目录
前言 (1)
一、设计要求： (3)
二、总体方案设计 (4)
（一）总体方案论证 (4)
（二）单元模块方案论证与比较 (4)
三、理论计算 (6)
（一）输出电压与功率计算 (6)
（二）系统放大倍数的计算 (7)
四、单元电路与程序的设计 (7)
（一）低噪声前置放大电路 (7)
（二）带阻滤波电路 (8)
（三）信号放大与功率放大电路 (8)
（四）峰值检波电路 (9)
（五）自制稳压电源电路 (10)
（六）单片机采样电路框图 (10)
（七）系统软件与程序设计 (10)
五、测试方案与测试结果 (11)
（一）输出功率的测量 (11)
（二）通频带的测量 (12)
（三）输入阻抗的测量 (12)
（四）输出噪声电压的测量 (13)
（五）测量、显示功能的测试 (13)
（六）失真度测量 (14)
总结 (15)
致谢 (16)
参考文献 (17)
前言
功率放大器在家电、数码产品中的应用越来越广泛，与我们日常生活有着密切关系。随着生活水平的提高，人们越来越注重视觉，音质的享受。在大多数情况下，增强系统性能，如更好的声音效果，是促使消费者购买产品的一个重要因素。低频功率放大器作为音响等电子设备的放大电路，它的主要作用是将前级的音频信号进行功率放大以推动负载工作，获得良好的声音效果。同时低频功率放大器又是音响等电声设备消耗电源能量的主要部分。因此设计出实用、简洁、低价格的低频功率放大器是一个发展方向。
功率放大器随着科技的进步是不断发展的，从最初的电子管功率放大器到现在的集成功率放大器，功率放大器经历了几个不同的发展阶段：电子管功放晶体管功放集成功放。功放按不同的分类方法可分为不同的类型，按所用的放大器件分类，可分为电子管式放大器、晶体管式功率放大器（包括场效应管功率放大器）和集成电路功率放大器（包括厚膜集成功率放大器），目前以晶体管和集成电路式功率放大器为主，电子管功率放大器也占有一席之地。电子管功放的生产工艺相当成熟，产品的稳定性很高，而离散性极小，特别是它的工作机理决定了它的音色十分温柔，富有人情味，因而成为重要的音响电路形式。电子管电路的设计、安装、调试都比较简单，其缺点是输出变压器、电源变压器的绕制工艺稍麻烦，耗电大、体积大、有一定的使用期限。因此在实际使用中有一定的局限性。现在大功率晶体管种类很多，优质功放电路也层出不穷，因此晶体管功率放大器是应用最广泛的形式。人们研制出许多优质新型电路使功放的谐波失真，很容易减少到0.05%以下。场效应管是一种很有潜力的功率放大器件，它具有噪声小、动态范围大、负温度特性等特点，音色和电子管相似，保护电路简单。场效应管生产技术还在不断发展，场效应管放大器将有更为强大的生命力。由于集成电路技术的迅速发展，集成电路功率放大器也大量涌现出来，其工艺和指标都达到了很高水平，它的突出特点是体积小、电路简单、性能优越、保护功能齐全等。
由于在很多情况下主机的额定输出功率不能胜任带动整个音响系统的任
务，这时就要在主机和播放设备之间加装功率放大器来补充所需的功率缺口，而功率放大器在整个音响系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用，在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。现今功率放大器不仅仅是消费产品(音响) 中不可缺少的设备,还广泛应用于控制系统和测量系统中。然而低频功率放大器已经是一个技术相当成熟的领域,几十年来,人们为之付出了不懈的努力,无论从线路技术还是元器件方面,乃至思想认识上都取得了长足的进步。目前市场上的集成功放产品价格已经很低并且种类也很多,典型的有LM1875、TDA1521、TDA1514。这些优质功放模块体积小、性能优越、保护功能齐全、外围电路简单、易制作易调试。最近，一种应用砷化钾MESFET制成的功率放大器MMIC，在移动电话和个人数据终端领域中应用越来越广泛，一片尺寸为2.5×3.48平方毫米的MMIC输出功率可达1.1W，工作频率达950MHZ。本文给出一种简单实用、制作成本低廉的实用低频功率放大器的设计方案,并给出实际测试结果。功率放大可由分立元件组成,也可由集成电路完成。由分立元件组成功率放大器，如果进行精心的设计，则在效率和失真方面更优于集成的，价格方面便宜一点，但如果电路选择和参数设置不恰当时,元件性能就不能很好的表现出来,制作调试比较困难。从电路的简单性和易调性，集成电路更好些。本次设计功放采用集成电路和分立元件共同完成。
本实用低频功率放大器设计有两部分组成前置放大级和功率放大级。前置放大级主要任务是完成小信号电压放大任务，同时要求低噪声、低温漂。功率放大级主要任务是在允许的失真限度内,尽可能高效率地向负载提供足够大的功率，要求是输出功率要大、效率要高。通过详尽的资料查询和严密的方案论证后，我们选择通过集成运放OPA842、LM324AD和IRF630、IRF9630的配套使用来使本电路系统设计简洁、实用并且达到高增益、高保真、高效率、低噪声、宽频带、快响应的指标。
一、设计要求：
（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%。
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。
二、总体方案设计
（一）总体方案论证
按照本系统的设计功能要求，本低频功率放大器系统的设计采用了由OPA842构成的低噪声放大电路，带阻滤波电路信号放大电路、功率放大电路、波形变换电路、单片机控制、AD转换、LCD显示、稳压电源等几个模块组成。电路的系统框图如图1所示。
电源
图1 系统框图
其中前置级主要完成小信号的电压放大任务；功率放大级则实现对信号的电压和电流放大任务；直流稳压电源部分则为整个功放电路提供能量．由于方波中含有丰富的高次谐波分量，波形变换电路提供方波，可通过对方波信号的测试来检验功放的转换速率、失真度、效率等指标，保护电路可以有效地保护负载不过载，对功率放大器也有一定的保护作用。
该系统是一个高增益、高保真、高效率、低噪声、宽频带、快响应的音响与脉冲传输、放大兼容的实用电路。下面对每个单元电路分别进行论证。
（二）单元模块方案论证与比较
1低噪声放大电路
设计要求：要求输出噪声电压有效值小于5mv
方案选择
方案一：由OP07构成的放大电路。OP07芯片是一种低噪声，非斩波零稳态的双极性运算放大器集成电路增益带宽积为0.5M。当输入5mv/20Hz——50KHz的信号时，其放大倍数最大只能达到25倍，不能达到题目的放大要求方案二：有OPA842构成的放大电路。OPA842芯片是由TI公司提供的一种低输入电压噪声，极低失真的双极性运算放大电路，增益带宽积为200M。当输入5mv/50KHz的信号时，其放大倍数可达4000倍，远超过题目要求的放大倍数。
综上所述，我们选择方案二。
2带阻滤波器方案论证与选择
方案1：利用一个放大器来实现带阻，本电路简单，易于调试，但是计算麻烦，造成参数不精确。
方案2：通过用前级一个低通滤波器后级连接一个高通滤波器来达到带阻的要求，通过两个滤波器来实现便于计算，可更好的提高通频带的范围，可以使电路更加精确。
综上所述，我们选择方案二
3功率放大电路
设计要求：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。
方案选择
方案一：采用乙类互补对称功率放大电路（OCL电路），驱动级采用集成芯片，整个功放级采用大环电压负反馈。这种方案的优点是：由于反馈深度容易控制，故放大倍数容易控制。且失真度可以做到很小，使音质很纯净。但OCL 电路要采用双电源供电，电源利用率不高。
方案二：采用具有负反馈功能的甲乙类推挽放大电路(OTL电路)，可采用单电源供电，提高了电源的利用率，而且有效克服了普通甲乙类推挽放大电路的交越失真问题。
综上所述，我们选择方案二。
4显示电路方案论证与选择
方案１：通过后级输出级连乘法器，来实现可输出功率，再通过数码管来
实现参数显示的功能，用乘法器可实现题目要求，但是乘法器的在采集电压时如果电压不稳定会造成误差很大。显示的结果不准确。
方案２：利用单片机计算功率，通过在输出级采集电源的电压和负载的电压利用单片机进行模数转换，在用程序计算，再通过数码管显示参数，但是，在放大电路采样时，有时信号不稳定，电压的波动过大，会造成单片机的样本不确定，不能精确的计算，而用数码管显示，会造成消耗功率大。
方案３：利用单片机计算功率，在电源的加一个放大可调的电路，来计算电源的功率，计算输出的功率在负载上采集电压，通过单片机计算，再用液晶显示，在直接在电源输出级采集电压，可提高采集的稳定性，使单片机在计算使更加的精确。利用液晶显示可降低功耗。
为了更好的提高整机效率，降低性价比。 综上所述，我们选择方案三。 5 自制稳压电源
本系统设计采用三端集成稳压电源电路，选用LM7812、LM7912三端集成稳压器。
三、理论计算
（一）输出电压与功率计算
因为设计要求在8Ω电阻负载上输出功率≥5W 即输出最小电压为
（1）40582=?=*=L R P U 所以 V
U 740==
所以其峰值电压 V U P 1072=?=
考虑留出一定的裕量,故设计输出功率输出级的电源电压为 ，输出功率输出级的输出电压峰值则接近12V,，最大输出功率则接近9W ，满足题目要求。
(2) P = U×U / 2R = 12×12 / (2×8) = 9W
（二） 系统放大倍数的计算
根据U 和输入信号幅度，求出系统的放大倍数与放大的级数为
1400575==≥
mv
V
mv U A 倍 考虑到电路的复杂程度，我们确定采用两级放大器，一级跟随器兼增益调节。前置放大器的增益Av1=200倍，功率放大器的增益Av2=20倍，跟随器兼增益调节的增益Av3=0～1倍。
整机增益为Av=Av1×Av2×Av3=126×25×(0～1)=0～3150倍。
四、单元电路与程序的设计
（一）低噪声前置放大电路
低噪声前置放大电路是由运放构成的反相放大器，运放选取甚低噪声宽带高精度运算放大器OPA842，其失调电压低于25uV ，从而有效降低外界噪声干扰。采用反相放大器，使电路所用元器件的个数降到最少，电路简单可靠，如图2所示。
图2前置放大电路
（二）带阻滤波电路
针对设计要求的阻带频率范围为40～60Hz，且在50Hz频率点输出功率衰减≥6dB，我们设计了Q值可调、衰减幅度可调的功能，经调试，电路的参数完全达到了，带阻滤波电路如图3所示。
图3 带阻滤波
（三）信号放大与功率放大电路
功率放大电路采用了具有负反馈功能的甲乙类推挽放大电路，末级功放管采用分立的大功率互补对称的场效应晶体管IRF630、IRF9630，一般电路的反馈采样点选在运放的输出端(图4中a点)，而本设计中选取在功率输出端(图4中b点)，利用反向比例放大器的强负反馈功能来纠正功率输出及的交越失真。末级功率放大电路工作在甲乙类状态，静态工作电流为25mA，图4信号放大与功率放大电路。
图4信号放大与功率放大电路
（四）峰值检波电路
峰值检波器为理想检波电路，该电路可以消除检波二极管的正向导通电压所引起的误差。如图5所示，测得的电压峰值送给M3处理。
图5 峰值检波电路
（五）自制稳压电源电路
直流稳压电源部分则为整个功放电路提供能量，根据以上设计的前置放大级电路和功率放大级电路的要求，需要稳压电源输出的两种直流电压即±12V。因三端稳压器具有结构简单、外围元器件少、性能优良、调试方便等显著优点，本设计中采用三端稳压电路，电源经2.2uF电解并并上1uF电容依次滤掉各种频率干扰后输出, 输出电压直流性能好, 实测其纹波电压很小，如图6所示。
图6 稳压电源
（六）单片机采样电路框图
（七）系统软件与程序设计
程序由主程序和中断程序组成，如图７所示。在主程序中，首先对LCD、定时中断T0等进行初始化，给任务变量赋初值，然后进行AD转换并送LCD显示，同时等待中断。进入中断后，任务全局变量外部有输入时ＡＤ进行采样及数据处理，然后数据更新显示，等待下一次中断执行各任务。
图7 程序设计流程图
五、测试方案与测试结果
（一）输出功率的测量
所用仪器：YB1602函数信号发生器，ADS1102Ｃ型双通道数字存储示波器。测量方法：用函数信号发生器提供电压有效值为5mV的正弦输入信号，调整其频率在20Hz～20kHz之间变化，用示波器测量8Ω电阻负载上的电压信号，可以看到输出波形无明显失真。记录几个随机频率点处负载两端的电压有效值
U
有效，利用公式
2
o
U
P
R
有效
即可求出输出功率。
测量结果：如表1所示。
表1 输出功率的测量结果
（二）通频带的测量
所用仪器: YB1602函数信号发生器，ADS1102Ｃ型双通道数字存储示波器。 测量方法：方法同上，需要分别测量20Hz 和20KHz 附近处的电压有效值，
如果这两点处的电压幅值大于0.707U U 有效
，而小于20Hz 和大于20KHz
的频率点的电压值小于
0.707U 有效
。
测量结果：如表2所示。
表2
通频带的测量结果
（三）输入阻抗的测量
所用仪器:万用表，YB1602函数信号发生器，ADS1102Ｃ型双通道数字存储示波器。
测量方法：不接负载，断开电源，在功率放大电路输入端之前串接一个600欧的电阻R ，在此外接电阻之前输入电压有效值为5mV 正弦信号，用示波器测
量外接电阻端的信号电压有效值
U R 有效
和原输入端的信号电压有效值
i U 有效
。
测量结果：测得
U =
S 有效5mV ，
i U =
有效 2.5mV ，根据i i
i
U U R R R =
+S 有效
有效 可求得
i R =
600Ω
（四）输出噪声电压的测量
所用仪器: 带宽为2MHZ 的毫伏表
测量方法：将输入端接地，用交流毫伏表测量负载上的电压有效值ON
U 。
测量结果：测得
ON U =
5mV 。
（五）测量、显示功能的测试
所用仪器: YB1731C 2A 双路跟踪稳压稳流电源，YB1602函数信号发生器，ADS1102Ｃ型双通道数字存储示波器，万用表。
测量方法：把万用表串联在直流信号源与功率放大电路之间，利用其电流
档测直流输入电流i I ，直流电压i U
可通过信号源直接读出；用示波器测量8
Ω电阻负载上的电压有效值
U 有效
，利用公式
i i
P U I =?得直流电源的供给功率；
利用公式2
o U P R
=
有效可得输出功率；利用公式 测量结果：
i U =
12V,
i I =
613mA ，
i
100%P o
P η=
?可得整机效率；测量结果可从LCD 上直接读取。
U =有效
6.36V,
i
100%P o
P η=
?=68%。
（六）失真度测量
所用仪器:YB1602函数信号发生器，ADS1102Ｃ型双通道数字存储示波器。
测量方法：测量8Ω电阻负载上的电压信号，用基波剔除法，即测量信号中的基波和各次谐波的电压，获得基波和各次谐波的电压，从而计算出失真度。
总结
该系统采用直流供电，低频交流信号输入、由低频功率放大模块、减法器功能电路模块、峰值检测电路模块、TLC1543AD采样转换模块，单片机控制模块、显示LCD12864模块组成、带阻滤波器来增强系统的抗干扰性能。系统具有低频功率放大功能，测量并显示直流电源功率、交流输出功率、效率功能、抗干扰能力强等特点。
致谢
本设计是在刘祖云老师的精心指导和鼓励下完成的。刘老师深厚扎实的学识，严谨的学风和真诚谦逊的品质，使我在这次设计过程中收益匪浅。刘老师在设计方面对我的指导和帮助令我终身难忘。在此，谨向刘老师表示衷心的感谢！
同时我要感谢所有支持和帮助过我的同学和老师！
此外，我还要感谢在我的论文中所有被援引过的文献的作者们，他们是我的知识之源！
最后，向评阅本论文及参加论文答辩的专家和老师及同学们致以最为崇高的谢意。
参考文献
[l]付家才．单片机控制工程实践技术[l川．北京：化学工业出版杜．2004．
[2]全国大学生电子设计竞赛组委会.全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编(1994—1999).：北京理工大学出版社，2003.
[3]高吉祥.全国大学生电子设计竞赛培训教程.北京：电子工业出版社，2007.
[4]胡宴如.模拟电子技术北京：高等教育出版社，2006.
[5] 胡翔骏电路分析(第二版) 北京：高等教育出版社 2007
[6] 华成英、童诗白模拟电子学基础（第四版）北京：高等教育出版社2006
[7] 高吉祥全国大学生电子设计竞赛培训系列教程之模拟电子线路设计北京：电子工业出版社 2007
[8] 黄智伟全国大学生电子设计竞赛系统设计北京：北京航空航天大学出版社 2006
[9] 谭博学、苗汇静集成电路原理及应用（第二版）北京：电子工业出版社 2008
[10] 夏路易、石宗义电路原理图与电路板设计教程PROTEL99SE 北京希望电子出版社 2002
[11] 谷丽华、辛晓宁、么旭东实用低频功率放大器的设计沈阳化工学院学报 2005年01期
[12] NE5532、NE5534、OPA842等器件的DATA SHEET
附录A（程序）
#include "lcd3.h"
#include "key.h"
#include"systemInit.h"
//#include"uartGetPut.h"
//#include
#include
#include
void delayms (int ms)
{int a;
for(a=0;a<=ms;a++)
{;
}
}
#define ADCSequEnable ADCSequenceEnable
#define ADCSequDisable ADCSequenceDisable
#define ADCSequConfig ADCSequenceConfigure
#define ADCSequStepConfig ADCSequenceStepConfigure
#define ADCSequDataGet ADCSequenceDataGet
tBoolean ADC_EndFlag = false; // 定义 ADC 转换结束的标志
// ADC 初始化
void adcInit(void)
{
SysCtlPeriEnable(SYSCTL_PERIPH_ADC); //使能 ADC 模块
SysCtlADCSpeedSet(SYSCTL_ADCSPEED_125KSPS); // 设置
ADC 采样速率
ADCSequDisable(ADC_BASE, 0); // 配置前先禁止采
样序列
// 采样序列配置：ADC 基址，采样序列编号，触发事件，
采样优先级
ADCSequConfig(ADC_BASE, 0, ADC_TRIGGER_PROCESSOR, 0);
// 采样步进设置：ADC 基址，采样序列编号，步值，通道
设置
ADCSequStepConfig(ADC_BASE, 0, 0, ADC_CTL_CH0); // 第 0 步：采样 ADC0
ADCSequStepConfig(ADC_BASE, 0, 1, ADC_CTL_CH1); // 第 1 步：采样 ADC1
ADCSequStepConfig(ADC_BASE, 0, 2, ADC_CTL_CH2 |
ADC_CTL_END |
ADC_CTL_IE);
ADCIntEnable(ADC_BASE, 0); // 使能 ADC 中断
IntEnable(INT_ADC0); // 使能 ADC 采样序列中断
IntMasterEnable( ); // 使能处理器中断
ADCSequEnable(ADC_BASE, 0); // 使能采样序列
}
// ADC 采样
void adcSample(unsigned long ulVal[ ])
{
ADCProcessorTrigger(ADC_BASE, 0); // 处理器触发采样序列
while (!ADC_EndFlag); // 等待采样结束
ADC_EndFlag = false; // 清除 ADC 采样结束标志
ADCSequDataGet(ADC_BASE, 0, ulVal); // 自动读取全部 ADC 结果 }
void mcu_initial0()
{
SysCtlPeriEnable(LCD_PERIPH); //注意使用I/O口前一定要
使能
SysCtlPeripheralEnable( KEY_PERIPH ); //使能key_GPIO口外
设
GPIOPadConfigSet(LCD_DATA, DATA_PIN ,
GPIO_STRENGTH_8MA,GPIO_PIN_TYPE_STD_WPU); //配置
数据端口为8mA，若上拉输出
GPIOPinTypeOut(LCD_DATA ,
GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3|
GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7 );
模拟电子技术课程设计报告设计课题：OTL音频功率放大器 专业班级：电子信息工程专业0701班学生姓名： 指导教师： 设计时间：2009-6-25
目录 引言 (3) 一．设计任务与要求 (3) 1.1 设计任务 (3) 1.2 设计要求 (3) 二. OTL音频功放满足的具体性能指标 (3) 三．方案设计与论证 (3) 四．原理图元器件清单及原理简述 (4) 4.1 总原理图 (4) 4.2 元器件清单 (4) 4.3 电路原理简述 (4) 五．安装与调试 (5) 5.1 元件的安装 (5) 5.2 元件的调试 (5) 六．性能测试与分析 (6) 6.1 波形测试 (6) 6.2 主要参数的测试与计算 (6) 七. 个人心得体会 (7) 八．参考文献 (7)
题目OTL音频功率放大器 设计者蔡白洁张振山 指导教师李艳萍 引言 OTL(Output transformerless )电路是一种没有输出变压器的功率放大电路。过去大功率的功率放大器多采用变压器耦合方式，以解决阻抗变换问题，使电路得到最佳负载值。但是，这种电路有体积大、笨重、频率特性不好等缺点，目前已较少使用。OTL电路不再用输出变压器，而采用输出电容与负载连接的互补对称功率放大电路，使电路轻便、适于电路的集成化，只要输出电容的容量足够大，电路的频率特性也能保证，是目前常见的一种功率放大电路。 它的特点是：采用互补对称电路(NPN、PNP参数一致，互补对称，均为射随组态，串联，中间两管子的射极作为输出)，有输出电容，单电源供电，电路轻便可靠。两组串联的输出中点”可理解为采用互补对称电路(NPN、PNP参数一致，互补对称，均为射随组态，串联，中间两管子的射极作为输出)。 1 设计任务与要求 1.1设计任务： 1．学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。 2．培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。 3．掌握OTL音频功率放大器的设计方法，基本工作原理和性能指标测试方法。 4. 通过一个OTL功率放大器的设计、安装和调试，进一步加深对互补对称功率放大电路的理解，增强实际动手能力。 1.2 设计要求： 1.设计时要综合考虑实用，经济并满足性能指标的要求，合理选用元器件。 2.广泛查阅相关的资料，不懂的地方积极向老师同学请教，讨论。认真独立的完成课题的设计。 3.按时完成课程设计并提交设计报告。 2 OTL音频功放满足的具体性能指标 1．设音频信号为vi=10mV, 频率f＝1KHz。 2．额定输出功率Po≥2W。 3．负载阻抗RL=8Ω。 4．失真度γ≤3%。 3 方案设计与论证 要求设计一个由二极管，三极管，电容，电阻等元件组合而成的OTL音频功率放大器。其中，二极管T1构成前置放大级，对输入信号进行倒相放大，二极管T2，T3的参数一致，互补对称，且均为共集电极接法，保证了输出电阻低，负载能力强的优点，作用是对输入的信号进行功率放大。 在明确了电路接线的基础上，在电路板上进行仿真模拟，并按照课本上相关的知识对该功放的主要参数计算。电路在12V的直流电压下工作，在负载为8Ω
实验报告 姓名： 学号： 日期： 成绩 ： 课程名称 模拟电子实验 实验室名称 模电实验室 实验 名称 低频功率放大器 同组 同学 指导 老师 一、实验目的 1、进一步理解OTL 功率放大器的工作原理 2、学会OTL 电路的调试及主要性能指标的测试方法 二、实验原理 图7－1所示为OTL 低频功率放大器。其中由晶体三极管T 1组成推动级（也称前置放大级），T 2、T 3是一对参数对称的NPN 和PNP 型晶体三极管，它们组成互补推挽OTL 功放电路。由于每一个管子都接成射极输出器形式，因此具 图7－1 OTL 功率放大器实验电路 有输出电阻低，负载能力强等优点，适合于作功率输出级。T 1管工作于甲类状态，它的集电极电流I C1由电位器R W1进行调节。I C1 的一部分流经电位器R W2及二极管
D ， 给T 2、T 3提供偏压。调节R W2，可以使T 2、T 3得到合适的静态电流而工作于甲、 乙类状态，以克服交越失真。静态时要求输出端中点A 的电位CC A U 21 U =，可以 通过调节R W1来实现，又由于R W1的一端接在A 点，因此在电路中引入交、直流电压并联负反馈，一方面能够稳定放大器的静态工作点，同时也改善了非线性失真。 当输入正弦交流信号u i 时，经T 1放大、倒相后同时作用于T 2、T 3的基极，u i 的负半周使T 2管导通（T 3管截止），有电流通过负载R L ，同时向电容C 0充电，在u i 的正半周，T 3导通（T 2截止），则已充好电的电容器C 0起着电源的作用，通过负载R L 放电，这样在R L 上就得到完整的正弦波。 C 2和R 构成自举电路，用于提高输出电压正半周的幅度，以得到大的动态范围。 OTL 电路的主要性能指标 1、最大不失真输出功率P 0m 理想情况下，L 2CC om R U 81P =，在实验中可通过测量R L 两端的电压有效值，来 求得实际的L 2 O om R U P =。 2、 效率η 100%P P ηE om = P E —直流电源供给的平均功率 理想情况下，ηmax ＝ 78.5％ 。在实验中，可测量电源供给的平均电流I dC ， 从而求得P E ＝U CC ·I dC ，负载上的交流功率已用上述方法求出，因而也就可以计算实际效率了。 3、 频率响应 详见实验二有关部分内容 4、 输入灵敏度 输入灵敏度是指输出最大不失真功率时，输入信号U i 之值。 三、实验设备与器件 1、 ＋5V 直流电源 5、 直流电压表 2、 函数信号发生器 6、 直流毫安表
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：
题目：音频功率放大器电路 音频功率放大器设计任务 1、基本要求 （1）频带范围 200Hz —— 10KHz，失真度 < 5%。 （2）电压增益 >= 20dB。 （3）输出功率 >= 1 W (8欧姆负载)。 （4）功率放大电路部分使用分立元件设计。 发挥部分 （1）增加音调控制电路。 （2）增加话筒输入接口，灵敏度 5mV，输入阻抗 >> 20 欧姆。 （3）输出功率 >= 10W (8欧姆负载)。 （4）其他。 目录 1 引言····························································· 2 总体设计方案·····················································2.1 设计思路······················································· 2.2 总体设计框图··················································· 3 设计原理分析·····················································3.1设计总原理图 3.2设计的PCB电路图 ··· 1 引言 在现代音响普及中，人们因生活层次、文化习俗、音乐修养、欣赏口味的不同，令对相同电气指标的音响设备得出不同的评价。所以，就高保真度功放而言，应该达到电气指标与实际听音指标的平衡与统一。
音频功率放大器是一个技术已经相当成熟的领域，几十年来，人们为之付出了不懈的努力，无论从线路技术还是元器件方面，乃至于思想认识上都取得了长足的进步。本次设计旨在熟悉设计流程，达到基本指标。 2 总体方案 根据实验要求，本次设计主要是也能够是用集成功放TDA2030为主的电路 一、电路工作原理 图1所示电路为音频功率放大器原理图，其中TDA2030是高保真集成功率放大器芯片，输出功率大于10W，频率响应为10~1400Hz，输出电流峰值最大可达3.5A。其内部电路包含输入级、中间级和输出级，且有短路保护和过热保护，可确保电路工作安全可靠。TDA2030使用方便、外围所需元器少，一般不需要调试即可成功。 RP是音量调节电位器，C1是输入耦合电容，R1是TDA2030同相输入端偏置电阻。 R2、R3决定了该电路交流负反馈的强弱及闭环增益。该电路闭环增益为 （R2+R3）/R2=（0.68+22）/0.68=33.3倍，C2起隔直流作用，以使电路直流为100%负反馈。静态工作点稳定性好。 C4、C5为电源高频旁路电容，防止电路产生自激振荡。R4、R5称为茹贝网路，用以在电路接有感性负载扬声器时，保证高频稳定性。VD1、VD2是保护二极管，防止输出电压峰值损坏集成块TDA2030。 2．电流反馈 电流反馈是指在一个反馈电路中，若反馈量与输出电流成正比则为电流反馈;若反馈量与输出电压成正比则为电压反馈。通常可以采用负载短路法来判断。 从概念上说，若反馈量与输出电压（有时不一定是输出电压，而是取样处的电压）成正比则为电压反馈；若反馈量与输出电流（有时不一定是输出电流，而是取样处的电流）成正比则为电流反馈。在判断电压反馈和电流反馈时，除了上述方法外，也可以采用负载短路法。负载短路法实际上是一种反向推理法，假设将放大电路的负载电阻RL短路（此时，），若
电子技术课程设计报告 设计课题：音频功率放大器的设计与制作 拔河游戏机的设计与制作
模电部分 音频功率放大器的设计与制作 一、设计任务与要求 1）话筒放大器和前置放大器由于话筒的输出信号一般只有5mV左右，而输出阻抗达到20kΩ（也有低输出阻抗的话筒如20Ω，200Ω等），所以话筒放大器的作用是不失真的放大声音信号（最高频率达到20kHz）。其输入阻抗应远大于输出阻抗。前置放大器要求失真小、通频带宽。 2）电子混响器电子混响器的作用是用电路模拟声音的多次反射，产生混响效果，使声音听起来具有一定的深度感和空间立体感。该部分电路有专用电路可以选用，不作设计要求。 3）音调控制器音调控制器的作用是控制、调节音响放大器输出频率的高低，音调控制器只对低音频或高音频的增益进行提升或衰减，中音频增益保持不变。这部分参考电路较多，要求通过仿真进行选取，并进行必要的计算。 4）功率放大器功率放大器的作用是给音响放大器的负载RL（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的大，输出信号的非线性失真尽可能小，效率尽可能高。功率放大器的常见电路形式有单电源供电的OTL电路和正负双电源供电的OCL 电路。有专用集成电路功率放大器芯片。可采用由集成运算放大器和晶体管组成的功率放大器，要求进行必要的计算和计算机仿真。 设计参数 ①放大器的失真度<1%。 ②放大器的功率>1W。 ③放大器的频响为50Hz—20kHz。 ④音调控制特性为自选。 （3）设计要求 1）调研，查找并收集资料。 2）总体设计，画出框图。
3）单元电路设计。 4）电气原理设计---绘制原理图。 5）参数计算——列元器件明细表。 6）用EWB对设计电路进行仿真实验，并给出仿真结果及关键点的波形。 7）撰写设计说明书。 8）参考资料目录。 二、方案设计与论证 2.1 音响模块流图 图2－1电路整体框图 话音放大器：话音放大器的作用是不失真地放大音频信号。 电子混响器：电子混响器是用电路模拟声音的多次反射，产生混响效果，使声音听起来具有一定的深度感和空间立体感。 混合前置放大器：混合前置放大器的作用是将音乐信号和电子混响后的声音信号混合放大。 音调控制器：音调控制器主要是控制、调节音响放大器的幅频特性。 功率放大器：功率放大器的作用是给音响放大器的负载RL提供一定的输出功率 电路方案的比较与论证 2.2话音放大电路的比较与论证 方案一：采用uA741运算放大器设计电路，uA741通用高增益运算通用放大器，早些年最常用的运放之一。应用非常广泛，双列直插8脚或圆筒8脚封装。工
本电路设计采用前置放大电路和音频功率放大电路相结合的放大模式，前者采用TL072对电压进行放大，后者采用性能优良的TDA2616对电压和电流放大，给音响放大器的负载（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，输出的信号的非线形失真尽可能的小，效率尽可能的高。在前置放大和功放之间加上一个滑动变阻，就保证了音量可调，在滑动变阻器之前再加上一足够大电阻，这样保证了信号不失真。除此之外，加上相应的旁路电容又使得电路具有杂音小，有电源退偶，无自激等优点。根据实例电路图和已经给定的原件参数，使用multisim11软件模拟电路，并对其进行静态分析，动态分析，显示波形图，计算数据等操作。 关键词： TL072 TDA2616 性能优良音量可调杂音小 目录 1 设计任务和要求 (2) 1.1设计任务 (2) 1.2设计要求 (2) 2 系统设计 (3) 2.1系统要求 (3) 2.2方案设计 (3) 2.3系统工作原理 (4) 3 单元电路设计 (6) 3.1前置放大电路 (6) 3.1.1电路结构及工作原理 (6) 3.1.2元器件的选择及参数确定 (9) 3.1.3 前级放大电路仿真 (10) 3.2后级放大部分 (10) 3.2.1电路结构及工作原理 (12) 3.2.2电路仿真 (13) 3.2.3元器件的选择及参数确定 (15) 3.3音源选择电路 (15) 3.3.1电路结构及工作原理 (15) 3.3.2电路仿真 (16) 3.3.3元器件的选择及参数确定 (16) 3.4电源 (17) 4系统仿真 (20) 5 电路安装、调试与测试 (21) 5.1电路安装 (21) 5.2电路调试 (23) 5.3系统功能及性能测试 (23)
常用低频功率放大器
第4章低频功率放大器 【课题】 4.2常用低频功率放大器 【教学目的】 1．会识读OTL、OCL功放电路的电路图。 2．理解OCL和OTL功放电路的工作原理。 3．理解产生交越失真原因、掌握消除交越失真的方法。 4．会计算OCL、OTL功放电路的最大输出功率。 5．了解功放器件的选用及安全使用常识。 【教学重点】 1．OCL和OTL功放电路组成、主要元件的作用及工作原理。 2．消除交越失真的方法。 3．计算OCL、OTL功放电路的最大输出功率。 4．功放器件的选用及安全使用常识。 【教学难点】 1．产生交越失真的原因及消除方法。 2．OCL功放电路主要元件的作用及工作原理。 3．OTL功放电路主要元件的作用及工作原理。【教学参考学时】
4学时 【教学方法】 讲授法、分组讨论法。 【教学过程】 一、引入新课 复习低频功率放大器的分类。 二、讲授新课 4.2.1 OCL功率放大器 一、未设偏置电路的OCL功放电路 1．电路组成特点 （1）由一对特性参数基本相同，导电类型不同的功放管V1（NPN管）和V2（PNP管）组成的射极输出器构成，如图4.2所示。 （2）电路输出端采用直 接耦合。 （3）电路采用双电源供 电。 （4）电路未设置偏置电 V c 路，静态时两功放管均处于截止状态，即电路工作在乙类状态。
2．电路工作原理 （1）静态时，由于V 1和V 2特性相同，供电电源对称，使功放管发射极到地的电压，即中点电位V A =0，功放管V 1、V 2均截止，电路中无功率损耗。 （2）当输入交流信号v i 为正半周期时, V 1正偏导通，V 2反偏截止, 信号经V 1管放大，V 1管集电极电流i c1流经负载R L ，在R L 上形成输出电压v o 的正半周，如图4.3（教材图4.6）所示，其电流方向如图 4.2中箭头所示。 （3）当v i 为负半周时,V 1反偏截止,V 2正偏导通, 信 号经V 2管放大，V 2管集电极电流i c2流经R L ，在R L 上形成输出电压v o 的负半周，电流方向与正半周相反。 因此，在输入信号变化一个周期内，V 1、V 2交替半周导通，犹如一推一挽，在负载上合成完整的信号波形。 3．电路存在交越失真 （1）交越失真 输出波形在正、负半周的交替处产生失真称为交越失真，如图4.3所示。 （2）产生交越失真的原因 电路未设置偏置电路，功放管因静态电流为零，处于截止状态。在输入信号v i 小于死区电压时，三极管不能导通，造成两功放管在输出信号的正、负半周交接处 V c 交越 图
低频功率放大器 毕业设计论文 【摘要】实用低频功率放大器主要应用是对音频信号进行功率放大，本文介绍了具有弱信号放大能力的低频功率放大器的基本原理、内容、技术路线。整个电路主要由稳压电源、前置放大器、功率放大器、波形变换电路和保护电路共五部分构成。稳压电源主要是为前置放大器、功率放大器提供稳定的直流电源。前置放大器主要是电压的放大。功率放大器实现电流、电压的放大。波形变换电路是将正弦信号电压变换成规定要求的方波信号。设计的电路结构简洁、实用，充分利用到了集成功放的优良性能。实验结果表明该功率放大器在带宽、失真度、效率等方面具有较好的指标、较高的实用性,为功率放大器的设计提供了广阔的思路 本设计的低频功率放大器同时还具有测量显示功率输出、电源供给功率和整机效率的功能。本文首先对功率放大器的课题背景作简要的说明，随后对功率放大器的一些基础知识进行介绍。最后，本文具体叙述实用低频功率放大器的安装与调试，并对电路在工作中易出现的失真情况做了细致的分析。 关键字：前置放大；功率放大；稳压电源电路；
Low frequency power amplifier design graduate paper 【 abstract 】 practical low frequency power amplifier is mainly used for audio signal power amplifier, this paper introduces the weak signal amplifier ability has the low frequency power amplifier, the basic principle of content, the technical route. The main circuit by manostat, preamplifier, power amplifiers, wave transform circuit and the protection circuit of five parts. Manostat primarily for pre-amplifier, power amplifier provide stable dc power. The preamplifier mainly is the voltage scaling. Power amplifier realize current, voltage scaling. Wave transform circuit is will sine signal voltage transform into the requirements of square wave signal. The design of the structure is simple, practical circuit, make full use of the performance of the integrated amplifier. The experimental results show that the power amplifier in bandwidth, distortion degree, efficiency has good index, higher practicability, for power amplifier design offers wide thinking The design of the low frequency power amplifier and at the same time also has measurement shows power output, power supply power and the efficiency of the function. This paper first to power amplifier background of the topic be briefly and then some basic knowledge of power amplifier is introduced. Finally, this paper describes the low frequency power amplifier specific practical installation and commissioning, and in the work of circuit to occur during the distortion of the situation did meticulous analysis. Key word: preamplifier; Power amplifier; Stabilized voltage power supply circuit;
音频功率放大器的设计任务书 1 设计指标 （1）直接耦合的功率放大器，额定输出功率10W，负载阻抗8Ω；（2）具有频响宽、保真度度、动态特性好及易于集成化； （3）采用分立元件设计； （4）所设计的电路具有一定的抗干扰能力。 2 设计要求 （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）S C H文件生成与打印输出。 3 编写设计报告 写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。 4 答辩 在规定时间内，完成叙述并回答问题。
音频功率放大器设计 摘要：这款功放采用了典型的OC L 功放电路，为全互补对称式纯甲类DC 结构，功放的每一级放大均工作于甲类状态。输入级和电压放大级采用线性较好的沃尔漫电路，差分管及电流推动管分别为很出名的K170、J 74（可用K389、J 109孪生对管对换）对管和K214、J77中功率M OS 管，功率输出级为2SC 5200和2S A1943大功率东芝管并联输出，功率强劲，驱动阻抗2Ω的喇叭也轻松自如，毫不费力。综合运用了我们前面所学的知识。设计完全符合要求。 关键字：沃尔漫电路 T IM 共源-共基电路 共射-共基电路 1 引言 在现代音响普及中，人们因生活层次、文化习俗、音乐修养、欣赏口味的不同，令对相同电气指标的音响设备得出不同的评价。所以，就高保真度功放而言，应该达到电气指标与实际听音指标的平衡与统一。 2 设计思路 甲类放大器作为一种最古老，效率最低，最耗电，最笨重，最耗资，失真最小的放大器它有吸引人的音质。甲类放大器输出电路 本身具有抵消奇次谐波失真，且甲类放大器管子始终工作在线性曲线内，晶体管自始自终处于导通状态。因此，不存在开关失真和交越失真等问题。甲类放大器始终保持大电流的工作状态。所以对猝发性声音瞬间升降能迅速反映。因而输出功率发生急剧变化时，电 输入音 频信号 前置放大级电路 共射-共基电路 共射-共基电路 恒压源电路 推动级 反馈电路 至末级 功放 沃 尔漫电路 图1 前置放大电路框图
《电子技术Ⅱ课程设计》 报告 姓名雷锋 学号 52305105121520 院系自动控制与机械工程学院 班级核电一班 指导教师王老师黄老师 2014年 6月
目录 一、设计的目的 (1) 二、设计任务和要求 (1) 三、课程设计内容 (1) 1. Multisim仿真软件的学习 (1) 四、基础性电路的Multisim仿真 (2) 1.题目一：半导体器件的Multisim仿真 (2) 2.题目二：单管放大电路的Multisim仿真 (7) 3.题目三：差分放大电路的Multisim仿真 (11) 4.题目四：两级反馈放大电路的Multisim仿真 (14) 5.题目五：集成运算放大电路的Multisim仿真 (21) 6.题目六：波形发生电路的Multisim仿真 (23) 五.综合性能电路的设计和仿真 (26) 1.题目二：功率放大器的设计 (26) 六、总结 (29) 七、参考文献 (29)
一、设计的目的 该课程设计是在完成《电子技术2》的理论教学实践，掌握电子电路计算机辅助分析与设计的基本知识和基本方法，培养综合知识应用能力和实践能力，为今后从事本专业相关工程技术打下基础。 二、设计任务和要求 本次课程设计的任务是在教师的指导下，学习Multisim仿真软件的使用方法，分析和设计完成基础性的电路设计和仿真及综合性电路设计和仿真。 要求： 1、巩固和加深对《电子课程2》课程知识的理解； 2、会根据课题需要选学参考书籍、查阅手册和文献资料； 3、掌握仿真软件Multisim的使用方法； 4、掌握简单模拟电路的设计、仿真方法； 5、按课程设计任务书的要求撰写课程设计报告，课程设计报告能正确反映设计和仿真 结果。 三、课程设计内容 1. Multisim仿真软件的学习 Multisim7是一个优秀的电工技术仿真软件，既可以完成电路设计和版图绘制，也可以创建工作平台进行仿真实验。Multisim7软件功能完善，操作界面友好，分析数据准确，易学易用，灵活简便，因此，在教学、科研和工程技术等领域得到广泛地应用。
2013年课程设计实验报告实用低频功率放大器 学院： 班级： 姓名： 学号： 序号： '
一、任务： 设计并制作具有弱信号放大能力的低频功率放大器。其原理示意图如下： 二、技术指标： 1.基本要求： （1）在放大通道的正弦信号输入电压幅度为（50~700）mV，等效负载电阻RL为8Ω下，放大通道应满足： a.额定输出功率POR≥10W; b.带宽BW≥(50~10000)HZ; c.在POR下和BW内的非线性失真系数≤3%; ~ d.在POR下的效率≥55%; e.在前置放大处级输入端交流短接到地时，RL=8Ω上的交流声功率≤10mV （2）自行设计满足本设计任务要求用的稳压电源，画出实际的直流稳压电源原理图即可。 2.发挥部分 （1）放大器的时间响应： a.方波产生由外供正弦信号源经变换电路产生正、负极性的对称方波;频率为 1000HZ;上升和下降时间≤1us;峰—峰值电压为200mVP-P。用上述方波激励放 大通道时，在RL=8Ω下，放大通道应满足。 b. 额定输出功率POR≥10W; c.在POR下输出波形上升和下降时间≤12us; d.在POR下输出波形顶部斜降≤2%; e.在POR下输出波形过冲量≤5%; （2）放大通道性能指标的提高和实用功能的扩展（例如：提高工作效率、减小非线性失真） 3., 4.要求： 设计与总结报告；方案设计与论证，理论分析与计算，电路图，测试方法与数据，结果分析，要有特色与创新 主要参考元件：LM1875、LF353、LM311、UA741、NE5532
三、方案设计： 1.波形转换电路 先经过前级放大后再直接采用施密特触发器进行变换与整形。而施密特电路可用高精度、高速运算电路搭接而成，利用稳压管将电压稳定在6．2 V左右，然后利用电阻分压得到要求的正负对称的峰一峰值为200 mV 的方波信号。运放选用NE5532，施密特电路采用高精度、高速运算放大器LF357。 用multisim软件画电路图如下： 仿真后波形如下： 产生方波 #
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：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。 2、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 o≥2W，功率放大器的频带宽度BW≥80Hz~10KHZ 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。
第4章-低频功率放 大器
第4章低频功率放大器 【课题】 4.1低频功率放大器概述 【教学目的】 1．了解低频功率放大器基本要求。 2．掌握功率放大器的三种工作状态。 3．了解功率放大器的常用耦合方式。 【教学重点】 1．低频功率放大器基本要求。 2．低频功率放大器的分类。 【教学难点】 1．低频功率放大器基本要求。 2．功率放大器的三种工作状态。 【教学参考学时】 1学时 【教学方法】 讲授法 【教学过程】 一、引入新课 1．复习电压放大器主要任务。 2．列举低频功率放大器的应用：如扩音系统或收音机电路中的功放电路。 二、讲授新课 4.1.1低频功率放大电路的基本要求 功率放大器作为放大电路的输出级, 具有以下几个特点和基本要求： 1．能向负载输出足够大的不失真功率 由于功率放大器的主要任务是向负载提供不失真的信号功率，因此，功率放大器应有较高的功率增益，即应有较高的输出电压和较大的输出电流。 2．有尽可能高的能量转换效率 功率放大器实质上是一个能量转换器，它将电源供给的直流能量转换成交流信号的能量输送给负
载，因此，要求其转换效率高。 3．尽可能小的非线性失真 由于输出信号幅度要求较大，功放管（三极管）大都工作在饱和区与截止区的边沿，因此，要求功放管的极限参数I Cm、P Cm、V 等除应满足电路正常工作外还要留有一定 （BR）CEO 余量，以减小非线性失真。 4．功放管散热性能要好 直流电源供给的功率除了一部分变成有用的信号功率以外，还有一部分通过功放管以热的形式散发出去（管耗），因此，降低结温是功率放大器要解决的一个重要问题。 4.1.2低频功率放大器的分类 1．按电路工作状态分类 （1）甲类功放电路 甲类功放电路中的功放管始终工作在三极管输出特性曲线的线性部分如图 4.1（a）所示，即在输入信号的整个周期内，功放管始终导通，故电路输出波形失真小，但因静态时，功放管处于导通状态，且静态电流（I CQ）较大，电路转换效率较低，理想情况下最大 效率达50%。 （2）乙类功放电路 乙类功放电路在静态时，功放管处于截止状态， 如图4.1（b）所示，即在输入信号的整个周期内，功 放管只在输入信号的半个周期内导通的。因此，电路需 用两只参数基本一致的功放管轮流工作（推挽）才能输 出完整的波形信号。由于静态电流为零，电路转换效率 较高，理想情况下可达78.5%，但因电路输出波形存在交 越失真（注：该内容将在4.2 常用低频功率放大器中学 习），需解决失真问题。 （3）甲乙类功放电路 甲乙类功放电路在静态时，功放管处于微导通状态，如图
音频功率放大器的设计报告 目录 一、设计任务和要求 (2) 二、设计方案的选择与论证 (2) 三、电路设计计算与分析 (4) UA741介绍 (4) 前级电路原理图及仿真结果 (5) （6）TDA2030介绍·················································· 音频功放电路原理图及仿真结果 (7) 结果与分析 (8) 总原理图 (9) PCB图 (10) 四、总结及心得 (12) 五、附录 (14) 六、参考文献 (15)
音频功率放大器的设计 一、设计任务和要求 1、设计任务 设计一音频功率放大器，满足： （1）、输出功率为1W---2W； （2）、输出阻抗8-16欧姆； （3）、带宽：100Hz—10KHz； 2、设计要求 （1）、根据设计指标，确定电路的理论设计； （2）、学会合理的选择电路的元器件； （3）、利用multisim软件完成对相关电路模块的仿真分析； （4）、按时提交课程设计报告，画出设计电路图，交一份A3的图纸，完成相 应的答辩； 二、设计方案的选择与论证 音频功率放大器，简称音频功放，该设备主要用于推动扬声设备发声，因而，在很多电子设备上均有应用，比如，手机、电脑、电视机、音响设备等，是我们生活、学习不可或缺的重要设备，为我们的生活带来了很多便利。 音频功率放大器实际上就是对比较小的音频信号进行放大，使其功率增加，然后输出。前置放大主要完成对小信号的放大，使用一个同向放大电路对输入的音频小信号的电压进行放大，得到后一级所需要的输入。后一级的主要对音频进行功率放大，使其能够驱动电阻而得到需要的音频。设计时首先根据技术
课程设计报告 学生姓名:张浩学学号：201130903013 7 学 院:电气工程学院 班 级: 电自1116(实验111） 题 目: 模电音频功率放大电路设计 指导教师：张光烈职称: 2013 年 7月 4 日
1、设计题目：音频功率放大电路 2、设计任务目的与要求： 要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的音频功率放大电路，负载为扬声器，阻抗8。 指标：频带宽50HZ～20kHZ，输出波形基本不失真；电路输出功率大于8W；输入灵敏度为100mV，输入阻抗不低于47KΩ。 模电这门课程主要讲了二极管，三极管，几种放大电路，信号运算与处理电路，正弦信号产生电路，直流稳压电源。功率放大器的作用是给音响放大器的负载RL（扬声器）提供一定的输出频率。当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出的信号的非线性失真尽可能小，效率尽可能高。功率放大器的常见电路形式有OTL电路和OCL电路。有用继承运算放大器和晶体管组成的功率放大器，也有专集成电路功率放大器。本实验设计的是一个OTL功率放大器，该放大器采用复合管无输出耦合电容，并采用单电源供电。主要涉及了放大器的偏置电路克服交越失真，复合管的基本组合提高电路功率，交直流反馈电路，对称电路，并用multism软件对OTL 功率放大器进行仿真实现。根据电路图和给定的原件参数，使用multism 软件模拟电路，并对其进行静态分析，动态分析，显示波形图，计算数据等操作。 3、整体电路设计： ⑴方案比较： ①利用运放芯片 LM1875和各元器件组成音频功率放大电路，有保护电路，电源分别接+30v和-30v并且电源功率至少要50w，输出功率30w。 ②利用运放芯片TDA2030和各元器件组成音频功率放大电路，有保护电路，电源只需接+19v，另一端接地，负载是阻抗为8Ω的扬声器，输出功率大于8w。 通过比较，方案①的输出功率有30w，但其输入要求比较苛刻，添加了实验难度。而方案②的要求不高，并能满足设计要求，所以选取方案②来进行设计。 ⑵整体电路框图：
第4章低频功率放大器 【课题】 4.2常用低频功率放大器 【教学目的】 1．会识读OTL、OCL功放电路的电路图。 2．理解OCL和OTL功放电路的工作原理。 3．理解产生交越失真原因、掌握消除交越失真的方法。 4．会计算OCL、OTL功放电路的最大输出功率。 5．了解功放器件的选用及安全使用常识。 【教学重点】 1．OCL和OTL功放电路组成、主要元件的作用及工作原理。 2．消除交越失真的方法。 3．计算OCL、OTL功放电路的最大输出功率。 4．功放器件的选用及安全使用常识。 【教学难点】 1．产生交越失真的原因及消除方法。 2．OCL功放电路主要元件的作用及工作原理。 3．OTL功放电路主要元件的作用及工作原理。 【教学参考学时】 4学时 【教学方法】 讲授法、分组讨论法。 【教学过程】 一、引入新课 复习低频功率放大器的分类。 二、讲授新课 4.2.1 OCL功率放大器 一、未设偏置电路的OCL功放电路 1．电路组成特点 （1）由一对特性参数基本相同，导电类型不同的功放管V1（NPN管）和V2（PNP管）组成的射极输出器构成，如图4.2所示。
（2）电路输出端采用直接耦合。 （3）电路采用双电源供电。 （4）电路未设置偏置电路，静态时两功放管均处 于截止状态，即电路工作在乙类状态。 2．电路工作原理 （1）静态时，由于V 1和V 2特性相同，供电电源 对称，使功放管发射极到地的电压，即中点电位V A =0， 功放管V 1、V 2均截止，电路中无功率损耗。 （2）当输入交流信号v i 为正半周期时, V 1正偏导通，V 2反偏截止, 信号经V 1管放大，V 1管集电极电流i c1流经负载R L ，在R L 上形成输出电压v o 的正半周，如图4.3（教材图4.6）所示，其电流方向如图4.2中箭头所示。 （3）当v i 为负半周时,V 1反偏截止,V 2正偏导通, 信号经V 2 管放大，V 2管集电极电流i c2流经R L ，在R L 上形成输出电压v o 的负半周，电流方向与正半周相反。 因此，在输入信号变化一个周期内，V 1、V 2交替半周导通， 犹如一推一挽，在负载上合成完整的信号波形。 3．电路存在交越失真 （1）交越失真 输出波形在正、负半周的交替处产生失真称为交越失真，如图4.3所示。 （2）产生交越失真的原因 电路未设置偏置电路，功放管因静态电流为零，处于截止状态。在输入信号v i 小于死区电压时，三极管不能导通，造成两功放管在输出信号的正、负半周交接处（零点附近）电压为零，产生波形失真。 （3）克服交越失真的方法：给功放管设置适当的直流偏置，使其静态时处于微导通状态，即工作于甲乙类状态，如图4.4（教材图4.7）所示。电路中接入二极管V 3和V 4的目的就是给功放管V 1和V 2加入直流偏置，消除电路的交越失真。 二、加有偏置电路的OCL 功放电路 1．电路组成特点 在图4.3所示电路的基础上增加了： （1）激励管（推动管）V 5——起电压放大作 用，推动功放管工作。 （2）R 1——V 5管的集电极电阻，可将V 5放 V cc V cc 图4.3
课程设计任务书学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位：信息工程学院 题目: 音响放大器设计与制作 初始条件：集成芯片LM324三块，LM386一块，瓷片电容，电解电容，电位器若干，4Ω/扬声器一个。 要求完成的主要任务: （1）技术指标如下： a．输出功率：； b．负载阻抗：4欧姆； c．频率响应：fL~fH=50Hz~20KHz； d．输入阻抗：>20K欧姆； e．整机电压增益： >50dB； （2）电路要求有独立的前置放大级（放大话筒信号）。 （3）电路要求有独立的功率放大级。 时间安排： 2016年1月10日查资料 2016年1月11，12日设计电路 2016年1月13日仿真 2016年1月14日，15日实物调试 2016年1月16日答辩 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......................................................... ABSTRACT ...................................................... １电路方案的比较与论证........................................ 音响放大器的总设计........................................... 放大电路的比较与论证........................................ 音频功率放大电路的比较与论证................................ 2核心元器件介绍............................................... LM324的介绍................................................. LM386的介绍................................................. 3电路设计 .................................................... 直流稳压电源电路的设计...................................... 话音放大器.................................................. 混合前置放大器.............................................. 音调控制器.................................................. 功率放大电路的设计.......................................... 总电路图 (18) 4用MULTISIM进行仿真.......................................... 话放与混放性能测试.......................................... 单独功放性能测试 (20)