?输出电压1600Vp-p(±800V)?输出电流40mA
?功率32W
?带宽（-3dB）DC~150KHz ?压摆率200V/μs
?低失真
?增益数控0~240（0.1step）可调?输入阻抗50Ω/5KΩ可调
?一键保存设置（Save键）
简介
ATA-2161是一款理想的可放大交直流信号的单通道的高压信号放大器。最大差分输出1600Vp-p(±800V)高压，可以驱动高压型负载。增益数控可调，一键保存常用设置，为您提供了方便简洁的操作选择，可与主流的信号发生器配套使用，实现信号的完美放大。
液晶显示
ATA-2161采用液晶屏显示，操作界面一目了然，简洁易懂。增益
ATA-2161采用的是增益数控0~240
倍可调的方式，具体分为粗调（1
step）和细调（0.1step）两种。结合
液晶面板增益的显示，能够快速调整
至您需要的电压增益值。
1/100监测口
每个输出接口都配带1/100衰减的同
步监测口，方便用户进行输出信号的
实时监测。
应用领域
压电陶瓷
磁性材料的磁化特性(B-H曲线)测量
声纳系统
超声波探伤
EMC信号加注
MEMS实验
ATA-2161高压放大器1600Vp-p
单通道（差分输出）
规格参数
通道数:
ATA-2161单通道输出输入接口特点
输入接口:BNC接头
输入电阻:50Ω/5KΩ可调输入上限:10Vp-p
带宽范围:DC~150KHz
（-3dB）
输出接口特点
输出接口:接线柱
1/100监测口:BNC接口
输出电阻:100Ω/10KΩ（可定制）
增益:0~240（0.1step）
可调
输出电压:1600VP-P(±800V)压摆率：200V/μs
输出电流:40mA
最大输出功率:32W 其他
供电电压:220V±10%
频率:50Hz
温度:
使用0°C to50°C
存储-40°C to70°C
湿度:80%RH
保修:1年
订货信息
型号指标描述
ATA-21611600Vp-p高压放大器
单通道（差分输出）
增益:0~240（0.1step）可调
信号地:与机壳、电源地相连
附件：国标三芯电源线1根，
BNC线缆2根，保险
管1只，产品说明书、
合格证、装箱清单各1
份。
ATA-2161高压放大器1600Vp-p单通道（差分输出）
功率放大器的技术指标： 1） 输出功率：1额定输出功率：是指在一定的谐波失真系数和一定频率范围下所测的功率放大器的输出功率。 2最大输出功率：是指在一定的负载上，功率放大器在规定的谐波失真系数时，采用1000Hz 的正弦波检测信号所得到的连续最大的输出功率。业余条件下，功率放大器的额定输出功率可以通过下式进行换算： 额定输出功率＝最大输出功率×0.8 额定输出功率＝峰值功率×0.5 2） 放大增益：也为放大倍数，放大器的电压增益是指输出电压和输入电压之比，电流增益是指输出电流和输入电流之比，功率增益是指输出功率与输入功率之比。 3） 频率响应：反应了功率放大器对各种频率信号放大的情况。品质较高的功率放大器能够重放频率较宽的信号。一般的放大器频率响应均应在20Hz～20KHz 4） 信噪比：是指信号电平与噪声电平的比率，用S/N表示。S为信号电平，Ｎ为噪声电平。信噪比越高噪声越低。 5） 失真：是指放大器的输入信号与输出信号在几何形态上发生了变化。 其主要有：1谐波失真：由于放大器的非线性而产生的，会使声音走调。 2互调失真：是由各个频率信号之间相互调制而产生的，会使声音尖刺、混浊。 3相位失真：是由于放大器对于不同频率产生的相移不均而产生的。 4瞬态失真：会使声音变抖动、不清晰。 5交越失真：会使重放声产生间歇感。 6） 动态范围：是指放大器的最高输出电压与无信号时的噪声之比。其表示了功率放大器的重放声的动态范围和对微弱信号的表现能力。其会受输出功率的影响。 7） 瞬态响应：是指放大器对脉冲信号（瞬时大信号）的跟随能力。从声音的重放角度来看，瞬态响应较好，重放时就会干净、利落。否则会含糊不清。一般用转换速率SR来表示。转换速率是指在单位时间内信号电压的变化量，其单位是V/μs 。一般前置放大器的SR能够达到5V/μs就可以满足前置放大器的要求。一般功率放大器的SR能够达到50V/μs就可以达到高保真瞬态的要求。 8） 阻尼系数：是表示功率放大器的内阻的指标，它与扬声器的阻抗成正比，通常阻尼系数越大，扬声器的失真就越小。
课程设计报告 题目：由集成运放和晶体管组成的OCL 功率放大器的设计 学生姓名：郭二珍 学生学号： 07 系别：电气学院 专业：自动化 届别： 2015年 指导教师：廖晓纬 电气信息工程学院制 2014年3月
OCL功率放大器的设计 学生：郭二珍 指导老师：廖晓纬 电气学院10级自动化 1、绪论 功率放大器(简称功放)的作用是给音频放大器的负载R L(扬声器)提供一定的输出功率。当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出信号的非线性失真尽可能地小，效率尽可能高。 OCL是英文Output Capacitor Less的缩写，意为无输出电容的功率放大器。采用了两组电源供电，使用了正负电源。在输入电压不太高的情况下，也能获得较大的输出频率。省去了输出端的耦合电容，使放大器的频率特性得到扩展。OCL 功率放大器是一种直接耦合的功率放大器，它具有频响宽、保真度高、动态特性好及易于集成化等特点。性能优良的集成功率放大器给电子电路功放级的调试带来了极大的方便。集成功率放大电路还具有输出功率大、外围元件少、使用方便等优点，因此在收音机、电视机、扩音器、伺服放大电路中也得到了广泛的应用。 功率放大器可分为三种工作状态：(1)甲类工作状态Q点在交流负载的中点，输出的是一种没有削波失真的完整信号，但效率较低。(2)乙类工作状态Q点在交流负载线和IB=0输出特性曲线的交界处，放大器只有半波输出，存在严重的失真。 (3)甲乙类工作状态Q点在交流负载线上略高于乙类工作点处，克服了乙类互补电路产生交越失真，提高了效率。 因此，本设计可采用甲乙类互补电路。
2、内容摘要 本设计中要求设计一个由集成运放和晶体管组成的OCL功率放大器。在输入正弦波幅度Ui等于200mV，负载电阻R L等于8Ω的条件下最大输出不失真功率P ≥2W，功率放大器的频带宽度BW≥80Hz~10KHZ o 功率放大电路实质上是能量转换电路，它主要要求输出功率尽可能大，效率尽可能的高，非线性失真尽可能要小，功率器件的散热较好。 本设计选用的是双电源供电的OCL互补推挽对称功放电路。 此推挽功率放大器的工作状态为甲乙类，其目的是为了减少“交越失真”。 由于两管的工作点稍高于截止点，因而均有一很小的静态工作电流I CQ。这样，便可克服管子的死区电压，使两管交替工作处的负载中电流能按正弦规律变化，从而克服了交越失真。 OCL互补推挽对称功放电路一般包括驱动级和功率输出级，前者为后者提供一定的电压幅度，后者则向负载提供足够的信号频率，以驱动负载工作。 因此，需要设计两部分，即驱动级和功率输出级。
TDA2030集成电路功率放大器设计 一、设计题目集成电路功率放大器 二、给定条件字串5 设计一款额定输出功率为10 ~ 20W的低失真集成电路功率放大器，要求电路简洁，制作方便、性能可靠。性能主要指标： 字串3 输出功率：10 ~ 20W （额定功率）； 字串9 频率响应：20Hz ~ 100kHz （ < 3dB 字串6 谐波失真：w 瑶（10W,30Hz~20kHz ）; 字串9 输出阻抗：< 0.16 Q字串4 输入灵敏度：600mV （1000Hz，额定输出时） 三、设计内容 1 ?根据具体电路图计算电路参数字串8 2?选取元件、识别和测试。包括各类电阻、电容、变压器的数值、质量、电器性能的准确判断、解决大功率放大器散热的问题。字串5 3 ?了解有关集成电路特点和性能资料情况 字串5 4?根据实际机壳大小设计1：1印刷板布线图字串3 5 ?制作印刷线路板
字串4 6 ?电路板焊接、调试（调试步骤可以参考《模拟电子技术实验指 字串2 导书》有关放大器测试过程字串5 7?实训期间必须遵守实训纪律、听从老师安排和注意用电安全。 四、功率放大电路的测试基本内容 字串6 注意：将输入电位器调到最大输入的情况。 字串2 1测量输出电压放大倍数Au字串7 测试条件：直流电源电压14v,输入信号1KH z 70 mv （振幅值100mv）,输出负载电阻分另为4Q 和8Q O 字串3 字串4 2.测量允许的最大输入信号（1KH z）和最大不失真输出功率 字串5 测试条件：①直流电源电压14v，负载电阻分别为4 Q和8 Q O 字串3 ②直流电源电压10v,负载电阻为8Q O
实验十 集成功率放大电路 一、实验目的 1.熟悉集成功率放大电路的特点。 2.掌握集成功率放大电路的主要性能指标及测量方法。 二、实验仪器及材料 1.示波器 2.信号发生器 3.万用表 三、预习要求 1.复习集成功率放大电路工作原理，对照图1 2.2分析电路工作原理。 2.在图12.1电路中，若V CC =12V ，R L =8Ω，估算该电路的P cm 、P V 值。 3.阅读实验内容，准备记录表格。 集成功率放大器是一种音频集成功放，具有自身功耗低、电压增益可调整、电压电源范围大、外接元件少和总谐波失真少的优点。分析其内部电路，可得到一般集成功放的结构特点。LM386是一个三级放大电路，第一级为直流差动放大电路，它可以减少温飘、加大共模抑制比的特点，由于不存在大电容，所以具有良好低频特性可以放大各类非正弦信号也便于集成。它以两路复合管作为放大管增大放大倍数，以两个三极管组成镜象电路源作差分发大电路的有源负载，使这个双端输入单端输出差分放大电路的放大倍数接近双端输出的放大倍数。第二级为共射放大电路，以恒流源为负载，增大放大倍数减小输出电阻。第三级为双向跟随的准互补放大电路，可以减小输出电阻，使输出信号峰峰值尽量大（接近于电源电压），两个二极管给电路提供合适的偏置电压，可消除交越失真。可用瞬间极性法判断出，引脚2为反相输入端，引脚3位同相输入端，电路是单电源供电，故为OTL （无输出变压器的功放电路），所以输出端应接大电容隔直再带负载。引脚5到引脚1的15K Ω电阻形成反馈通路，与引脚8引脚1之间的1.35K Ω和引脚8三极管发射极间的150Ω电阻形成深度电压串联负反馈。此时：F AF A A A f u 1 1≈+= =，理论分析当引脚1引脚8之间开路时，有： 22)15.035.1151(2=++ ≈K K K A u ，当当引脚1引脚8之间外部串联一个大电容和一个电 阻R 时，)15.035.1151(2K R K K A u ++ ≈，因此当R=0时，202≈u A 。
模拟电子技术课程设计 设计题目:集成功率放大器 专业： 姓名： 班级： 学号： 指导老师： 2010年5月28日
集成功率放大器由集成功放块和一些外部阻容元件构成。它具有线路简单，性能优越，工作可靠，调试方便等优点，已经成为在音频领域中应用十分广泛的功率放大器。 集成功放块的种类很多。上图为集成功放LA4112的内部电路图，由三级电压放大，一级功率放大以及偏置、恒流、反馈、退耦电路组成。最主要的组件为集成功放块，它的内部电路与一般分立元件功率放大器不同，通常包括前置级、推动级和功率级等几部分。有些还具有一些特殊功能（消除噪声、短路保护等）的电路。其电压增益较高（不加负反馈时，电压增益达70～80db，加典型负反馈时电压增益在40db以上）。
一、设计题目 (4) 二、设计要求 (4) 三、题目分析 (4) 四、整体构思 (5) 1．功率放大器特点 (5) 2.功率放大器的状态 (6) 3.功率放大器的散热 (6) 五、具体实现 (7) 六、各部分定性说明以及定量计算 (8) 1、定性说明 (8) 2、定量计算 (11) 七、在实验室实现过程中遇到的问题及排除措施 (12) 八、设计心得体会 (12) 九、参考文献 (14)
一、设计题目 集成功率放大器 二、设计要求 1、设计集成功率放大器电路图 2、计算最大不失真输出功率 3、计算集成功率电路的效率 4、测量输入灵敏度 5、噪声电压小于15mv 三、题目分析 集成功率放大器是由集成运算放大器发展而来的，它的内部电路一般也由前置级、中间级、输出级、及偏置电路等组成，不过集成功率放大器的输出级输率大、效率高。另外，为了保证器件在大功率状态下安全可靠工作，集成功率放大器中还常设有过流、过压以及过热保护电路等。 在电子设备和自动控制系统中，放大电路的末级或末前级一般是功率放大级，以便将前置电压放大级送来的电压信号进行功率放大，使电路能够给出足够大的功率，驱动执行机构工作。例如，使扬声器发声，使电动机转动，使继电器动作，是指针偏转等等。电压放大电路和功率放大电路都利用三极管的放大作用将直流电能转换成交流电能输出，从而将信号放大。所不同的是电压放大电路输入的是小信号，输出的是足够大的电压；而功率放大电路输入的是大的电压信号，输出的信号具有足够大的功率，即信号的电压和电流都要足够大。传统的功率放
高功率放大器(HPA)基础知识 1、用途及特点 在无线通信系统，高功放（HPA）是发信电路重要组成部份。通常，它由多级放大器构成，其输出端是发射链路最高电平点，它经双工器与发射天线连接。 HPA在发信电路部位如图1所示。 高功放主要作用，是在发射频率上，将低电平信号放大到远距离传输所要求的高功率电平。因频段、传输距离、天线增益、信号调制方式等因素，不同发射机HPA输出功率差异甚大。在常用微波频段（800MHz~28GHz）可从几十瓦到几十毫瓦不等。 高功放电路特点： （1）在大容量（或多载波）数字通信系统，设计HPA电路尤其是末级电路，常发生大功率输出与线性要求之间矛盾。经常采用三种解决办法 * 采用平衡放大电路，其合成输出功率较单管增加一倍且保持单管线性。在常用微波频段经常用下图所示正交混合电路（或3dB桥）实现功率合成。 * 采用预失真补偿电路，设计一个预失真网络使它产生的三阶互调与HPA三阶互调在输出合路器中相互抵消。构成方式如下图所示，
予失真补偿电路设计复杂、带宽窄，使用不普遍。 *在HPA前级设置自动电平控制（ALC）电路，通过末级输出耦合检波直流，控制PIN衰耗，保持输出功率恒定。防止因前级输入电平过高因饱和失真。该方法只能予防失真而不能改善失真， （注：ALC与大容量长距离数字微波采用的ATPC不同，前者是以保持发射机输出功率恒定，防止失真为目的，采用的是开环控制方式。而自动发射功率控制（ATPC）是发射机功率受控于对端接收电平，当电波传播发生深度平衰落时，提高发射功率，最大可达到额定功率。在正常传输时间里使发射功率小于额定功率10dB。采用的是闭环控制方式。是以减轻干扰、抗平衰落为目的。） （2）HPA采用的大功率器件都呈现极低的输入、输出阻抗，其阻抗实部绝对值很小，都在1~3欧姆左右，而容抗和引线电感很大。对这样的大功率器件进行输入、输出和级间匹配非常困难。因单片微波集成电路（MMIC）技术的发展，许多厂家已制造出输入输出内匹配的大功率器件，大大地缓解设计难度。 （3）HPA输出级必须要考虑空载保护。若与输出负载间发生严重失配（如，连接天线馈线开路或短路）末级与输出负载电路之间将产生大驻波电压，驻波峰值电压一旦落在器件漏极，它与供电电压迭加将使器件击穿。 在微波频段常采取二种保护方法，在4GHz以上频段借助于输出隔离器中的反向吸收负载R吸收反射波，它如下图所示， 在低频段常用定向耦合器（Diectional coupler）检测反射波，超出定值时自动切断功放电源并发出告警。工作示意图如下
功率放大器技术指标概述 工作频率范围Operating Frequency 放大器满足或优于指标参数时的工作频率范围。 输出功率Output Power： 放大器的输出功率有两种表示方式：饱和功率和1dB压缩点输出功率。前者是输出的最大功率，后者则是指增益下降1dB时的输出功率，前者一般大于后者。对脉冲放大器有峰值功率和平均功率之分，前者表示有信号时的输出功率，后者则是按时间平均后的功率，两者之间的关系与信号的占空比有关。 增益Gain 功放输入输出功率的比值。 增益平坦度Gain flatness 表示放大器在工作频段内功率增益的波动。 噪声指数Noise Figure 指的是功放输出端和输入端信噪比的比值。
输入输出三阶截取点IIP3，OIP3 反映放大器的线性特性的指标。具体指三阶谐波与输入端基波电平相同时对应的输入/输出功率电平。此指标与输入电平的大小和放大器的增益无任何关系。 电压驻波比VSWR 放大器通常设计或用于50Ω阻抗的微波系统中,输入/输出驻波表示放大器输入端阻抗和输出端阻抗与系统要求阻抗(50Ω)的匹配程度。用下式表示：VSWR = （1+|Γ|）/（1-|Γ|） 其中Γ=（Z-Z0）/（Z+Z0） VSWR：输入输电压出驻波比 Γ：反射系数 Z：放大器输入或输出端的实际阻抗 Z0：需要的系统阻抗
效率Efficiency 指输入电流×输入电压＝总功率 效率＝实际输出射频功率/总功率×100％ 临道功率比ACPR (Adjacent Channel Power Ratio) 用来衡量主信道的功率泄漏到相邻信道的多少，和放大器的线性、信号的调制等多因素有关。主要应用在象CDMA这样的宽频谱信号的研究上。 脉冲波的上升沿时间和下降沿时间Rise Time and Fall Time 上升沿时间：从脉冲波上升沿10％上升到90％所经历的时间； 下降沿时间：从脉冲波下降沿90％下降到10％所经历的时间； 脉冲宽度：两个脉冲幅值的50%的时间点之间所跨越的时间。 占空比Duty Cycle 在一串理想的脉冲序列中（如方波），正脉冲的持续时间(脉冲宽度pulse width)与脉冲总周期(Pulse cycle)的比值。
实验五 集成功率放大器 一、实验目的 (1) 熟悉集成功率放大器的工作原理。 (2) 掌握集成功率放大器性能指标测试方法。 .二、实验仪器 .〈1〉双踪示波器1台 (2)数字毫伏表1台 (3)模拟实验台1台 (4)数字万用表1块 .三、预习要求 (1)复习集成功率放大器的工作原理,阅读实验内容,对照图1-1及图1-2分析工作原理。 (2)在图1-2电路中,若Vcc=12V , RL=10Ω, 计算电路的输出功率Pom, 电源供给功率Pc 、效率η。 四、实验原理 实验电路由集成电路LM386加外围元件组成, 该电路为美国国家半导体公司产品。采用8引线双列直插封装，电源电压VCC 使用范围（VCC=5-18V ）、静态功耗低（VCC= 12V 时为6mA 左右），由于该集成电路外接元件少，因而在便携式无线电设备、收音机、录音机、小型放大设备中得到广泛应用。 LM386是单电源互补对称功放集成电路,该电路内部包括由Vl 构成的射极输出器、V2、V3构成的差动放大电路、V5、V6构成的镜像电流源以及由V8、V9、V10组成互补对称电路构成的输出级。为使电路工作在甲乙类放大量状态,利用VD1、VD2提供偏置电压。该电路静态工作电流很小,约4mA-8mA 。输入电阻较高约5M Ω左右,故可以获得很高的电压增益,由于V1、V2采用截止频率较低的横向PNP 管,故几十赫以下的低频噪音很小。该电路内部原理如图1-1所示。 图1-2为外部接线原理图,图中Rw 为输入衰减电位器(音量控制),信号由③脚同相端输入,②脚反相端接地。C1、C2为接在直流电源Vcc 端(⑥脚)的退耦电容,C4为输出(⑤脚)耦合电容,C5为旁路电容(⑦脚),C3为跨接在①脚与⑧)脚之间的增益控制电容。当①脚和⑧脚之间开路时，电压增益为26dB ；若在①脚和⑧脚之间接阻容串联元件，则增益最高可达46dB ，改变阻容值则增益可在26dB-46dB 之间任意选取，电阻值越小增益越大。 (虚线框测数据时不接入)。 123 4 5678增益增益-输入+输入地输出 +V 旁路LM386引脚图 音箱 8欧 黑 红 LM386功率放大器原理图 om 图1-2
音频功率放大器的设计毕业论文
单刀音频功率放大器的设计 摘要 本次课程设计题目为音频功率放大器，简称音频功放，音频功率放大器主要用于推动扬声器发声，凡发声的电子产品中都要用到音频功放。 设计中主要采用OP07进行音频放大器的设计，OP07芯片是一种低噪声，非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路。由于OP07具有非常低的输入失调电压（对于OP07A最大为25μV），所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施。设计中的音频功率放大器主要由直流稳压电源、前置放大电路、二级放大电路和功率放大电路组成。前置放大电路采用了反相比例运算放大器，二级放大电路用一个低通滤波器和一个高通滤波器组成一个带通滤波器，功率放大电路采用了OCL电路。直流电源采用桥式电路进行整流，输出则采用了三端集成稳压器。 对前置放大电路和二级放大电路进行了输入、输出分析和频率响应分析。对功率放大电路进行了输入和输出功率分析。对直流电源进行了输出电压验证。最后对总电路进行了输入、输出
分析、频率响应分析、噪声分析。 关键词： OP07 音频功率放大器
目录 摘要................................................................ I Abstract.......................... 错误!未定义书签。第一章音频放大器的概述.. (1) 1.1音频放大电路的回顾 (1) 1.2音频功率放大器的介绍 (2) 1.2.1 A类(甲类)功率放大器 (3) 1.2.2 B类(乙类)功率放大器 (3) 1.2.3 AB类(甲乙类)功率放大器 (4) 1.2.4 C类(丙类)功率放大器 (4) 1.2.5 D类(丁类)功率放大器 (5) 1.3放大器的技术指标 (5) 第二章音频功率放大器的设计 (11) 2.1设计方案分析 (11) 2.2前置放大电路设计 (11) 2.3二级放大电路设计 (15) 2.2.1 低通滤波器设计 (15) 2.2.2 高通滤波器设计 (17) 2.2.3 二级放大电路电路设计 (20) 2.4功率放大器设计 (21) 2.5 直流稳压电源设计 (23)
综合实践1 集成功率放大器的设计 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 完成日期： 成绩：
目录 摘要............................................................................................. 错误！未定义书签。 第1章 (4) 1.1设计题目 (4) 1.2集成功率放大器简介 (4) 第2章 (5) 2.1题目分析 (5) 第3章 (6) 3.1LM358简介 (6) 3.2LM358的主要参数 (6) 3.3LM358引脚图及引脚功能 (7) 第4 章 (9) 4.1功率放大器特点 (9) 4.2 功率放大器的工作环境 (9) 4.3 功率放大器的散热 (10) 第5章 (11) 5.1 仿真与PCB (11) 第6章 (12) 6.1 在实验室实现过程中遇到的问题及排除措施 (12) 第7章 (13) 7.1 心得体会 (13) 第8章 (14) 8.1 参考文献 (14)
摘要 集成功率放大器由集成功放块和一些外部阻容元件构成。它具有线路简单，性能优越，工作可靠，调试方便等优点，已经成为在音频领域中应用十分广泛的功率放大器。集成功率放大电路大多工作在音频范围，除具有可靠性高、使用方便、性能好、重量轻、造价低等集成电路的一般特点外，还具有功耗小、非线性、失真小和温度稳定性好等优点。并且集成功率内部的各种过流、过压、过热保护齐全，其中很多新型功率放大器具有通过模块化的特点，被称之为“傻瓜”型的集成功放，使用更加方便安全。集成功率放大器是模拟集成电路的重要组成部分，广泛应用更重电子电气设备中。 集成功放块的种类很多。由三级电压放大，一级功率放大以及偏置、恒流、反馈、退耦电路组成。最主要的组件为集成功放块，它的内部电路与一般分立元件功率放大器不同，通常包括前置级、推动级和功率级等几部分。有些还具有一些特殊功能（消除噪声、短路保护等）的电路。其电压增益较高（不加负反馈时，电压增益达70～80db，加典型负反馈时电压增益在40db以上）。
模拟电子电路实验课程设计 ——音频功率放大器的设计与实现 一、设计任务 设计并制作一个音频功率放大电路（电路形式不限），负载为扬声器，阻抗8 。要求直流稳压电源供电，多级电压、功率放大，所设计的电路满足以下基本指标： （1）频带宽度50Hz～20kHz，输出波形基本不失真； （2）电路输出功率大于8W； （3）输入阻抗：≥10kΩ； （4）放大倍数：≥40dB； （5）具有音调控制功能：低音100Hz处有±12dB的调节范围，高音10kHz 处有±12dB的调节范围； （6）所设计的电路具有一定的抗干扰能力； （7）具有合适频响宽度、保真度要好、动态特性好。 发挥部分： （1）增加电路输出短路保护功能； （2）尽量提高放大器效率； （3）尽量降低放大器电源电压； （4）采用交流220V，50Hz电源供电。 二、设计要求 正确理解有关要求，完成系统设计，具体要求如下： （1）画出电路原理图； （2）确定元器件及元件参数； （3）进行电路模拟仿真； （4）SCH文件生成与打印输出； （5）PCB文件生成与打印输出； （6）PCB版图制作与焊接； （7）电路调试及参数测量。 根据以上设计要求编写设计报告，写出设计的全过程，附上有关资料和图纸。设计报告格式请参见附录一。 三、实验原理 音频功率放大器是一种应用广泛、实用性强的电子音响设备，它主要应用于
对弱音频信号的放大以及音频信号的传输增强和处理。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，如图1所示。 v 图1 音频功率放大器的组成框图 1．前置放大级 音频功率放大器的作用是将声音源输入的信号进行放大，然后输出驱动扬声器。声音源的种类有多种，如传声器（话筒）、电唱机、录音机（放音磁头）、CD 唱机及线路传输等，这些声音源的输出信号的电压差别很大，从零点几毫伏到几百毫伏。一般功率放大器的输入灵敏度是一定的，这些不同的声音源信号如果直接输入到功率放大器中的话，对于输入过低的信号，功率放大器输出功率不足，不能充分发挥功放的作用；假如输入信号的幅值过大，功率放大器的输出信号将严重过载失真，这样将失去了音频放大的意义。所以一个实用的音频功率放大系统必须设置前置放大器，以便使放大器适应不同的输入信号，或放大，或衰减，或进行阻抗变换，使其与功率放大器的输入灵敏度相匹配。另外在各种声音源中，除了信号的幅度差别外，它们的频率特性有的也不同，如电唱机输出信号和磁带放音的输出信号频率特性曲线呈上翘形，即低音被衰减，高音被提升。对于这样的输入信号，在进行功率放大器之前，需要进行频率补偿，使其频率特性曲线恢复到接近平坦的状态，即加入频率均衡网络放大器。 对于话筒和线路输入信号，一般只需将输入信号进行放大和衰减，不需要进行频率均衡。前置放大器的主要功能一是使话筒的输出阻抗与前置放大器的输入阻抗相匹配；二是使前置放大器的输出电压幅度与功率放大器的输入灵敏度相匹配。由于话筒输出信号非常微弱，一般只有100μV~几毫伏，所以前置放大器输入级的噪声对整个放大器的信噪比影响很大。前置放大器的输入级首先采用低噪声电路，对于由晶体管组成的分立元件组成的前置放大器，首先要选择低噪声的晶体管，另外还要设置合适的静态工作点。由于场效应管的噪声系数一般比晶体管小，而且它几乎与静态工作点无关，在要求高输入阻抗的前置放大器的情况下，采用低噪声场效应管组成放大器是合理的选择。如果采用集成运算放大器构成前置放大器，一定要选择低噪声、低漂移的集成运算放大器。对于前置放大器的另外一要求是要有足够宽的频带，以保证音频信号进行不失真的放大。 常用的前置放大器按结构划分有五种类型： （1）单管前置放大器 （2）双管阻容耦合前置放大器
功率放大器性能指标测试 1、测试要求： 1.1电源为额定工作电压±2%，频率50H Z±1HZ 1.2测试信号标准频率：模拟：1KHZ，数字997HZ，超低音：30HZ （常用：80HZ，40HZ，100HZ） 1.3整机必须工作在以下状态： 1.3.1主音量电位器置最大 1.3.2如果有中置、环绕、超低音、音量置0ｄB 1.3.3音调电位器置中点。 1.3.4如果有等串响度，置于OFF位置。 1.3.5如果有声场处理器，置于关断位置。 1.3.6如果有其它滤波器，置于关断位置。 1.3.7接上额定负载，测试时用假负载，不允许用喇叭作负载。 1.3.8当测试卡拉OK功能时，把混响、延时、效果关最小位置。2 3、使用设备：双通示波器：HITACHI V-252 单针毫伏表：KIKUSUI AVM23
信号发生器：LODESTAR AG-2603AD 失真仪：ZD ZQ4121A 负载电阻：8?、4?、6?或额定负载。 4、失真限制的输出功率。 4.1测试目的：主要了解该机的输出功率是否达到额定功率。 4.2测量方框图：如图1 4.3输入信号：输入信号为标准参考频率，信号电平为额定源电动 势电平。 4.4测量步骤： 4.4.1按规定将被测样置于1.3状态，各通道接上足够功率的额 定负载电阻。 4.4.2调节主音量电位器，直到输出电压的总谐波失真达到额定 值，测量输出电压V 4.4.3失真限制的输出功率按下公式计算：P＝V2/R（“V”为额定失真限制的输出电压；“R”为额定负载的阻值。） 5、信噪比： 5.1测量目的：主要考核整机在静态状态下，噪声输出电平是否 达到指标要求。 5.2测量方框图：如图1 5.3测量输入信号：信号频率为标准参考频率，信号电平为：额 定源电动势电平 5.4测量步骤：
一、TDA2030简介： TDA2030是许多音频功放产品所采用的Hi-Fi 功放集成块。它接法简单，价格实惠，使用方便，在现有的各种功率集成电路中，它的管脚属于最少的一类，总共才5个引脚，外型如同塑封大功率管，给使用带来不少方便。 TDA2030 在电源电压±14V ，负载电阻为4Ω时输出14瓦功率（失真度≤0．5％）；在电源电压 ±16V ，负载电阻为4Ω时输出18瓦功率（失真度≤0．5％）。电源电压为±6～±18V 。输出电流大，谐波失真和交越失真小（ ±14V/4欧姆，THD=0.5%）。具有优良的短路和过热保护电路。其接法分单电源和双电源两种，如图3－3－2所示。 TDA2030集成音频功率放大器组装与维修
二、集成音频功率放大器组装 （一）电路组成与工作原理 电路原理如图3-3-3，该电路由左右两个声道组成，其中W101为音量调节电位器，W102低音调节电位器，W103为高音调节电位器。输入的音频信号经音量和音调调节后由C106、C206送到TDA2030集成音频功率放大器进行功率放大。该电路工作于双电源（OCL ）状态，音频信号由TDA2030的1脚（同向输入端）输入，经功率放大后的信号从4脚输出，其中R108、C107、R109组成负反馈电路，它可以让电路工作稳定，R108和R109的比值决定了TDA2030的交流放大倍数，R110、C108和R210、C208组成高频移相消振电路，以抑制可能出现的高频自激振荡。图3-3-4为电源电路，为功放电路提供15-18V 的正负对称电源。 图3－3－2 TDA2030应用电路图
图3－3－3TDA2030集成音频功放电路原理图 (二)电路元器件选择（套件：https://www.doczj.com/doc/2d10264195.html,/item.htm?id=5641928561） TDA2030为功率元件，使用过程中将会产生大量热量，要求安装到足够大的散热片上。信号输入插座采用双孔莲花插座，功放输出插座和电源连接采用便于接线的接线端子。其余元件的选择可以参见表3-3-2。 表3-3-2 集成音频功放电路元件清单
1方案设计11 (4) 2方案比较 (7) 3单元模块设计 (8) 3.1直流稳压电源 (8) 3.2前置放大 (10) 3.3 滤波器设计 (11) 3.3.1主要元器件 (11) 3.3.2 低频滤波器电路 (13) 3.3.3 带频滤波器电路 (13) 3.3.3 带频滤波器电路 (14) 3.4功率放大器电路 (14) 3.4.1主要元器件介绍 (14) 3.4.2 电路工作原理介绍 (16) 4 软件设计 (16) 4.1P ROTEL 99SE软件 (17) 4.2W ORD 2003软件 (17) 5系统调试 (17) 系统总图 (17) 6 系统功能 (18) 7.总结与体会 (19) 文献 (20) 附录：电路原理图 (21) 相关设计图 (21) 相关设计软件 (21)
- 2 - 音频功率放大器 摘要：本音频功率放大器由四部分组成：电源，前置放大级，滤波器，功率放 大电路。电源电路输入交流电，输出18V 的直流电，为集成功率放大器供电；再经过变换输出+12V 与-12V 的直流电，为滤波器及前置放大级的运算放大器的供电。前置放大级将音频信号放大至功率放大器所能接受的范围。滤波器电路，分为高通滤波器、中通滤波器、低通滤波器，将输入的音频信号分为不同频率音频信号，并设有开关可以按个人喜好调节输出音频信号。功率放大电路，将输入的信号功率放大。 关键字：音频功率放大器、电源、滤波器、功放电路 Abstract: The audio power amplifier consists of four parts: power supply, level preamp, filter, power amplifier circuit. AC input power supply circuit, output DC 18V, power supply for the integrated power amplifier; another transform output +12 V and-12V DC, in order to filter and preamp-level op-amp power supply. Preamp-level audio signal amplification will be acceptable to the scope of power amplifier. Filter circuit, is divided into high-pass filter, in-pass filter, low pass filter, the input audio signal into different frequency audio signal and a switching regulator in accordance with personal preference, audio output. Power amplifier circuit, the input signal power amplifier. Key words: Audio power amplifier, power supply, filter, power amplifier circuit
集成功率放大器 世界上自1967年研制成功第一块音频功率放大器集成电路以来，在短短的几十年的时间内，其发展速度和应用是惊人的。目前约95%以上的音响设备上的音频功率放大器都采用了集成电路。据统计，音频功率放大器集成电路的产品品种已超过300种；从输出功率容量来看，已从不到1W 的小功率放大器，发展到10W 以上的中功率放大器，直到25W 的厚膜集成功率放大器。从电路的结构来看，已从单声道的单路输出集成功率放大器发展到双声道立体声的二重双路输出集成功率放大器。从电路的功能来看，已从一般的OTL 功率放大器集成电路发展到具有过压保护电路、过热保护电路、负载短路保护电路、电源浪涌过冲电压保护电路、静噪声抑制电路、电子滤波电路等功能更强的集成功率放大器。 3.3.1 LM386集成功率放大器 1．LM386的特点 LM386的内部电路和管脚排列如图3.3.1所示。它是8脚DIP 封装，消耗的静态电流约为4mA ，是应用电池供电的理想器件。该集成功率放大器同时还提供电压增益放大，其电压增益通过外部连接的变化可在20～200范围内调节。其供电电源电压范围为4～15V ，在8Ω负载下，最大输出功率为325mW ，内部没有过载保护电路。功率放大器的输入阻抗为50k Ω，频带宽度300kHz 。 + -V+ (a) LM386?ú2?μ??·í? 12345 6 7 8 ??ò? ·′?à ê?è? í??à ê?è? μ? ê?3?V+???·??ò?(b) LM3861ü???áDí? 图3.3.1 LM386内部电路及管脚排列图 2．LM386的典型应用 LM386使用非常方便。它的电压增益近似等于2倍的1脚和5脚电阻值除以T1和T3发射极间的电阻（图3.3.1中为R4+R5）。所以图3.3.2是由LM386组成的最小增益功率放
几种常用集成运算放大器的性能参数 1．通用型运算放大器 A741（单运放）、LM358（双运放）、LM324（四运放）及以场效应管为输入级的LF356都属于此种。它们是目前应用最为广泛的集成运算放大器。μ通用型运算放大器就是以通用为目的而设计的。这类器件的主要特点是价格低廉、产品量大面广，其性能指标能适合于一般性使用。例 2．高阻型运算放大器 ，IIB为几皮安到几十皮安。实现这些指标的主要措施是利用场效应管高输入阻抗的特点，用场效应管组成运算放大器的差分输入级。用FET作输入级，不仅输入阻抗高，输入偏置电流低，而且具有高速、宽带和低噪声等优点，但输入失调电压较大。常见的集成器件有LF356、LF355、LF347（四运放）及更高输入阻抗的CA3130、CA3140等。Ω这类集成运算放大器的特点是差模输入阻抗非常高，输入偏置电流非常小，一般rid＞（109~1012） 3．低温漂型运算放大器 在精密仪器、弱信号检测等自动控制仪表中，总是希望运算放大器的失调电压要小且不随温度的变化而变化。低温漂型运算放大器就是为此而设计的。目前常用的高精度、低温漂运算放大器有OP-07、OP-27、AD508及由MOSFET组成的斩波稳零型低漂移器件ICL7650等。4．高速型运算放大器 s，BWG＞20MHz。μA715等，其SR=50~70V/μ在快速A/D和D/A转换器、视频放大器中，要求集成运算放大器的转换速率SR一定要高，单位增益带宽BWG一定要足够大，像通用型集成运放是不能适合于高速应用的场合的。高速型运算放大器主要特点是具有高的转换速率和宽的频率响应。常见的运放有LM318、 5．低功耗型运算放大器 W，可采用单节电池供电。μA。目前有的产品功耗已达微瓦级，例如ICL7600的供电电源为1.5V，功耗为10μ由于电子电路集成化的最大优点是能使复杂电路小型轻便，所以随着便携式仪器应用范围的扩大，必须使用低电源电压供电、低功率消耗的运算放大器相适用。常用的运算放大器有TL-022C、TL-060C等，其工作电压为±2V~±18V，消耗电流为50~250 6．高压大功率型运算放大器 A791集成运放的输出电流可达1A。μ运算放大器的输出电压主要受供电电源的限制。在普通的运算放大器中，输出电压的最大值一般仅几十伏，输出电流仅几十毫安。若要提高输出电压或增大输出电流，集成运放外部必须要加辅助电路。高压大电流集成运算放大器外部不需附加任何电路，即可输出高电压和大电流。例如D41集成运放的电源电压可达±150V， 集成运放的分类 1. 通用型 这类集成运放具有价格低和应用范围广泛等特点。从客观上判断通用型集成运放，目前还没有明确的统一标准，习惯上认为，在不要求具有特殊的特性参数的情况下所采用的集成运放为通用型。由于集成运放特性参数的指标在不断提高，现在的和过去的通用型集成运放的特性参数的标准并不相同。相对而言，在特性
放大电路的性能指标 放大电路的性能指标 性能指标可以分为三种类型: 第一种是对应于一个赋值已定,频率已定 的信号输入时的性能,这是放大电路的基本性能. 第二种是对应于赋值不变 而频率改变的信号输入时的性能.第三种是对应于频率不变而赋值改变的信 号输入时的性能. 第一种类型的指标: 1. 放大倍数 放大倍数是衡量放大电路放大能力的指标. 它定义为输出变量的赋值与输入变量的赋值之比,有时也称之为增益. 虽然放大电路能实现功率的放大,然而在很多场合,人们常常只关心某一单项指标的放大倍数,比如电压或电流的放大倍数.由于输出和输入信号都有电压和电流量,所以存在以下四种比值: 电压放大倍数用Auu表示,定义为 Auu=Uo/Ui, 或简化为 Au=Uo/Ui 电流放大倍数用Aii表示,定义为 Aii=Io/Ii, 或简化为 Ai=Io/Ii 电压对电流的放大倍数用Aui表示,定义为 Aui=Uo/Ii 电流对电压的放大倍数用Aiu表示,定义为 Aiu=Io/Ui 式中的Uo,Ui,Io和Ii都是正弦信号的有效值.需要注意的是, 如果输出波形出现明显的失真,则比值就失去意义了,因此在输出端要有监视失真的措施(如用示波器观察波形). 其他指标也是如此. 2. 输入电阻 作为一个放大电路,一定要有信号源来提供输入信号.例如扩大机就是利用话筒将声音转化成电信号提供给放大电路的.还有其他经过温度,压力等传感器变换后产生的各种各样的电信号源. 放大电路与信号源相连,
就要从信号源取电流. 取电流的大小表明了放大电路对信号源的影响程度,所以我们定义一个指标,来衡量放大电路对信号源的影响,叫做输入电阻.当信号频率不是很高时,输电流Ii与输入电压Ui基本同相,因此通常用输入电阻来表示.它定义为 Ri=Ui/Ii 从图中可见, Ri就是向放大电路输入端看进去的等效电阻. Ri越大,表明它从信号源取的电流越小,放大电路输入端所得到的电压Ui越接近信号电压Us.因此作为量测仪表用的放大电路其Ri要大. 但是对于晶体管来说, Ri大则取电流小,将降低放大倍数.所以在需要放大倍数而Rs为固定值的情况下,晶体管放大电路的i又以小一些为好. 3. 输出电阻 放大电路将信号放大后,总要送到某装置去发挥作用. 这个装置我们通常称为负载. 比如扬声器就是扩大机的负载. 当我们在原来的扬声器两端再并联一个扬声器时, 它两端的电压将下降, 这种现象说明向放大电路的输出端看进去有一个等效内阻, 通称为输出电阻,记作Ro. 通常测定输出电阻的办法是在输入端加正弦波实验信号,测出负载开路时的输出电压Uo', 再测出接入负载RL时的输出电压Uo. 则有公式: Ro=(Uo'/Uo -1)*RL 输出电阻越大,表明接入负载后,输出电压的赋值下降越多.因此,Ro反映了放大电路带负载能力的大小. 第二种类型的指标: 4. 通频带 当只改变输入信号的频率时,发现放大电路的放大倍数是随之变化的,输出波形的相位也发生变化. 这就需要有一定的指标来反映放大电路对于不同频率的信号的适应能力. 一般情况下, 放大电路只适用于放大一个特定频率范围的信号, 当信号频率太高或太低时,放大倍数都有大幅度的下降. 当信号频率升高而使放大倍数下降为中频时放大倍数(记作Aum)的0.7倍时,这个频率称为上限截止频率,记作fH. 同样, 使放大倍数下降为Aum的0.7倍时的低频信号频率称为下限截止频率,记作fL. 我们将fH和fL之间形成的频带称为通频带 ,记作fbw,即 fbw=fH-fL 通频带越宽,表明放大电路对信号频率的适应能力越强. 对于收录机,扩大机来 说,通频带宽意味着可以将原乐曲中丰富的高,低音都能完美地播放出来.
OCL功率放大器的设计方案报告
课程设计报告 题目：由集成运放和晶体管组成的OCL 功率放大器的设计 学生姓名：郭二珍 学生学号： 1008220107 系别：电气学院 专业：自动化 届别： 2015年 指导教师：廖晓纬 电气信息工程学院制 2014年3月
OCL功率放大器的设计 学生：郭二珍 指导老师：廖晓纬 电气学院10级自动化 1、绪论 功率放大器(简称功放)的作用是给音频放大器的负载R L(扬声器)提供一定的输出功率。当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出信号的非线性失真尽可能地小，效率尽可能高。 OCL是英文Output Capacitor Less的缩写，意为无输出电容的功率放大器。采用了两组电源供电，使用了正负电源。在输入电压不太高的情况下，也能获得较大的输出频率。省去了输出端的耦合电容，使放大器的频率特性得到扩展。OCL功率放大器是一种直接耦合的功率放大器，它具有频响宽、保真度高、动态特性好及易于集成化等特点。性能优良的集成功率放大器给电子电路功放级的调试带来了极大的方便。集成功率放大电路还具有输出功率大、外围元件少、使用方便等优点，因此在收音机、电视机、扩音器、伺服放大电路中也得到了广泛的应用。 功率放大器可分为三种工作状态：(1)甲类工作状态Q点在交流负载的中点，输出的是一种没有削波失真的完整信号，但效率较低。(2)乙类工作状态Q点在交流负载线和IB=0输出特性曲线的交界处，放大器只有半波输出，存在严重的失真。 (3)甲乙类工作状态Q点在交流负载线上略高于乙类工作点处，克服了乙类互补电路产生交越失真，提高了效率。 因此，本设计可采用甲乙类互补电路。