1器件及仿真软件介绍
功率放大器的发展经历了早期的晶体管功放，随着半导体工艺的逐渐成熟，大电流、高耐压的晶体管品种日益增加，越来越多的功率放大器采用了无输出变压器的OCL电路或 OTL电路。最后发展到现在的主流功放——集成功率放大器。TDA2030是许多音频功放产品所采用的 Hi-Fi功放集成块[1]。TDA2030是性能优良的功率放大集成电路，它的主要特点是上升速率高、瞬态互调失真小[2]。在目前流行的数十种功率放大集成电路中，规定瞬态互调失真指标的仅有包括TDA2030在内的几种，而瞬态互调失真是决定放大器品质的重要因素。TDA2030集成电路不但输出功率大，而且保护性能比较完善。TDA2030的输出功率最高可以达18W，若使用两块电路组成BTL电路，输出功率可增至36W。由于大功率集成块所用电源电压高、输出电流大，在使用中稍有不慎往往致使损坏。然而在TDA2030集成电路中，设计了较为完善的保护电路，若输出电流过大或管壳过热，集成块能自动地减流或截止，使自己得到保护，虽有保护功能但是在使用时也必须注意使用条件[3]。TDA2030集成电路的最大的特点是外围电路简单，使用方便。
目前国际上比较流行两个仿真软件：Multisim和 PSpice。
PSpice是国际上著名的通用电路分析程序。是一个多功能的电路模拟实验台。PSpice软件几乎完全取代了电路和电子电路实验中的元件、面包板、信号源、示波器和万用表。它可以进行各种各样的电路仿真、激励建立、温度与噪声分析、模拟控制、波形输出、数据输出、并在同一窗口内同时显示模拟与数字的仿真结果。有了PSpice软件就相当于有了电路和电子学实验室[4]。
Multisim 是美国国家仪器（NI）公司推出的以 Windows 为基础的仿真工具,适用于板级模拟或数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力[5]。
Multisim 与 PSpice都可以对电路进行功能仿真，比如:直流工作点分析[6][7]、交流分析[6][7]、瞬态分析[6][7]、傅里叶分析、噪声分析、直流扫描分析[7]、温度分析、参数分析、最坏情况分析、蒙特卡罗分析，但Multisim还可以对电路进行失真分析[8]、直流/交流灵敏度分析、零点/极点分析、交流传递函数分析、RF(射频)电路仿真、自定义类型仿真，虽然 PSpice也有灵敏度、传递函数分析功能，但都只适用于直流情况。二者各有优势，可以依据具体的功放电路设计图以及对数据的分析要求进行选择。
2设计背景
随着音频设备逐步向便携化和智能化发展，人们对高保真、小体积的音频功率放大器的需求愈发强烈。
通常，视听电路中的音频功率放大器是在电压放大器之后，把低频信号电流进一步放大，以得到较大的输出功率，推动扬声器放音或在电视机中提供偏转电流。因此，音频功率放大器的主要参数是输出功率和电源转换效率。由于功放电路的工作信号都比较大，很容易产生信号失真，所以信号的失真度也是重要参数之一[9]。
音频功率放大电路有多种构成形式，按照晶体管的工作状态对其进行分类可以分为线性功率放大器和开关功率放大器两种类型[13]。线性功率放大器的晶体管主要工作于线性放大区，较为常见的线性功放有A类(甲类)功放、B类(乙类)功放、AB类(甲乙类)功放。A类功放的两个晶体管永远处于常开状态，具有最好的线性特性，不存在非线性失真，是音频输出信号最为理想的功率放大器。但A类功放的效率仅为20％～30％左右。相较于A类功放，B类功放采用了互补推挽结构，晶体管在有信号输入时才处于打开状态。B类功放效率能达到78.5％，但是缺点在于会产生较为严重的交越失真，影响输出信号的质量[10]。AB类功放结合了A类功放和B类功放的特点，兼顾了电路的线性特性及效率[11]，是目前应用范围较为广泛的功率放大器结构不同于线性功放，开关功率放大器的工作原理基于开关晶体管。这种功率放大电路基于晶体管的开关特性，使晶体管在截止与导通状态之间交替工作。开关功率放大器主要以D类功放为主。D类功放的两个晶体管交替工作在导通和截止状态下，不会同时导通，并可以在极短的时间内完成两种状态的互相切换[12]。因此，D类功放通常选用响应速度更快的场效应管来进行设计。D类功放工作时，处于导通状态下的场效应管几乎没有直流损耗，因此具有极高的工作效率，理想状态下可以达到100％。除此以外，还存在C类(丙类)功放，E类功放等多种类型的功率放大器，但都具有较大的缺陷，应用范围较小[13]。
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