用是输出电压正负限幅保护。
我们的这个功放电路属于OCL形式的功放，就是说需要接双电源，这样子我们对变压器的选择就有要求了。双电源采用初级线圈中间点接地、上下电压对称相等的变压器。也就是我们这种输出双12V的这样的变压器，如下图：
输出双12V的变压器
接下来我们讲讲功放电源，在这个电路中我们采用常规的桥式整流，大水塘滤波的电源模块，如下图：
功放电源
220V变压器降压输出双12V交流电，我们把变压器次级中间的那根线当做地线（负极），经过整流桥整流，出来两路，正负电源各一路，每路先来个104的瓷片电容滤高频，后面经4个4700uF的电解电容储能、过滤低频杂波信号，以满足后面功放爆低频时的需求，让低频下潜得更深。由于我们前面在做TDA2003时已经做好了这个电源模块，所以我们这次用现成的。
大水塘阵列
空载时测得正电压为+18.20V：
正电压
负电压为-18.18V，电压对称性还可以：
负电压
接下来我们根据原理图准备好所需的元器件：
备齐所需元器件
根据原理图焊接电路：
焊接电路
焊好的电路正面：
电路正面
焊好的电路背面：
电路背面
加块散热片，散热片和芯片之间涂上导热硅脂，注意不要让散热片接触任何元器件或者电路，因为芯片的背面和3脚是相通的，也就是说上电后散热片带负电：
加散热片
好的，最后是将功放部分的电路和电源模块、喇叭连接起来，整体调试。我们先推一个8Ω15W的喇叭，上电瞬间，有小小的电流冲击声，静态状态下电流声微乎其微，要将耳朵凑得很近才能听到，静噪相当满意：
整体调试
用手机当做音源播放歌曲，先来一首腾格尔的《天堂》，只听得悠扬的旋律由远及近，缓缓入耳，徐徐走来，人声相当清澈甜美，立即使我陶醉于歌曲的美景中，有如身临其境。再来一首《加州旅馆》，前奏的纯弦乐，58秒后歌手的声音，各弦类器乐跟打击乐开始交织的声音，那阵阵敲鼓的节奏实在令我难以自拔，立马爱上了这块TDA2030A（虽然可能买到的是国产货）：
用手机播放歌曲
听单声道不过瘾，立马再焊了一块一样的电路出来，想听听双声道立体声TDA2030A的表现，看看有没有惊喜：
焊了另外一个模块
这次我们让两块TDA2030A功放模块推一对奇声的6Ω15W的音箱：
奇声音箱
推音箱比单个喇叭低频加强了许多，听《连锁反应》一阵一阵的，胸腔有被震撼，但是低频下潜得不够深，还不是令人很满意。后面听邓丽君的《北国之春》，《我只在乎你》相当满意。
双声道立体声
至此，本次DIY TDA2030A功放宣告成功，推音箱时的音质不比市面上的普通功放差，甚至略胜一筹，毕竟在电源上下料还是很足的。但是这次所用的电阻电容品质不高，音频线就是普通的杜邦线，以后手头有米了换高品质的电阻电容，换屏蔽线，加大散热片，相信此功放还会更加令人满意的。可惜唯独低频不够强劲，下潜不去，所以阿乐决定给这个TDA2030A功放加前级，想试试有“运放之王”称号的5532，到时候做一个桌面2.1功放，再与大家分享，一起享受DIY的乐趣！
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功放常用的元器件知识
玩音响是一个系统工程，DIY功放同样如此，除考虑成本外，还要考虑元器件的采购与选配，以及相关器件与各种板卡的装配，不是随便购买器件就可用的。
1、ZY~01型散热器
在专业音响领域，专业散热器大量使用，如下图所示为ZY~01型散热器的外观图。
其中图上为内侧页面，图下为外侧页面与页面宽度。该散热器分A、B两款，A款内部叶面高度为90mm，外部叶面高度为120mm, 叶面厚度为65mm。B款内部叶面高度为60mm，外部叶面高度为84mm, 叶面厚度为60mm。
以图所示的散热器为例，其底部可平放在机箱低部，功率管可固定在内侧的叶面上，上下的两个叶面都可安装功率管，功率管可对称安装，如下图所示。
散热器的长度可根据需要截取，比如15cm、30cm、80cm等等，可安装多对大功率管，如图所示。
好思路我们要学习，好器件我们要借鉴，若DIY功放，ZY~01型散热器是一个较好的选项，可能我们不必装配很多对功率管，2~4对大功率管即够，并且可把电压放大级部份电压放大管与电流放大级的中功率预推动管、大功率推动管及温度补偿管与热敏电阻都安装在ZY~01型散热器一起，如下图所示。
站在发烧的角度来看，虽然ZY~01型散热器不能满足部份高烧人士的需求， 但该散热器较实用，我们可以用该散热器直接当作后级功放的侧板用，这时散热器可外露以加强散热。该散热器也可内置在机箱内，左右声道各用一个，方便整体部局，如下图所示。
2、大功率功率管
多数音响发烧友对一些平价易购的器件视而不见，总喜欢购一些炒作的“管王”或“发烧器件”，但“管王”或“发烧器件”都是相对的，是在特定时期或在特定环境下为了某些利益被少数人称呼。在专业音响， 低价的原装小功率管2N5551、2N5401大量使用，发烧友确看不上它，情愿采用贵数十倍售价的小功率发烧管、金封管，不愿从电路上去挖掘潜能。如今发烧管众多，国内市场易购的大功率对管达数十种，但考虑到使用场所不同，优先考率如下5款：2SK1058、2SJ162；2SC5200、2SA1943；NJW0281、NJW0302；2SC3858、2SA1494；MJ15024、MJ15025。部份参数如下：2SK1058、2SJ162：100W、 7A、160V、TO-3P；2SC5200、2SA1943 ：150W、 15A、230V、TO-3P；NJW0281、NJW0302：150 W、15A、260V、TO -3P；2SC3858 2SA1494：200W、17A、230V、MT -200；MJ15024、MJ150 25：250W、16A、250V、TO-3。
由于易购、平价的2SC5200、2SA1943；NJW0281、NJW0302；2SC3858 2SA1494；MJ15024、MJ15025被很多专业音响厂或HIFI音响 生产厂家大量使用。
如上图所示，这些大功率管售价低主要原因是国内这些厂家使用量大，功率管生产厂家特有的销售策略，使其盟主地位多年不被动摇。
3、氧化铝散热片
音响生产厂家多使用矽胶片与云母片作集成IC功放与大功率功放管的绝缘与传热， 如下图所示：
由于售价低，这两种绝缘片被大量使用，矽胶片方便裁剪，导热系数为1 w/m. kz左右，一些小功率集成IC功放大量使用，如TDA2030、LM1875 等等。云母片导热系数为1~2w/m.k，一些大功率对管大量使用，如 2SC5200、2SA1943 与 2SC3858 2SA1494 等等，云母片较脆，需凃导热硅脂配合使用。这几年国内已有厂家开发生产了氧化铝绝缘片，传热性能大幅提高，导热系数为25w/m.k左右，长期工作温度最高可达1480℃，如下图所示，一些高级音响生产厂家使用。
4、电容
A.滤波电容：
这几年国内部份电容器生产厂家为适应市场需求，开发了很多规格的音响用电容。如HS系列容量为4700μF、6800μF、10000μF，耐压 为50V、63V、80V、100V等多种规格的FOR audio电容，还可定制特殊规格的电容。通过材料设计、工艺突破、结合核心电解液添加剂，这些电容有如下特点：低损耗、低E.S.R 、低漏电、耐高纹波电流等特点，85℃带负载寿命5000小时；105℃带负载寿命4000小时。HS系列电容可让音响系统其音效声场清晰、低频更加厚实、中频自然顺滑、高频晶莹透彻更有鲜活感，具有挑战进口名牌电容的实力，主用于HIFI级功放、专业音响电源滤波，如下图所示为国产HS系列 10000UF 80V电容的外观图。
B.CBB电容：
国产金属化聚丙烯轴向电容器即CBB电容，用镀金属聚丙烯膜作为电解质、电极绕制而成，采用镀锡铜线环氧树脂灌封，容量在0.01μF~100μF，耐压在100V~630VDC，损耗角正切值在0.01%~0.08%，在音箱分频与胆机制作大量使用，如下图所示，国产电容具有较高的性价比。
部份采用铜膜或银膜的电容损耗角正切值小于0.005%，能够满足特定用户的需求。
5、变压器：
A.电源变压器
功放电源变压器几乎都是在国内加工生产，为国内专业音响厂订制的大功率变压器铁芯多选用进口整条0.23mm或0.27mm的直纹片或斜纹片卷制，230V输入范围可达到300V不饱合，230V~260V无震动、无牛叫、无噪音。采用无氧铜漆包线绕制线圈，采用无氧铜杆镀银线、或裸铜电子线作引线，外观多采用透明、白色、黑色、聚脂膜、高温黑纱布封装，如图15所示，这类订制的变压器同样可用于DIY HIFI功放。
B.音频变压器:
小功率音频变压器多用来隔离、滤波、声音处理等。
6、功放电压放大模块：
国外很多公司上世纪八十年代与九十年代推出了很多功放驱动模块，可简化电路设计，使生产功放简易很多，在发烧圈STK3048与STK6153较为“受宠”。国内外也有厂家开发出一些音响模块，如马兰士的HDMA电压反馈模块与电流反馈模块。时过景迁，很多模块已退出市场，比较看好的是国内的 LM4702、LME49810与LME49830 ，如下图所示。
特别是LME49810 、LME49830高耐压，最高可达正负100V供电，可输出较高的电压信号，若两路桥接，意味者业余条件下也有可能制作100~1000瓦的大功率功放。可看作LM4702是双声道设计、内部不包含电流放大级预 推动级，也可看LME49810 、LME49830是单声道设计、内部已包含电流放大级预推动级。
7、电子管：
国内库存还有很多国产电子管， 部份电子管用于制作前级或小功率功放， 本报有很 多电路可参考， 部份国产低价冷门管可开发用于音响领域，如图所示。
若较难购到功放推动模块，或者追求各性化的声音，也可采用前胆后石、胆石混合等方案，即用电子管作电压放大推动大功率晶体管制作的0DB功放，国内有少部份商品机采用此方案。
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