乙类：导通角等于180°
甲乙类：导通角大于180°
丙类：导通角小于180°
AA类放大器：AA类放大器的特点是以电压控制放大器和电流驱动功率放大器构成电桥，使电压控制放大器工作在等效于无负载的状态（即输出电流为零），即使接以很重的负载，
数字（d）放大器与传统的模拟功放是两种不同的工作原理，它属于开关型的音频功放，d类使用的是pwm技术，是一种开关频率随着时钟脉冲周期而变化的放大器。在大功率应用场合，数字功放同时具有频率响应宽，大动态范围和良好的瞬态响应。他的优点是失真小、抗干扰能力强、散热器面积小、体积小重量轻、电源功耗小、转换效率高、具有甲乙类的音质。目前主要是成本较贵，虽着现在软硬件技术的发展成本降低，数字功放的应用会越来越多。
S类功率放大器电路图
S类放大器读者可能陌生，但对AA类前置放大器却较为熟悉。S灯放大器由设计师父AUBREYSANDMAN在英国《EW+WW》上发表，稍后松下的音响子公司TECHNICS对其进行了一些修改，取得了称为AA类功放电路的日本专利。外壳的绝缘，并且铁条一定不要压在管子的散热片上。如所配音箱阻抗为8欧，变压器功率应大于40W，如为4欧则大于60W。滤波电容不小于4700UF*2.R51、R52、C9、C10、在印制板上不留安装孔位，直接焊在压线柱上效果更好。元器件选择
什么是T类
T类是Tripath生产的具有D类功放效率、同时音质媲美AB类功放的新功放类型（详细工作原理请参考Tripath 官方网站，这边就不作翻译了）。所谓T，就是取Tripath首字母。目前最多被DIYer热捧的有TA2024和TA2022两种型号；在成品机中，Sonic Impact Technologies早在2003年就有T-AMP推出。
美国国家半导体公司（National Semiconductor；NS）的高用电效益D类放大器：LM4670、LM4671，
5.2 乙类双电源互补对称功率放大电路
互补对称：电路中采用两支晶体管，NPN、PNP各一支；两管特性一致。
类型：
OTL: Output TransformerLess
OCL: Output CapacitorLess
S类功率放大器电路图
S类放大器读者可能陌生，但对AA类前置放大器却较为熟悉。S灯放大器由设计师父AUBREYSANDMAN在英国《EW+WW》上发表，稍后松下的音响子公司TECHNICS对其进行了一些修改，取得了称为AA类功放电路的日本专利。外壳的绝缘，并且铁条一定不要压在管子的散热片上。如所配音箱阻抗为8欧，变压器功率应大于40W，如为4欧则大于60W。滤波电容不小于4700UF*2.R51、R52、C9、C10、在印制板上不留安装孔位，直接焊在压线柱上效果更好。元器件选择
S类放大器读者可能陌生，但对AA类前置放大器却较为熟悉。S灯放大器由设计师父AUBREY SANDMAN在英国《EW+WW》上发表，稍后松下的音响子公司TECHNICS对其进行了一些修改，取得了称为AA类功放电路的日本专利。
外壳的绝缘，并且铁条一定不要压在管子的散热片上。如所配音箱阻抗为8欧，变压器功率应大于40W，如为4欧则大于60W。滤波电容不小于4700UF*2.R51、R52、C9、C10、在印制板上不留安装孔位，直接焊在压线柱上效果更好。
元器件选择与安装：
简析S类和AA类
大家都对S类和AA类都不会太陌生，90年代初发烧盛行，杂志《实用电子文摘》现改为《实用影音技术》翻译了2篇关于S类的文章，和力荐AA类的《无线电与电视》都大量刊登AA类制作，不过只限于前级。尽管制作的文章很多，但是深入分析的，一点都没有，就在电桥那里做点渲染的文章。
近来又有不少朋友翻出相关制作并提出了一些问题，于是再次用大学运放电路分析思路做个完全到位的简析。发烧友的热情都很高，但是能冷静地用电路分析的很少，这股风气实在害死人，近20年还没人能正确的分析，都是流行抄袭和所谓的拿来主义。
1，负反馈，是减小内阻；正反馈，是增大内阻。如果正负反馈都加，就看哪个反馈量大。S类和AA类都外接一个电桥。如果去掉电桥中接正相输入端那边的下面那个电阻，是运放的一种典型应用--NIC Negtive Impedance Convertor负阻抗变换。估计很多人会很奇怪负阻是怎么产生的。在电路分析里，有规定电压和电流的方向。比如有2个电池，一个电池电压高，一个电池电压低，在平时单个电池应用中，电池都是往外流出电流，如果2个
不同电压的电池串联或并联，那么多电压低的电池在电路中就是电流向内流进。所以，把握好电流和电压的方向，就很容易理解负阻的概念。
2，电阻的并联，想必没人不知，但是估计大家不会想到-R和R的并联。既然前面有-R，自然有R和-R的并联。根据并联公式，分母为0，所以阻抗就是无穷大，即恒流源。到了这步，理解S类和AA类提到的电桥平衡对前面推动运放的无穷大负载----实质就是前面的运放不需要对后面电桥负载提供任何电流，都是有后面的运放提供电流，自然相当于无穷大的内阻。因为R=U/I，I都为0，自然R就无穷大。
3，电桥的平衡很重要，是无穷大阻抗的必要条件，当然理想运放的条件也是要的。如果电桥不平衡会怎么样？理论推导下，很简单。我们不妨用1个无穷大的阻抗和一个正阻抗或负阻抗的并联，这样就继续沿用刚才的无穷大阻抗概念，无穷大自然可以省略，就剩下那个净阻抗----如果是正的，就是前面推动级需要付出驱动电流；如果是负的，那就是后面的运放继续贡献更多的电流。至于阻抗绝对值多大，就是要看电桥的失衡程度了，也就是说，电桥电阻的误差精度。
4，S类和AA类的区别：S类无大环路负反馈，取样电压点是推动级运放A1的输出端，因此不管后面功率放大级A2部分；AA类是大环路负反馈，取样点接在负载端。个人认为AA类更适合音频应用。93年《电子报》的那个“虚怀若谷S类放大器”就是狗屁不通，末级居然是无偏置的纯乙类，声音自然糟糕透顶。至于有些人用功率运放TDA2030、LM1875和LM3886来做功率放大级A2，也是有一些IC应用的限制，比如输出中点电压。
5，总体来讲，负阻和电桥平衡是关键。电桥失衡是一定的，不过不要担心，其内阻都是很大的，可以理解为恒流放大器。但是通过组合放大，其失真是比2个运放串联放大小得多，电路优化好的话，还可以拓展小信号带宽。
常用D类功放IC
常用D类功放IC常用数字放大器用集成电路2007-07-27 10:28数字放大器(又称丁类放大器)是一种利用开关技术放大音频信号的音频功率放大器.这种放大器在二十世纪七十年代就已问世,但由于音质方面的原因,在当时并未形成气候.时隔二十多年后,随着电子技术和元器件制造工艺的进步,人们对环境保护意识的增强,数字放大器重新崛起.由于数字放大器的功率放大级工作于开关状态,放大器具有小型、轻量、能源利用效率高、输出功率大、发热量小等诸多优点,已成为音频功率放大器的主要发展趋势.为了迎合这一发展趋势世界上很多半导体生产厂家都开发出了专门用于数字放大器的不同用途的专用集成电路.其中包括只含丁类输出级的集成电路、模拟信号输入的PWM处理器(驱动集成电路)、数字信号输入的PWM处理器(驱动集成电路)以及将驱动电路和输出级全部集成于一块芯片的单片全集成电路,以满足构成各种不同用途的数字放大器时的需要.应用时应根据其用途选择不同的集成电路.
(1)制作耳机放大器
考虑到耳机所需的功率不大,所以电源电压不必用得过高,只需小于5V就可以了.为了减小放大器的体积,应选择全
部电路都集成于一块芯片的单片全集成电路.例如选用新日本无线公司生产的NJU8721、NJU8725,TI公司的TPA2000D4等.
(2)制作驱动小型扬声器的功率放大器
这种场合可选用输出功率在1W~10W的单片全集成电路.这类集成电路有雅玛哈公司的YDA131-E,Tripath公司的TA2021、TI公司的TPA2000D2,ST微电子公司的TDA7480等.在这些放大器集成电路中,有的集成电路即使用4节5号电池给放大器供电,也能让扬声器在24小时内输出足够的音量.
(3)制作数字信号输入型的数字放大器
在此场合可将数字输入的PWM处理器和丁类输出级集成电路组合起来.也可以采用数字输入PWM处理器与栅极驱动器组合再加上大功率MOS-FET的组合方案.但是对后一种方案来说,必需使用理想的稳压电源.
由于PWM信号的咏冲宽度的分辨力是有一定限度的,会随之发生量化噪声,所以必须使用三阶以上的高阶型噪声整形等降低音频带域声的技术.
(4)制作模拟信号输入型的数字放大器
此时应选用模拟输入PWM处理器,先将模拟信号变换成PWM的数字信号.然后再经丁类输出级或者栅极驱动器加上MOS-FET放大后输出.
由于通常都接有负反馈,对电源的要求不必太高.采用电源变压器的电容输入型整流电路的电源就足够了.
(5)输出功率大于100W
在此场合,丁类输出级集成电路已无法满足大功率输出的要求,得使用栅极驱动集成电路和MOS-FET的组合方式.此时选择MOS-FET非常关键.应尽量选用该栅极驱动集成电路数据表中所推荐使用的MOS-FET.最近,日本三洋电机开发出了专门用于功率级的混合集成电路STK210-030.
单片全集成电路
型号输出[W] 电源电压 THD+N@1kHz [%] 厂名
NJU8721 2×0.05@16 3.3 —新日本无线
NJU8725 2×0.08@8 5 —
YDA131-E 2×1@4 5 0.018 雅玛哈
TA2021 2×10@4 13.5 0.1
TA2041 4×70@4 20 0.04 Tripath
TA2022 2×90@4 31 0.1
TPA2000D2 2×2@4 5.5 0.5 TI
TPA2000D4 2×2@4 5.5 0.4
MP7720 1×20@4 25 0.07 Monolithic Power Systems(美国)
TDA7480 1×7@4±10.5 1
TDA7481 1×13@4±15 1 微电子
TDA7482 1×18@4±21 1
TDA8920 2×65@4±27 0.5 菲利浦
数字输入PWM处理器(驱动器集成电路)
型号取样频率[kHz] 输出声道数 THD+N@1kHz [%] 厂名
TAS5001 32~96 2 0.08
TAS5012 32~192 2 0.06 TI
TAS5036A 32~192 6 0.06
STA304A 32~96 5 —微电子
STA308 32~192 8 —
M65817AFP 32~192 2 — Renesas Technology DDX2000 32~48 2 — Apogee Technology 模拟输入PWM处理器(驱动器集成电路)
型号丁类输出段形式输出声道数 ???? 厂名
TC2000 全桥 2 45 Tripath
YDA135-VZ 全桥 2 20 雅玛哈
TDA8929T 半桥 2 50 菲利浦
栅极驱动器集成电路
型号丁类输出段形式输出声道数工作电压[V] 厂名
HIP2100 半桥 2 100 Intersil
TK2150 半桥 2 ±60 Tripath
IR2010(S) 半桥 1 200 IR
M61556FP 全桥 2 88 Renesas Technology TAS5182 全桥 2 ~ TI
丁类输出级成电路
型号丁类输出段形式输出声道数输出功率[W] 厂名
STA505 全桥 2 50 & 8 ST 微电子DDX-2100 全桥 2 50 & 8 Apogee Technology TP2050 全桥 2 50 & 8 Tripath
TAS5100 全桥 1 30 & 6
TAS5110 全桥 1 50 & 4 TI
TAS5101 半桥 2 15 & 4
STK210-030 半桥 2 100 & 8 三洋电机
TDA8926TH 半桥 2 40 & 4 菲利浦
TDA8927 半桥 2 65 & 4
TDA8920BTH 2 100w
TDA8920BTH 2 50W
TDA8932T 2 30W
TDF8591 2 160W 负载2欧专业做汽车音响TDA8950BJ 2 170W
TDA8950BTH 2 170W
TFA9810TH 2 10W
TFA9815TH 2 15W
D类功放IC 型号大全
GS4923 SOP8 2.5V-5.5V供电 2.5W单声道适用数码便携产品
GS4933 SOP16 2.5V-5.5V供电3W立体声适用数码便携产品
GS4943 SOP16 2.5V-5.5V供电3W双声道适用数码便携产品
INA103 16PDIP, 16SOIC 低噪声、低失真仪表放大器
INA163 14SOIC 低噪音低失真仪表放大器
INA166 14SOIC 低噪音低失真G=2000 仪表放大器
INA217 16SOIC, 8PDIP 用于替换SSM2017 的低噪声低失真仪表放大器
TPA731 8MSOP-PowerPAD, 8SOIC 具有工作态高电平关断状态的单声道、差动输入、AB 类音频放大器
TPA741 8MSOP-PowerPAD, 8SOIC 具有工作态高电平关断状态和Depop 功能的单声道、差动输入、AB 类音频放大器TPA751 24BGA, 8MSOP-PowerPAD, 8SOIC 单声道差动输入、AB 类音频放大器，具有低电平有效关断
TAS5102 32HTSSOP 20W 立体声PWM 输入功率级
TAS5103 32HTSSOP 15W 立体声PWM 输入功率级
TAS5111A 32HTSSOP 70W 单声道数字放大器功率级
TAS5112A 56HTSSOP 50W 立体声数字放大器功率级
TAS5121 36SSOP 100W 单声道数字放大器功率级
TAS5121I 36SSOP 100W 单声道数字放大器功率级
TAS5122 56HTSSOP 50W 立体声数字放大器功率级
TAS5132 44HTSSOP 20W 立体声数字放大器功率级
TAS5142 36SSOP, 44HTSSOP 100W 立体声数字放大器功率级
TAS5152 36SSOP 125W 立体声数字放大器功率级
TAS5162 36SSOP, 44HTSSOP 210W 立体声数字放大器功率级
TAS5176 44HTSSOP 6-Channel, 210-W, Digital-Amplifier Power Stage
TAS5182 56HTSSOP 100W 立体声数字放大器功率级控制器
TAS5186A 44HTSSOP 6 通道210W 数字放大器功率级
TAS5261 36SSOP 315-W Mono BTL Digital Power Stage
TAS5342 44HTSSOP 100W D 类立体声功率级
TAS5342L 44HTSSOP 100W D 类立体声功率级
TAS5352 44HTSSOP 125W D 类立体声功率级
TAS5601 56HTSSOP 具有反馈的20W 立体声数字放大器功率级
TAS5602 56HTSSOP 具有反馈的20W 立体声数字放大器功率级
OPA1632 8MSOP-PowerPAD, 8SOIC 全差动I/O 音频放大器
TAS5701 64HTQFP 20W 立体声数字音频功率放大器（硬件控制）
TAS5704 64HTQFP 具有EQ 和DRC、闭环的20W 立体声数字音频功率放大器
TAS5705 64HTQFP 具有EQ 和DRC（s/w 控制）的20W 立体声数字音频功率放大器
TAS5706 64HTQFP 具有EQ、DRC 和反馈（s/w 控制）的20W 立体声数字音频功率放大器
TAS5001 48TQFP 数字音频PWM 处理器
TAS5010 48TQFP 数字音频PWM 处理器
TAS5012 48TQFP 数字音频PWM 处理器
TAS5028 64TQFP 8 通道数字音频PWM 处理器
TAS5028A 64TQFP 8 通道数字音频PWM 处理器
TAS5086 38TSSOP 6 通道数字音频PWM 处理器
TAS5504 64TQFP 4 通道数字音频PWM 处理器
TAS5504A 64TQFP 4 通道数字音频PWM 处理器
TAS5508B 64TQFP 8 通道数字音频PWM 处理器
TAS5518 64TQFP 8 通道数字音频PWM 处理器
DRV134 16SOIC, 8PDIP 音频平衡线路驱动器
DRV135 8SOIC 音频平衡线路驱动器
DRV600 20QFN 具有固定输入增益的2 Vrm 无铅立体声音频线路驱动器
DRV601 20QFN 具有可变输入增益的2 Vrm 无铅立体声音频线路驱动器
INA134 8PDIP, 8SOIC 音频差动线路接收器，0dB (G=1)
INA137 8PDIP, 8SOIC 音频差动线路接收器、+-6dB（G=1/2 或2）
INA2134 14PDIP, 14SOIC 音频差动线路接收器，0dB (G=1)
INA2137 14PDIP, 14SOIC 音频差动线路接收器、+-6dB（G=1/2 或2）
TPA2050D4 25DSBGA 1.4 W/CH Stereo Class-D Audio Subsystem With DirectPath? Headphone Amplifier And 2:1 Input Mux TAS5414A 36SSOP, 64HTQFP 4 通道汽车数字放大器
TAS5424A 44SSOP, 64HTQFP 4 通道汽车数字放大器
TPA032D01 48HTSSOP D 类音频功率放大器
TPA032D02 48HTSSOP 立体声中级功耗D 类音频放大器
TPA032D03 48HTSSOP 具有立体声耳机驱动器的单声道中等功耗D 类音频放大器
TPA032D04 48HTSSOP 具有立体声耳机驱动器的立体声中等功耗D 类音频放大器
TPA2000D1 16TSSOP, 48BGA MICROSTAR JUNIOR 单声道免滤波D 类音频放大器
TPA2000D1-Q1 16TSSOP 汽车类单声道免滤波D 类音频放大器
TPA2000D2 24HTSSOP, 24TSSOP 立体声免滤波D 类音频放大器
TPA2000D4 32HTSSOP 具有立体声AB 类耳机驱动的立体声免滤波D 类音频放大器
TPA2001D1 16TSSOP 单声道免过滤D 类放大器
TPA2001D2 24HTSSOP 立体声免滤波D 类音频放大器
TPA2005D1 15BGA , 8MSOP-PowerPAD, 8SON 单声道全差动免过滤D 类放大器
TPA2005D1-Q1 8SON 汽车类1.4W 单声道无滤波D 类音频功率放大器
TPA2006D1 8SON 2.5W 单声道免滤波D 类音频功率放大器
TPA2008D2 24HTSSOP 具有音量控制功能的立体声高功耗5V 免滤波D 类音频放大器
TPA2010D1 9DSBGA 采用WCSP 封装的单声道全差动免滤波D 类音频放大器
TPA2012D2 16DSBGA, 20QFN 2.1W 立体声D 类音频功率放大器
TPA2013D1 16DSBGA, 20QFN 1.8W 升压D 类音频功率放大器
TPA2014D1 16DSBGA, 20QFN 具有集成升压转换器的1.5W 恒定输出功率D 类音频放大器
TPA2016D2 16DSBGA 具有动态范围压缩和AGC 的1.7W/通道立体声D 类音频放大器
TPA2031D1 9DSBGA 具有低速启动的2.5W 单声道D 类音频功率放大器
TPA2032D1 9DSBGA 采用WCSP 封装的、单声道、全差动、无滤波器的固定增益D 类音频放大器
TPA2033D1 9DSBGA 2.75W 单声道全差动3V/V 固定增益免过滤D 类音频放大器
TPA2034D1 9DSBGA 2.75W 单声道全差动4V/V 固定增益免过滤D 类音频放大器
TPA2035D1 9DSBGA 2.75W 固定增益单声道无滤波器D 类音频功率放大器
TPA3001D1 24HTSSOP 单声道高功率免滤波D 类音频放大器
TPA3002D2 48HTQFP 具有音量控制的立体声中等功耗免滤波的D 类音频放大器
TPA3003D2 48TQFP 立体声、低功耗、宽电源电压、免滤波的D 类音频放大器
TPA3004D2 48HTQFP 具有音量控制的立体声高功率免滤波的D 类音频放大器
TPA3005D2 48HTQFP 立体声中等功率免滤波D 类音频放大器
TPA3007D1 24TSSOP 单声道中等功率免滤波D 类音频放大器
TPA3008D2 48HTQFP 10W 立体声D 类音频功率放大器
TPA3100D2 48HTQFP, 48QFN 20W D 类立体声音频放大器
TPA3101D2 48HTQFP, 48QFN 10W 立体声D 类音频功率放大器
TPA3106D1 32HLQFP 40-W Mono Class-D Audio Power Amplifier
TPA3107D2 64HTQFP 15-W Stereo Class-D Audio Power Amplifier
TPA3120D2 24HTSSOP 20-W Stereo Class-D Audio Power Amplifer
TPA3121D2 24HTSSOP 15W 立体声D 类音频功率放大器
TPA3122D2 20PDIP 15W 立体声D 类音频功率放大器
TPA3123D2 24HTSSOP 25W 立体声D 类音频功率放大器
TPA3124D2 24HTSSOP 具有快速静音功能的15W 立体声D 类功率放大器
TPA3200D1 44HTSSOP 单声道高功率数字输入D 类音频放大器
TPA152 8SOIC Hi-Fi 立体声耳机音频放大器
TPA4411 16DSBGA, 20QFN 80mW 无电容立体声耳机驱动器
TPA6100A2 8MSOP, 8SOIC 超低电压立体声耳机音频放大器
TPA6101A2 15BGA , 8MSOP, 8SOIC 具有固定增益(2dB) 的超低电压立体声耳机音频放大器
TPA6102A2 8MSOP, 8SOIC 具有固定增益(14dB) 的超低电压、立体声耳机音频放大器
TPA6110A2 8MSOP-PowerPAD 立体声耳机音频放大器、引脚兼容LM4881
TPA6111A2 8MSOP-PowerPAD, 8SOIC 立体声耳机音频放大器，与LM4880 和LM4881 引脚兼容
TPA6112A2 10MSOP-PowerPAD 立体声、差动输入、立体声耳机音频放大器
TPA6120A2 20SO PowerPAD 高保真立体声耳机驱动器
TPA6130A2 16DSBGA, 20QFN 具有I2C 音量控制的138mW DirectPath? 立体声耳机放大器
TLV1012 4DSBGA 用于高增益双线麦克风的放大器
PGA2310 16PDIP, 16SOIC +/-15V 立体声音频音量控制
PGA2311 16PDIP, 16SOIC +/-5V 立体声音频音量控制
PGA2320 16SOIC +/-15V 立体声音频音量控制
PGA4311 28SOIC 4 通道+/-5V 音频音量控制
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的配合和支持）
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 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： 输出功率：10 ~ 20W（额定功率）； 频率响应：20Hz ~ 100kHz（≤3dB） 谐波失真：≤1％ (10W,30Hz~20kHz）； 输出阻抗：≤0.16Ω; 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 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。 3．了解有关集成电路特点和性能资料情况 4．根据实际机壳大小设计1：1印刷板布线图 5．制作印刷线路板 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 导书》有关放大器测试过程 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 注意：将输入电位器调到最大输入的情况。 1．测量输出电压放大倍数A u 测试条件：直流电源电压14v，输入信号1KHｚ 70 mv（振幅值100mv），输出负
载电阻分别为4Ω和8Ω。 2．测量允许的最大输入信号（1KHｚ）和最大不失真输出功率测试条件：①直流电源电压14v，负载电阻分别为4Ω和8Ω。 ②直流电源电压10v，负载电阻为8Ω。 3．测量上、下限截止频率f H 和f L 测试条件：直流电源电压14v，输入信号70mv（振幅值100mv），改变输入信号频率、负载电阻为8Ω。 五、参考资料 TDA2030简介：TDA 2030 是一块性能十分优良的功率放大集成电路，其主要特点是上升速率高、瞬态互调失真小，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TDA 2030 在内的几种。我们知道，瞬态互调失真是决定放大器品质的重要因素，该集成功放的一个重要优点。 TDA2030 集成电路的另一特点是输出功率大，而保护性能以较完善。根据掌握的资料，在各国生产的单片集成电路中，输出功率最大的不过20W，而TDA 2030的输出功率却能达18W，若使用两块电路组成BTL电路，输出功率可增至35W。另一方面，大功率集成块由于所用电源电压高、输出电流大，在使用中稍有不慎往往致使损坏。然而在TDA 2030集成电路中，设计了较为完善的保护电路，一旦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（当然这保护是有条件的，我们决不能因为有保护功能而不适当地进行使用）。 TDA2030 集成电路的第三个特点是外围电路简单，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端，外型如同塑封大功率管，这就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％）。该电路由于价廉质优，使用方便，并正在越来越广泛地应用于各种款式收录机和高保真立体声设备中。该电路可供低频课程设计选用。 双电源供电BTL音频功率放大器 工作原理:用两块TDA2030 组成如图1所示的BTL功放电路，TDA 2030（1）为同相放大器，输入信号V in通过交流耦合电容C1馈入同相输入端①脚，交流闭环增益为K VC①＝1＋R3 / R2≈R3 / R2≈30dB。R3 同时又使电路构成直流全闭环组态，确保电路直流工作点稳定。TAD 2030（2）为反相放大器，它的输入信号是由TDA 2030（1）输出端的U01经R5、R7分压器衰减后取得的，并经电容C6 后馈给反相输入端②脚，它的交流闭环增益K VC②＝R9 / R7//R5≈R9/R7≈30dB。由R9＝R5，所以TDA 2030（1）与TDA 2030（2）的两个输出信号U01 和U02 应该是幅度相等相位相反的，即： U01≈U in·R3 / R2
音频功率放大器设计 一、设计任务 设计一个实用的音频功率放大器。在输入正弦波幅度≤5mV，负载电阻等于8Ω的 条件下，音频功率放大器满足如下要求： 1、最大输出不失真功率P OM≥8W。 2、功率放大器的频带宽度BW≥50Hz~15KHz。 3、在最大输出功率下非线性失真系数≤3%。 4、输入阻抗R i≥100kΩ。 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。 二、设计方案分析 根据设计课题的要求，该音频功率放大器可由图所示框图实现。 下面主要介绍各部 分电路的特点及要求。 图1 音频功率放大器组成框图 1、前置放大器 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
参加全国大学生电子设计大赛的同学们加 油了！ 低频功率放大器设计与总结报告 作者：王汉光 一、任务 设计并制作一个低频功率放大器，要求末级功放管采用分立的大功率MOS 晶体管。 二、要求 1．基本要求 （1）当输入正弦信号电压有效值为5mV时，在8Ω电阻负载（一端接地）上，输出功率≥5W，输出波形无明显失真。 （2）通频带为20Hz～20kHz。 （3）输入电阻为600Ω。 （4）输出噪声电压有效值V0N≤5mV。 （5）尽可能提高功率放大器的整机效率。 （6）具有测量并显示低频功率放大器输出功率(正弦信号输入时)、直流电源的供给功率和整机效率的功能，测量精度优于5%。
2. 发挥部分 （1）低频功率放大器通频带扩展为10Hz～50kHz。 （2）在通频带内低频功率放大器失真度小于1%。 （3）在满足输出功率≥5W、通频带为20Hz～20kHz的前提下,尽可能降低输入信号幅度。 （4）设计一个带阻滤波器，阻带频率范围为40～60Hz。在50Hz频率点输出功率衰减≥6dB。 （5）其他。 摘要： 本系统采用了NE5534p作为前级的电压放大电路来给低通功率放大电路提供输入电压，通过低通功率放大电路将功率放大，由双踪示波器对整个系统的输入输出端进行监测，调节可变电阻，使输出波形无明显失真，从而使输出功率达到指定的输出功率要求。输入的频率范围为20Hz~20kHz。 一．概述： 本系统通过信号发生器输入电压为5mV，频率在20Hz~20kHz范围内的信号，对信号进行功率放大，低通功率放大器模块由+/-15V的直流电源提供，通过前级放大电路将输入电压放大，再由低通功率放大电路进行功率放大。在此期间，用示波器监测低通功率放大模块的输入输出端，观察波形是否失真，以及测量最大最小不失真频率。 二．系统工作原理及分析： 此系统由三部分组成，分别为电源模块、前级放大模块、低频功率放大模块。 如图所示：
一、实验目的 1）了解音频功率放大器的电路组成，多级放大器级联的特点与性能； 2）学会通过综合运用所学知识，设计符合要求的电路，分析并解决设计过程中遇到的问题，掌握设计的基本过程与分析方法； 3）学会使用Multisim、Pspice等软件对电路进行仿真测试，学会Altium Designer使用进行PCB制版，最后焊接做成实物，学会对实际功放的测试调试方法，达到理想的效果。 4）培养设计开发过程中分析处理问题的能力、团队合作的能力。 二、实验要求 1）设计要求 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8Ω。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。 2）实物要求 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。 三、实验内容与原理 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，
课程设计任务书 学生姓名：专业班级：电子1003班 指导教师：葛华工作单位：信息工程学院 题目: 功率放大器的设计 初始条件： 计算机、Proteus软件、Cadence软件 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、课程设计工作量：2周 2、技术要求： （1）学习Proteus软件和Cadence软件。 （2）设计一个功率放大器电路。 （3）利用Cadence软件对该电路设计原理图并进行PCB制版，用Proteus软件对该电路进行仿真。 3、查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。 时间安排： 2013.11.11做课设具体实施安排和课设报告格式要求说明。 2013.11.11-11.16学习Proteus软件和Cadence软件，查阅相关资料，复习所设计内容的基本理论知识。 2013.11.17-11.21对功率放大器进行设计仿真工作，完成课设报告的撰写。 2013.11.22 提交课程设计报告，进行答辩。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 摘要........................................................................ I Abstract ................................................................... II 1 功放的工作原理及分类 (1) 1.1功放的工作原理 (1) 1.2功放的分类 (1) 2 软件介绍 (2) 2.1 Proteus (2) 2.1.1 Proteus简介 (2) 2.1.2工作界面 (2) 2.1.3 对象的放置和编辑 (3) 2.1.4 连线 (4) 2.2Cadence软件 (4) 2.2.1 Cadence简介 (4) 2.2.2 Cadence软件的特点 (4) 2.2.3电路PCB的设计步骤 (4) 3 设计方案 (6) 3.1 运算放大电路的设计 (6) 3.2 功率放大电路的设计 (7) 3.3 音频功率放大电路 (9) 3.4方案总结及仿真 (10) 4 Candence软件操作 (11) 4.1 Cadence画电路原理图 (11) 4.2 布线及PCB图 (11) 4.2.1布线注意事项 (11) 4.2.2 PCB制作 (12) 5.心得体会 (14) 6.参考文献 (15)
1、A类功放（又称甲类功放） A类功放输出级中两个（或两组）晶体管永远处于导电状态，也就是说不管有无讯号输入它们都保持传导电流，并使这两个电流等于交流电的峰值，这时交流在最大讯号情况下流入负载。当无讯号时，两个晶体管各流通等量的电流，因此在输出中心点上没有不平衡的电流或电压，故无电流输入扬声器。当讯号趋向正极，线路上方的输出晶体管容许流入较多的电流，下方的输出晶体管则相对减少电流，由于电流开始不平衡，于是流入扬声器而且推动扬声器发声。 A类功放的工作方式具有最佳的线性，每个输出晶体管均放大讯号全波，完全不存在交越失真（Switching Distortion），即使不施用负反馈，它的开环路失真仍十分低，因此被称为是声音最理想的放大线路设计。但这种设计有利有弊，A 类功放放最大的缺点是效率低，因为无讯号时仍有满电流流入，电能全部转为高热量。当讯号电平增加时，有些功率可进入负载，但许多仍转变为热量。 A类功放是重播音乐的理想选择，它能提供非常平滑的音质，音色圆润温暖，高音透明开扬，这些优点足以补偿它的缺点。A类功率功放发热量惊人，为了有效处理散热问题，A类功放必须采用大型散热器。因为它的效率低，供电器一定要能提供充足的电流。一部25W的A类功放供电器的能力至少够100瓦AB类功放使用。所以A类机的体积和重量都比AB类大，这让制造成本增加，售价也较贵。一般而言，A类功放的售价约为同等功率AB类功放机的两倍或更多。 2、B类功放（乙类功放） B类功放放大的工作方式是当无讯号输入时，输出晶体管不导电，所以不消耗功率。当有讯号时，每对输出管各放大一半波形，彼此一开一关轮流工作完成一个全波放大，在两个输出晶体管轮换工作时便发生交越失真，因此形成非线性。纯B类功放较少，因为在讯号非常低时失真十分严重，所以交越失真令声音变得粗糙。B类功放的效率平均约为75%，产生的热量较A类机低，容许使用较小的散热器。乙类功放通常的工作方式分为OCL和BTL，BTL可以提供更大的功率，目前绝大部分的功率集成电路都可以用两块组成BTL电路。 3、AB类功放
OTL 功率放大器电路设计 一．实验任务： 设计一个OTL 功率放大器，要求输出功率W P O 5.0<,负载电阻Ω=8L R ,输入电压为mV V i 100=. 二．实验电路原理图： 三．参数计算与确定： 1.确定电源电压： 根据输出功率要求，取W P O 4.0=,则 om om O O O I V I V P 2 1*21*===L om R V 2 21
又因为V CC om V 21≈ 则L CC L om O R V R V P 2 28121≈= 得到V R P V L O CC 05996.54.0*8*88=== 考虑到32,R R 上的压降和32,T T 的饱和压降（32,T T 单管的饱和压降通常小于0.3V ），所以取标准电源电压V V CC 15=. 2.确定3,2,R R 32,R R 为射极电流的反馈电阻，主要用来稳定静态工作点，因它们与反馈串联，取值较大会使功耗增加，一般取L R R R )1.0~05.0(32== 所以本实验设计取 Ω==4.032R R 3.选择功率管32T T ， 考虑到功率管有静态电流32,C C I I ,实际损耗要大一些，一般取 mA I I C C 30~2032==,所以本实验取mA I I C C 2032== 所以32T T ，极限参数为： ()()V V V V CC CEO BR CEO BR 632=>= W I V P P P P A R V I I I CQ CC OM C CM CM L CC C CM CM 5.12.062 1 862.0212.0375.08 2622max 232max 232=??+?=+=>=∴=?== >= 所以取W P P CM CM 632== 根据以上参数，选择2T 为TIP41C,3T 为TIP42C,选择18032==ββ的晶体管。 4.确定R R C ,及e R 确定C R : 由于32,T T 管18032==ββ，所以流入32,T T 的基极电流
功率放大器种类 传统的数字语音回放系统包含两个主要过程： （1）数字语音数据到模拟语音信号的变换(利用高精度数模转换器DAC)实现； （2）利用模拟功率放大器进行模拟信号放大，如A类、B类和AB类放大器。从1980年代早期，许多研究者致力于开发不同类型的数字放大器，这种放大器直接从数字语音数据实现功率放大而不需要进行模拟转换，这样的放大器通常称作数字功率放大器或者D类放大器。 1、A类放大器 A类放大器的主要特点是：放大器的工作点Q设定在负载线的中点附近,晶体管在输入信号的整个周期内均导通。放大器可单管工作，也可以推挽工作。由于放大器工作在特性曲线的线性范围内，所以瞬态失真和交替失真较小。电路简单，调试方便。但效率较低，晶体管功耗大，功率的理论最大值仅有25％，且有较大的非线性失真。由于效率比较低现在设计基本上不在再使用。 2、B类放大器 B类放大器的主要特点是：放大器的静态点在(VCC，0)处，当没有信号输入时，输出端几乎不消耗功率。在Vi的正半周期内，Q1导通Q2截止，输出端正半周正弦波；同理，当Vi为负半波正弦波(如图虚线部分所示)，所以必须用两管推挽工作。其特点是效率较高(78%)，但是因放大器有一段工作在非线性区域内，故其缺点是"交越失真"较大。即当信号在-0.6V~ 0.6V之间时， Q1 Q2都无法导通而引起的。所以这类放大器也逐渐被设计师摒弃。 3、AB类放大器 AB类放大器的主要特点是：晶体管的导通时间稍大于半周期，必须用两管推挽工作。可以避免交越失真。交替失真较大，可以抵消偶次谐波失真。有效率较高，晶体管功耗较小的特点。 4、D类放大器 D类(数字音频功率)放大器是一种将输入模拟音频信号或PCM数字信息变换成PWM(脉冲宽度调制)或PDM(脉冲密度调制)的脉冲信号,然后用PWM或PDM的脉冲信号去控制大功率开关器件通/断音频功率放大器，也称为开关放大器。具有效率高的突出优点.数字音频功率放大器也看上去成是一个一比特的功率数模变换器.放大器由输入信号处理电路、开关信号形成电路、大功率开关电路(半桥式和全桥式)和低通滤波器(LC)等四部分组成.D类放大或数字式放大器。系利用极高频率的转换开关电路来放大音频信号的。 1. 具有很高的效率，通常能够达到85%以上。 2. 体积小，可以比模拟的放大电路节省很大的空间。 3. 无裂噪声接通 4. 低失真，频率响应曲线好。外围元器件少，便于设计调试。 A类、B类和AB类放大器是模拟放大器，D类放大器是数字放大器。B类和AB类推挽放大器比A 类放大器效率高、失真较小，功放晶体管功耗较小，散热好，但B类放大器在晶体管导通与截止状态的转换过程中会因其开关特性不佳或因电路参数选择不当而产生交替失真。而D类放大器具有效率高低失真，频率响应曲线好。外围元器件少优点。AB类放大器和D类放大器是目前音频功率放大器的基本电路形式。 5、T类放大器 T类功率放大器的功率输出电路和脉宽调制D类功率放大器相同，功率晶体管也是工作在开关状态，效率和D类功率放大器相当。但它和普通D类功率放大器不同的是：1、它不是使用脉冲调宽的方法，Tr ipath公司发明了一种称作数码功率放大器处理器“Digital Power Processing （DPP）”的数字功率技术，它是T类功率放大器的核心。它把通信技术中处理小信号的适应算法及预测算法用到这里。输入的音频信号和进入扬声器的电流经过DPP数字处理后，用于控制功率晶体管的导通关闭。从而使音质达到高保真线性放大。2、它的功率晶体管的切换频率不是固定的，无用分量的功率谱并不是集中在载频两侧狭窄的频带内，而是散布在很宽的频带上。使声音的细节在整个频带上都清晰可“闻”。3、此外，T类功率放大器
袁蒁膃蚇腿肀肃功率放大器原理功率放大器原理 图 芃蚆葿艿袂薇蒆要说功率放大器的原理，我们还是先来看看功率放大器的组成：射频功率放大器（RF PA）是各种无线发射机的重要组成部分。在发射机的前级电路中，调制振荡电路所产生的射频信号功率很小，需要经过一系列的放大一缓冲级、中间放大级、末级功率放大级，获得足够的射频功率以后，才能馈送到天线上辐射出去。为了获得足够大的射频输出功率，必须采用射频功率放大器。 射频功率放大器是发送设备的重要组成部分。射频功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率。除此之外，输出中的谐波分量还应该尽可能地小，以避免对其他频道产生干扰。 螆肇葿蚄蚆芈羁功率放大器原理 衿蚈膂袆袆膁螁高频功率放大器用于发射机的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种，窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路，故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器；宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路，因此又称为非调谐功率放大器。高频功率放大器是一种能量转换器件，它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出。在“低频电子线路” 课程中已知，放大器可以按照电流导通角的不同，将其分为甲、乙、丙三类工作状态。甲类放大器电流的流通角为360o，适用于小信号低功率放大。乙类放大器电流的流通角约等于180o；丙类放大器电流的流通角则小于180o。乙类和丙类都适用于大功率工作。丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高者。 高频功率放大器大多工作于丙类。但丙类放大器的电流波形失真太大，因而不能用于低频功率放大，只能用于采用调谐回路作为负载的谐振功率放大。由于调谐回路具有滤波能力，回路电流与电压仍然极近于正弦波形，失真很小。除了以上几种按电流流通角来分类的工作状态外，又有使电子器件工作于开关状态的丁类放大和戊类放大。丁类放大器的效率比丙类放大器的还高，理论上可达100％，但它的最高工作频率受到开关转换瞬间所产生的器件功耗(集电极耗散功率或阳极耗散功率）的限制。如果在电路上加以改进，使电子器件在通断转换瞬间的功耗尽量减小，则工作频率可以提高。这就是戊类放大器。 我们已经知道，在低频放大电路中为了获得足够大的低频输出功率，必须采用低频功率放大器，而且低频功率放大器也是一种将直流电源提供的能量转换为交流输出的能量转换器。高频功率放大器和低频功率放大器的共同特点都是输出功率大和效率高，但二者的工作频率和相对频带宽度却相差很大，决定了他们之间有着本质的区别。低频功率放大器的工作频率低，但相对频带宽度却很宽。例如，自20至20000 Hz，高低频率之比达1000倍。因此它们都是采用无调谐负载，如电阻、变压器等。高频功率放大器的工作频率高（由几百kHz一直到几百、几千甚至几万MHz），但相对频带很窄。例如，调幅广播电台（535－1605 kHz的频段范围）的频带宽度为10 kHz，如中心频率取为1000 kHz，则相对频宽只相当于中心频率的百分之一。中心频率越高，则相对频宽越小。因此，高频功率放大器一般都采用选频网络作为负载回路。由于这后一特点，使得这两种放大器所选用的工作状态不同：低频功率放大器可工作于甲类、甲乙类或乙类（限于推挽电路）状态；高频功率放大器则一般都工作于丙类（某些特殊情况可工作于乙类）。 近年来，宽频带发射机的各中间级还广泛采用一种新型的宽带高频功率放大器，它不采用选频网络作为负载回路，而是以频率
3.3 D类数字功放 D类功放也叫丁类功放，是指功放管处于开关工作状态的功率放大器。早先在音响领域里人们一直坚守着A类功放的阵地，认为A类功放声音最为清新透明，具有很高的保真度。但A类功放的低效率和高损耗却是它无法克服的先天顽疾。后来效率较高的B类功放得到广泛的应用，然而，虽然效率比A类功放提高很多，但实际效率仍只有50%左右，这在小型便携式音响设备如汽车功放、笔记本电脑音频系统和专业超大功率功放场合，仍感效率偏低不能令人满意。所以，如今效率极高的D类功放，因其符合绿色革命的潮流正受着各方面的重视，并得到广泛的应用。 3.3.1 D类功放的特点与电路组成 1．D类功放的特点 （1）效率高。在理想情况下，D类功放的效率为100%（实际效率可达90%左右）。B类功放的效率为78.5%（实际效率约50%），A类功放的效率才50%或25%（按负载方式而定）。这是因为D类功放的放大元件是处于开关工作状态的一种放大模式。无信号输入时放大器处于截止状态，不耗电。工作时，靠输入信号让晶体管进入饱和状态，晶体管相当于一个接通的开关，把电源与负载直接接通。理想晶体管因为没有饱和压降而不耗电，实际上晶体管总会有很小的饱和压降而消耗部分电能。 （2）功率大。在D类功放中，功率管的耗电只与管子的特性有关，而与信号输出的大小无关，所以特别有利于超大功率的场合，输出功率可达数百瓦。 （3）失真低。D类功放因工作在开关状态，因而功放管的线性已没有太大意义。在D 类功放中，没有B类功放的交越失真，也不存在功率管放大区的线性问题，更无需电路的负反馈来改善线性，也不需要电路工作点的调试。 （4）体积小、重量轻。D类功放的管耗很小，小功率时的功放管无需加装体积庞大的散热片，大功率时所用的散热片也要比一般功放小得多。而且一般的D类功放现在都有多种专用的IC芯片，使得整个D类功放电路的结构很紧凑，外接元器件很少，成本也不高。 2．D类功放的组成与原理 D类功放的电路组成可以分为三个部分：PWM调制器、脉冲控制的大电流开关放大器、低通滤波器。电路结构组成如图3.22所示。
放大器的作用： 1、能把输入讯号的电压或功率放大的装置，由电子管或晶体管、电源变压器和其他电器元件组成。用在通讯、广播、雷达、电视、自动控制等各种装置中。 原理:高频功率放大器用于发射机的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。 高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种，窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路，故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器；宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路，因此又称为非调谐功率放大器。高频功率放大器是一种能量转换器件，它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出在“低频电子线路”课程中已知，放大器可以按照电流导通角的不同， 将其分为甲、乙、丙三类工作状态。甲类放大器电流的流通角为360o，适用于小信号低功率放大。乙类放大器电流的流通角约等于180o；丙类放大器电流的流通角则小于180o。乙类和丙类都适用于大功率工作丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高者。高频功率放大器大多工作于丙类。但丙类放大器的电流波形失真太大，因而不能用于低频功率放大，只能用于采用调谐回路作为负载的谐振功率放大。由于调谐回路具有滤波能力，回路电流与电压仍然极近于正弦波形，失真很小。 2、画图的时候，放大或缩小图形的用具。也叫放大尺。 原理:利用光的折射 一、集成运算放大器的分类介绍 下面对不同特性的集成运算放大器进行介绍。 1.通用型集成运算放大器 通用型集成运算放大器是指它的技术参数比较适中，可满足大多数情况下的使用要求。通用型集成运算放大器又分为Ⅰ型、型和型，其中Ⅰ型属低增益运算放大器，Ⅱ型属中增益运算放大器，Ⅲ型为高增益运算放大器。Ⅰ型和Ⅱ型基本上是早期的产品，其输入失调电压在2mV左右，开环增益一般大于80dB。 2.高精度集成运算放大器 高精度集成运算放大器是指那些失调电压小，温度漂移非常小，以及增益、共模抑制比非常高的运算放大器。这类运算放大器的噪声也比较小。其中单片高
D类功率放大器设计报告 指导老师：王全洲 制作者：张满归 制作时间：2010-6-20
1 引言 一般认为，功率放大器根据其工作状态可分为5类。即A类、AB类、B 类、C类和D类。在音频功放领域中，C类功放是用于发射电路中，不能直接采用模拟信号输入，其余4种均可直接采用模拟音频信号输入，放大后将此信号用以推动扬声器发声。其中D类功放比较特殊，它只有两种状态，即通、断。因此，它不能直接放大模拟音频信号，而需要把模拟信号经“脉宽调制”变换后再放大。外行曾把此种具有“开关”方式的放大，称为“数字放大器”，事实上，这种放大器还不是真正意义的数字放大器，它仅仅使用PWM调制，即用采样器的脉宽来模拟信号幅度。这种放大器没有量化和PCM编码，信号是不可恢复的。传统D类的PWM调制，信号精度完全依赖于脉宽精度，大功率下的脉宽精度远远不能满足要求。因此必须研究真正意义的数字功放，即全（纯）数字功率放大器。 数字功放是新一代高保真的功放系统，它将数字信号进行功率转换后，通过滤波器直接转换为音频信号，没有任何模拟放大的功率转换过程。CD唱机（或DVD机）、DAT（数字录音机）、PCM（脉冲编码调制录音机）都可作为数字音源，用光纤和同轴电缆口直接输出到数字功放。此外，数字功放也具备模拟音频输入接口，可适应现有模拟音源。 国外对数字音频功率放大器领域进行了二三十年的研究。在20世纪60年代中期，日本研制出8bit的数字音频功率放大器；1983年，国外提出了D类（数字）PWM功率放大器的基本结构。但是这些功放仅能实现低位D/A功率转换，若要实现16bit、44.1KHz采样的功率放大器。随着数字信号处理(DSP)和音频数字压缩技术的结合、新型离散功率器件及其应用的发展，使开发实用化的16bit数字音频功率放大器成为可能。 国内外一些从事数字信号处理的技术人员，专门研究音频数字编码技术，在不损伤音频信号质量的情况下，尽量压缩数据库。经过多次实验，终于将末级功放开关频率由没有压缩数据时的约2.8GHz减至小于1MHz，从而降低了对开
1 AB类功放驱动电路设计目标 在实用电路中，往往要求放大电路的末级(即输出级)输出一定的功率，以驱动负载。能够向负载提供足够信号功率的放大电路称为功率放大电路，简称功放。经典功率放大器有4种类型：A类，AB类，B类和C 类，他们的主要差别在于偏置的情况不同。理想的4类经典放大器的最大效率的理论值与导通角的函数关系如图1所示。 A类功率放大器的线性度好，功率传递能力差，效率最大值为50％，导通角为360°；B类功率放大器通过减少一个周期中晶体管工作的时间来提高效率(最好可达78.5％)，保持了实现线性调制的可能性，工作周期为半周期；C类功率放大器提供了接近100％的效率，但同时归一化的功率传递能力和功率增益都趋于零，线性度差；AB类放大器的效率和线性度在A类和B类放大器之间，其最大的特点是导通角的范围为180°～360°，相应的设计目标就是实现他在一个周期的50％和100％之间的某段时间内导通的工作方式，对于单MOS管来说，就是使他的漏极有电流通过的时间多于半个周期。 2 功放驱动电路的具体设计和仿真 2.1 镜像电流偏置方式
在采用双电源供电的差分放大电路中，两管的静态工作点电流直接由恒流源电路提供。对恒流源偏置电路的要求，除了提供稳定的静态工作点电流外，还应具有高的输出交流电阻。镜像恒流源电路是目前应用最广的一种高稳定恒流源电路，他特别适合于用在集成电路中。图2就是采用镜像电流偏置方式实现的驱动电路结构图。 这个电路是由2个性能上严格匹配的NMOS管和1个电阻、1个电感组成，IM1和IM2分别为电路中两个NMOS管M1和M2的漏极电流。M1管与M2管的衬底与源短接，不存在体效应。由于两个NMOS管宽长比完全一样，因此， 改变VDD或R，IM1和IM2相应的也就随之改变。鉴于IM2犹如IM1的镜像，故将这种恒流源电路称为镜像恒流源电路。图中的C和L作用跟前面分压偏置方式中论述的一样。 当两管完全对称时，温度的变化就不会引起IM1和IM2的变化，因此镜像恒流源电路是一种高热稳定的偏置电路。这一偏置方法还消除了与固定电压栅偏置有关的热漂移问题。 对于AB类功放，给定VDD为3 V，Vin为直流偏置2 V，振幅1 V，频率1 GHz的正弦波，选定R为800 Ω，C为0.5 pF，L为0.065 nH，M1和M2均为宽0.6μm，长0.18 μm的NMOS。从图3晶体管M2的漏极电流HSpice仿真波形图中可以看出Vg≥0.297 V的时长为0.69 ns，大于0.5
电子技术课程设计论文 ---功率放大器电路设计 院系：电气工程学院 专业：测控技术与仪器 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 2014 年 6 月 24 日
目录 第一章绪论 (1) 第二章系统总体设计方案 (2) 2.1 功率放大电路 (2) 2.2放大器原理 (2) 2.3方案设计 (3) 2.3.1 前置放大极 (4) 2.3.3 三极管性能的简单测试 (4) 2.3.3 电路形式的选择 (4) 2.3.4 电路原理 (5) 第三章仿真及电路焊接及调试 (6) 3.1 Protues 简介 (6) 3.2 原理图绘制的方法和步骤 (6) 3.3 电路板的制作 (9) 3.4 电路焊接 (9) 3.5 元器件安装与调试 (10) 第四章元器件介绍 (11) 4.1 LM386 (11) 4.2 9013晶体管 (12) 4.3电容 (13) 4.4 扬声器 (13) 4.5驻极体 (14) 第五章总结 (15) 致谢 (16) 附录 (17)
第一章绪论 现在多用于高校功放课程设计的有两种电路，一种是集成功放 LM386组成的音频功率放大电路，一种是集成功放TDA2030A组成的音频功率放大电路。我们此次的课程设计所用的芯片是集成功放LM386。 本次音频功率放大系统的设计，我们采用了LM386音频功率放大器作为核心元件。它具有自身功耗低、更新内链增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点的功率放大器，主要应用于低电压消费类产品，广泛应用于录音机和收音机之中。应用LM386时，为使外围元件最少，电压增益内置为20。但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻和电容，便可将电压增益调为任意值，直至 200。输入端以地位参考，同时输出端被自动偏置到电源电压的一半，在6V电源电压下，它的静态功耗仅为24mW，使得LM386特别适用于电池供电的场合。
大功率功率放大器电路设计 大功率功率放大器电路设计 一. 设计理念及实现方式 (1)能推4Ω、2Ω等双低音的“大食”音箱以及专业类大粗音圈的各类专业箱。 (2)要省电、噪声小，发热量小。 (3)音质要好，能适合家居使用和专业使用。 第一点的实现就是要有大的推动功率。由于目前居室客厅面积有不断扩大的趋势，100W ×2以下功放已显得有些“力不从心”，所以本功放设计为4ΩQ时360W ×2，2Ω时720W ×2。 第二点的实现就是电路工作在静态时的乙类小电流，靠大水塘级电容和电阻进行滤波降噪，使功放级噪声极小。而电路的工作状态又决定了电路元件的发热量很小，与一般乙类电路相当。配备的大型散热系统是为了应付连续大功率、低阻抗输出时的安全、可靠。 第三点的实现是本功放板的主要目标。目前公认的是：甲类、MOS、电子管音质好，所以本功放要达到甲类、MOS、电子管的音质。 二.大功率输出的实现 要实现大功率，首先是电源容量要大。本功放配置的电源是在截面积为35mm ×60mm的环形铁心上绕制的环牛。一次侧为1.0mm线绕484圈，二次侧为1.5mm 双线并绕100圈。 整流为两只40A全桥做双桥整流，滤波为4只47000 uF电容 2只2.7kΩ 电阻并接在正负电源上，使电压稳定在±62V。如电压过高可减小电阻到2.2kΩ，过低可加大电阻到3kΩ，功率用3W以上的。 除电源外，要实现大功率输出，特别是驱动“大食”音箱，要求功放输出电流能力要强，本功放每声道选用6对2SD1037管做准互补输出，可驱动直流电阻低达0.5Ω的“大食”音箱。所以4Ω时360W×2、2Ω时720W×2是有保障的。 三. 甲类、MOS、电子管音质的实现 目前人们公认的甲类、MOS、电子管的音质最好，所以本功放电路设计动态时工作于甲类的最佳状态，偏流随信号大小而同步增减，所以音质是有技术保障的。而在此工作状态下，即使更换几只一般的MOS管，对音质的提高也不明显。下面给出其原理图，如图1所示。从图1上可见到本原理图相当简洁，比一般乙类或甲乙类准互补电路还节省元件。而通过在电路板上改变一只电阻的接法就可方便地在本电路与准互补乙类或甲乙类之间变换。
［教学目的］ 1、掌握互补功率放大电路的工作原理，熟悉实际功放OCL电路 2、掌握LM386集成功放的工作原理、引脚图及其使用 ［教学重点和难点］ 1、互补功率放大电路的最大输出功率、转换效率和最大输出电压的计算 2、LM386集成功放的应用 ［教学时数］4学时 ［教学内容］ 第一节功率放大电路概述 一、功率放大电路的特点 二、放大电路的组成 第二节互补功率放大电路 一、OCL电路的组成及工作原理 二、OCL电路的输出功率及效率 第三节集成功率放大电路 一、集成功率放大电路的分析 二、集成功率放大电路的主要性能指标 三、集成功率放大电路的应用 ［电子教案］4学时 本章讨论的问题： 功率放大是放大功率吗？电压放大电路和功率放大电路有什么区别？2.什么是晶体管的甲类、乙类和甲乙类工作状态？3.晶体管的最大耗散功率是否是电路的最大输出功率？晶体管的耗散功率最大时，电路的输出功率是最大吗？ 4.互补式功放电路的输出功率是否为单管功放电路的二倍？ 5.在已知电源电压相同且负载电阻也相同的情况下，如何估算出最大输出功率？ 6.在已知电源电压相同且负载电阻也相同的情况下，对于不同电路形式的功放，最大输出功率都相同吗？它们与电路中晶体管的工作状态有关吗？ 7.功放管和小功率放大电路中晶体管的选择有何不同？如何选择？ 9.1 功率放大电路概述（45分钟）
功放既不是单纯追求输出高电压，也不是单纯追求输出大电流，而是追求在电源（直流）电压确定的情况下，输出尽可能大的功率。 功放电路的要求： 1.Pomax 大，三极管极限工作； 2.h = Pomax / PV 要高； 3.失真要小 9.1.1功率放大电路的特点 一、主要技术指标1.最大输出功率Pom 功率放大电路提供给负载的信号功率称为输出功率。是交流功率，表达式为Po ＝IoUo 。 最大输出功率是在电路参数确定的情况下，负载上可能获得的最大交流功率 2.转换效率η 功率放大电路的最大输出功率与电源提供的直流功率之比。直流功率等于电源输出电流平均值及电压之积。 3.最大输出电压Uom 二、功率放大电路中的晶体管在功率放大电路中，为使输出功率尽可能大，要求晶体管工作在极限应用状态。晶体管集电极电流最大时接近ICM 晶体管管压降最大时接近U （BR ）CEO 晶体管耗散功率最大时接近PCM 如何选择功放管？ 要注意极限参数的选择，还要注意其散热条件，使用时必须安装合适的散热片和各种保护措施 三、功率放大电路的分析方法 采用图解法9.1.2 功率放大电路的组成一、为什么共射放大电路 不宜用作功率放大电路 1.无输入信号作用时：直流电源提供的直流功率为I CQ V CC ， 即图中矩形ABCO 的面积。 集电极电阻R C 的功率损耗为I 2CQ R C 即图中矩形QBCD 的面积。 晶体管集电极耗散功率为I CQ U CEQ 即图中矩形AQDO 的面积。 2.在输入信号为正弦波时，若集电极电流也为正弦波：直流电源提供的直流功率不变 R /L (=R C //R L )上获得的最大交流功率P /Om 为 图9.1.1小功率共射放大电路的输出功率和效率分析 )(2 1 )2 ( 20L CQ CQ L CQ m R I I R I P '='='
2.4G 射频双向功放的设计与实现 在两个或多个网络互连时，无线局域网的低功率与高频率限制了其覆盖范围，为了扩大覆盖范围，可以引入蜂窝或者微蜂窝的网络结构或者通过增大发射功率扩大覆盖半径等措施来实现。前者实现成本较高，而后者则相对较便宜，且容易实现。现有的产品基本上通信距离都比较小，而且实现双向收发的比较少。本文主要研究的是距离扩展射频前端的方案与硬件的实现，通过增大发射信号功率、放大接收信号提高灵敏度以及选择增益较大的天线来实现，同时实现了双向收发，最终成果可以直接应用于与IEEE802.11b/g兼容的无线通信系统中。 双向功率放大器的设计 双向功率放大器设计指标： 工作频率：2400MHz～2483MHz 最大输出功率：+30dBm（1W） 发射增益：≥27dB 接收增益：≥14dB 接收端噪声系数：< 3.5dB 频率响应：<±1dB 输入端最小输入功率门限：