摘要
本次电路设计课题是音频小信号放大电路，它属于模拟电路课程设计，所以实验中就需要用到大量的模拟电路知识。对于音频小信号放大电路它是由两级放大电路组成，第一部分是运用到了两级负反馈放大电路，旨在放大电压，第二部分OCL功率放大电路采用复合三极管，目的放大电路电流。两部分放大电路的设计根本目的就是为了将小信号放大为一个大信号而不失真。失真这是设计音频放大电路中的一个难点，电路的巧妙设计可以有效的避免失真，电容的运用是解决失真的关键。
目录
1 选题背景 (2)
1．1 指导思想 (2)
1．2 方案论证 (2)
1．3 基本设计任务 (2)
1．4 发挥设计任务 (2)
1．5电路特点 (3)
2 电路设计 (3)
2.1 总体方框图..................................... 错误！未定义书签。
2.2 工作原理 (3)
3 各主要电路及部件工作原理 (3)
3.1 第一级—输入信号放大电路 (4)
3.2 NE5532简要说明................................. 错误！未定义书签。
3.3 第二级—功率放大电路........................... 错误！未定义书签。
3.4 直流信号过滤电路 (6)
4 原理总图 (7)
5 元器件清单 (7)
6 调试过程及测试数据（或者仿真结果） (7)
6.1 仿真检查 (8)
6.1.1第一级仿真检查 (8)
6.1.2第二级仿真检查 (9)
6.2 通前电检查 (10)
6.3 通电检查 (10)
6.3.1第一级电路检查 (10)
6.3.2第二级电路检查 (10)
6.3.3完整电路检查 (10)
6.4 结果分析 (10)
7 小结 (10)
8 设计体会及今后的改进意见 (11)
8.1 体会 (11)
8.2 本方案特点及存在的问题 (11)
8.3 改进意见 (11)
参考文献 (12)
1 选题背景
在科技发达的现代社会随声听、收音机、mp3、mp4、电视机、手机、电脑……极大丰富了我们的日常生活，这些产品在使用时时常会有音频的播放，而这些产品本身配带的音频播放装置往往功率较小，难以带给人们想要的音乐效果与震撼。因此音频小信号功率放大器就有着广泛的运用空间，能够让人们尽情享受音乐激情与活力。正因为如此我对音频小信号放大电路产生了浓厚的兴趣，希望通过自己的知识和能力亲自动手设计和制作这样一款产品。
1．1 指导思想
利用运算放大器构成第一级放大电路对输入信号进行放大；把放大后的信号接入第二级功率放大电路进行功率放大。
1．2 方案论证
方案一：可使用NE5532配合集成功放TDA2030进行功率放大。这样实现电路简单方便且电路的实现效果会很好，但由于题目要求不允许使用集成音频功放所以此方
案不符合，故舍弃此方案。
方案二：用NE5532运算放大器对输入信号进行放大，然后用2N3904/2N3906和TIP41/42配合设计成的功率放大电路对放大后的信号的进行功率放大，在输出端加上扬
声器实现对音频小信号的功率放大。
经论证采取方案二。
1．3 基本设计任务
（1）放大倍数Av≥1000；
（2）通频带100Hz~10KHz；
（3）放大电路的输入电阻Ri≥1MΩ;
（4）在负载电阻为8Ω的情况下，输出功率≥2W；
（5）功率放大电路效率大于50%；
（6）输出信号无明显失真。
1．4 发挥设计任务
在OCL电路中运用一个可调电位器对电路进行调节消除元器件本身误差。可由手动调节使功率互补放大电路完全对称。
1．5电路特点
（1）放大倍数大，可以达到1000倍以上；
（2）通频带宽，适用于多种音频小信号的放大；
（3）输出信号质量好，无明显失真； （4）输出功率较大；
（5）放大电路效率高，在60%以上；
2 电路设计
2.1 总体方框图
图2-1 总体方框图
2.2 工作原理
信号接入电路后，通过用电容过滤掉输入信号中的直流部分首先经第一个NE5532与电阻33k 和1k 组成放大倍数为34倍的负反馈电路，再进入第二个放大倍数为36倍的负反馈电路。输入信号经两个负反馈电路放大已经达到1224倍，在流经电路会造成一定衰减但放大倍数依然能够达到1000倍以上。信号经第一级放大放大后经过电容过滤掉直流信号后流进第二级功率放大电路，通过两个复合管构成的OCL 互补放大电路对电路进行功率放大。整个电路实现对输入信号的功率放大。
3 各主要电路及部件工作原理
输入信号
负反馈放大 负反馈放大
OCL 功率放大
输出到负载
3.1 第一级--输入信号放大电路
C1
10μF
NE5532AI NE5532AI
R1
1MΩ
R2
1kΩ
C2
10μF
C3
10μF
R3
33kΩ
R4
1MΩ
C4
10μF
C5
0.1μF
R5
1kΩ
C6
10μF
V1
12 V
C8
10μF
C9
0.1μF
V2
12 V
R6
35kΩ
NE5532AI
R2 1kΩ
R3
33kΩ
NE5532AI
R5
1kΩ
R6
35kΩ图3-1NE5532负反馈放大电路
工作原理：
Au1=（R2+R3）/R2=(33k+1k)/1k=34倍
Au2= (R5+R6)/R5=(35k+1k)/1k=36倍
Au=Au1*Au2=34*36=1224倍
所以由第一级连续两个负反馈放大电路理论放大倍数能达到1224倍，虽然
在电路中会发生衰减，但是衰减后依然能够大于1000倍。对信号的放大倍数能够达到1000倍以上。
3.2 NE5532简要说明
图3—2 NE5532实物图
NE5532是高性能低噪声双运算放大器（双运放）集成电路。与很多标准运放相似，但它具有更好的噪声性能，优良的输出驱动能力及相当高的小信号带宽，电源电压范围大等特点。因此很适合应用在高品质和专业音响设备、仪器、控制电路及电话通道放大器。用作音频放大时音色温暖，保真度高，在上世纪九十年代初的音响界被发烧友们誉为“运放之皇”，至今仍是很多音响发烧友手中必备的运放之一。
图3—3 NE5532封装图
3.3 第二级--功率放大电路
D1
1N4001
D2
1N4001R7100ΩR8100Ω
2N3904
2N3906
TIP41A
TIP41A
20kΩKey=A
50%
R910kΩ
图3-4 OCL 互补功率放大电路
工作原理：
由2N3904和TIP41构成一个NPN 型的复合管，2N3906 和TIP41构成一个PNP 型的复合管。用复合管增大对电流的放大系数 ，以此实现对功率的放大。使用了二极管和电阻配合消除电路的交越失真问题。 3.4 直流信号过滤电路
C410μF
C50.1μF
图3-5 直流信号过滤电路
工作原理：
使用电容形成交流通路将电源中产生的交流信号引入接地，避免其对电路产生影响。在输入信号后接电容阻挡输入中附带的直流信号，使信号中的直流信号不能流入从而避免直流信号对放大电路的影响。
4 原理总图
XFG1
C1
10μF
NE5532AI NE5532AI
R1
1MΩ
R2
1kΩ
C2
10μF
D1
1N4001
D2
1N4001
C3
10μF
R3
34kΩ
R4
1MΩ
C4
10μF
C5
0.1μF
R5
1kΩ
C6
10μF
C7
47μF
V1
12 V
R7
100Ω
R8
100Ω
2N3904
2N3906
TIP41A
TIP41A
20kΩ
Key=A
50%
R9
10kΩ
C8
10μF
C9
0.1μF
V2
12 V
R6
35kΩR10
8Ω图4-1 原理总图
5 元器件清单
表5-1元器件清单
标号名称参数数量NE5532AI NE5532 1 C1、C2、C3 、C4、C6、C8 电解电容10uF 6 C7 电解电容47uF 1 C5、C9 陶瓷电容0.1uF 2
R1、R4 电阻1M 2
R2、R5 电阻1k 2 R3 电阻34k 1
R6 电阻36k 1
R7R8 电阻100 2
R9 电阻10k 1
R10 扬声器5w 8 1
R11 电位器20k 1
1N4001 二极管 2
2N3904 三极管 1
2N3906 三极管 1
TIP41A 三极管 2 6 调试过程及测试数据（或者仿真结果）
为使电路便于调试我们采用分块调试的方法。
6.1仿真检查
在仿真软件上画好电路图后放上信号发生器和示波器，调整好输入信号。
6.1.1第一级仿真检查。
1. 断开第二级，将信号发生器接入电路输入信号。将示波器连接到第一级的第一个负反馈输出上，调整输入信号的频率，仿真查看波形。波形如下：
图6-1 第一个负反馈的输出波形
2.将示波器连接到第二个负反馈输出上观察波形如下：
图6-2 第二个负反馈的输出波形
经过仿真，观察波形可知电路第一级放大电路完好，输出波形未发生失真；
6.1.2第二级仿真检查
输入信号调整到20V的Vp-p连接到第二级的输入上，观察输出波形如下图：
图6-3 第二级输出波形（1）
图6-4 第二级输出波形（2）
经过仿真，观察波形可知第二级功率放大电路可以完美的实现功率放大且不发生失真。
6.2 通电前检查
电路安装完毕后，经检查电路后确认各部分电路接线正确，电源、元器件之间无短路，器件无接错。
6.3 通电检查
6.3.1第一级电路检查
断开第二级后通电接上输入信号。
在第一级的第一个负反馈输出上连接示波器观察波形，示波器上出现了杂乱无章的波形。经检查发现接地处理没有连接，连接后波形不出现失真，与仿真所示图结果一样。第一个负反馈电路经验证无误。
在第一级的第二个负反馈输出上连接示波器观察波形，波形不出现失真，与仿真所示图结果一样。第二个负反馈电路经验证无误。
综上所述，第一级放大电路功能完好实现。
6.3.2第二级电路检查
将输入信号调整到20V的峰峰值连接到第二级的输入上，将输出接到示波器上观察发现波形不出现失真，即第二级电路功能玩好。
6.3.3完整电路检查
直接将第一级电路和第二级电路相连，将输出接到示波器上观察发现波形不出现失真，测量负载上的电压计算功率可以达到2w以上。所以完整电路功能玩好。
6.4结果分析
本设计方案在电路中采用了OCL互补功率放大电路。有效防止了交越失真，且在互
补功率放大电路中其效率
=4
CC CES CC
V
ηπ（V-V）。经计算其效率能满足达到60%以上。所
以不论在放大倍数、功率放大、还是效率上都能够满足要求。
7 小结
本次设计电路运用了两级放大，在第一级进行输入信号的放大，第二级进行功率的放大，有效改善了电路的失真现象。在第二级采用OCL互补功率放大电路有效消除了输出信号的交越失真；同时，OCL电路中还使用了可调电位器，可调节电阻使OCL电路对称更加准确，严格控制了失真问题。理论设计完成后使用了Multisim电路仿真软件对理论电路进行验证检查。确认电路原理无误后，购买了元器件，进行焊接，连接电路和调试。调试过程中采取了分级逐步调试的方法，避免了两级之间相互可能会发生影响，同时这样检
查电路也可以较容易找到电路的问题出现在哪一块，其次这样检查还有效减小电路损坏的损失。经过上述步骤后终于完整的完成了整个实物作品。经通电检验作品确定功能实现完好：放大倍数，放大功率、效率以及作品的通频带均满足设计要求，整个实物作品完成。
8 设计体会及今后的改进意见
8.1 体会
在整个设计过程中运用到了很多我们学过的模拟电路知识，既是对知识结合实践的运用，也对知识有了更深一层次的理解。对以后学习知识，运用知识有很大的帮助。在设计实践中也遇到了很多问题，从收集积累资料、画理论图到仿真焊接电路以及调试。都是经过一次次的尝试、修正与更改才最终完成。当然付出了辛勤与汗水后，还是有很多收获的。理论总是偏理想化的，在实际中会遇上各种不同的实际困难。在处理了这些问题后我不仅熟悉了仿真软件Multisim的使用与操作，还学会了多种调试电路的方法和电路中一些细节处理的方法。调试中又多次使用了信号发生器和示波器等常用电路调试仪器，对很多操作和知识加深了巩固。
8.2本方案特点及存在的问题
特点：
（1）放大倍数大，超过1000倍，达到放大目标；
（2）放大效果好，输出信号不失真；
（3）通频带宽，可对多种音频小信号进行放大；
（4）自激很小；
（5）电路简单易做，成本较低。
问题：
（1）带负载能力存在不足，需要进行调试；
（2）波形可能会出现上下不对称的现象。
8.3 改进意见
1使用集成音频功放，放大的效果会更突出。
2选用品质优良的电子元器件保证电路的良好运行；
3在电路连接中连接线使用粗导线或使用集成电路板进行焊接；
参考文献
（1）童诗白、华成英.模拟电子技术基础（第四版).高等教育出版社.2006年
（2）党宏社.电路、电子技术试验与电子实训.电子工业出版社.2008年
（3）邱关源、罗先觉.电路.高等教育出版社.2006年
（4）百度百科相关资料
一、设计题目：音频功率放大电路 二、设计的任务和要求 1、主要要求：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8Ω。 2、性能指标：频带宽50H Z ～20kH Z ，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。 三、原理电路和程序设计 3.1、方案的确定及论证 1、OTA互补对称功率放大器 OTL 电路通常由两个对称的异型管构成，因此又称为互补对称电路，图 3-1 为单电源 OTL 互补对称功率放大电路。电路中 T1 是推动级（电压放大，也叫激励级），其中Rb1、Rb2是 T1 的基极偏置电阻，Re为 T1发射极电阻，Rb为T1集电极负载电阻，它们共同构成 T1 的稳定静态工作点；T2、T3 组成互补对称功率放大电路的输出级，且 T2、T3工作在乙类状态；C2 为输出耦合电容。功率放大器采用射极输出器，提高了输入电阻和带负载的能力。 性能分析： 乙类互补推挽功放(OTL)的输出功率的计算公式如下： 输出功率：P o =U o I o =U o 2/R L 输出最大功率：P om =U o I o =U o 2/R L =U om 2/2R L =V CC 2/8R L
显然P 与电源电压及负载有关 om 2/8R 当输入功率为8w，阻抗8w时，有Pom=V CC V =8*8*8≈22.6v 则电路所需的电源为22.6v。 CC 2、用集成器件实现 Tda2030简介：TDA2030是德律风根生产的音频功放电路，采用V型5 脚单列直插式塑料封装结构。该集成电路广泛应用于汽车立体声收录音机、中功率音响设备，具有体积小、输出功率大、失真小等特点。并具有内部保护电路。 电路特点： [1].外接元件非常少。（基本应用电路图3-2） [2].输出功率大，Po=18W(RL=4Ω)。 [3].采用超小型封装（TO-220）,可提高组装密度。 [4].开机冲击极小。 [5].内含各种保护电路，因此工作安全可靠。主要保护电路有：短路保护、热保护、地线偶然开路、电源极性反接（Vsmax=12V）以及负载泄放电压反冲等。 [6].TDA2030A能在最低±6V最高±22V的电压下工作在±19V、8Ω阻抗时能够输出16W的有效功率，THD≤0.1%。用它来做电脑有源音箱的功率放大部分或小型功放再合适不过了。 图3-2使用单电源供电的tda2030基本应用电路
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
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
太原理工大学现代科技学院 电路CAD 课程设计 设计名称小功率音频放大器 专业班级电子信息班 学号 姓名 指导教师
设计名称 小功率音频放大器 同组人 专业班级 学号 姓名 成绩 1. 设计要求 （1）输出功率：1～2W ； （2）负载阻抗：8～16Ω； （3）通频带Δfs: 为100Hz ～10kHz （4）音调控制要求：放大器增益0～40dB 可调 （5）灵敏度: 话筒输入：输入信号幅度：Vp-p ＝10～50mV 。 2 设计原理 小功率音频放大器就是对较小音频信号进行放大，使其功率增加，然后输出前置放大主要完成对小信号的电压放大，使得到后一级所需要的输入。后一级主要对音频进行功率放大，使其能够驱动电阻得到需要的音频。根据技术指标需要设计时确定合适的分配。 Pomax=2W,输出电压U= U = L R Po max =4V ，要使输入为10mV 的信号 。放大到输出的4V ，需要的总放大倍数为400。 总体设计框图 音频功率放大器各级增益的分配，前级电路电压放大倍数为4；音频功放 的电压放大倍数为100。 3 电路设计 3.1 选择方案 3.1.1 第一种设计方案 (1) 前端放大器的设计 … ……………………………… …装 …… …… …… …… …………………订………… …… …… …… …… …… … …线 …… …… …… ………………………
由于话筒提供的信号非常弱，要在音调控制级前加一个前置放大器。考虑到设计电路对频率响应及零输入时的噪声、电流、电压的要求，前置放大器选用集成运算放大器LF353。 前置放大电路是由LF353放大器组成的一级放大电路，放大倍数为4，即1+R2/R1=4，取R2=30K ?,R1=10K ?,所用电源Vcc=+12V ，Vee=-12V 。 经过前级运放的放大，由Av ’=0Ui Ui =mv 10Ui =4，可以得到Ui=40mv 。于是我们得到了下一级功率放大电路的输入电压，即为Ui=40mv (2) 功率放大器的设计 该方案选用了LM386型单片集成功率放大电路，其主要特点是：上升随率高、瞬态互调失真小；输出功率比较大；外围电路简单，使用方便；体积小；内含各种保护电路，工作安全可靠。 我们选择功率运放电路的增益为100，即把A386的运放调节电路两端短路。 由 Av =Ui 0 U =100 所以 U0=4V 进而得出 P0=RL U02 = 816V =2W
第一章、绪论 功率放大器的作用是给音响放大器的负载（扬声器）提供一定的输出概率。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小，效率尽可能高。功放常见的电路形式有OTL（Output Transformer less）和OCL(Output Capacitor less)电路。有用集成运算放大器和晶体管组成的功放，也有专用集成电路功放。 LM386是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器，主要应用于低电压消费类产品。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或电容，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，工作电压范围宽,4-12V or 5-18V，在6V电源电压下，它的静态功耗仅为24mW, 且外围元件少。 设计功放电路由输入级、中间级和输出级三部分组成的：输入级是由100uF的耦合电容及100 k的电位器组成的，它具有隔直、调节音量及增益的作用； 中间级是由集成运放LM386以及由R1、RV4、C2等组成的可调增益放大电路； 输出级是由低通滤波器及扬声器组成的，其中L1为高频扼流圈； 由于该电路为双声道功率放大器，所以下部分电路与上部分电路完全对称，故电路原理同上。
第二章、系统组成与工作原理 功率放大电路由前置放大器、功率放大器、以及电源部分组成。如图1所示。功率放大器的前臵放大器主要作用是电压放大，这部分包括音调控制，音量控制等电路。功率放大器也叫主放大器，它可以把几十毫伏的信号电压放大到要求的功率。电源部分的作用是把220V交流电变成低压直流电，供给各级放大电路使用。 Lm386原理与说明: LM386是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器，主要应用于低电压消费类产品。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
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
实验报告 课程名称： 电路与模拟电子技术实验 指导老师： 成绩：__________________ 实验名称： 音频功率放大电路 实验类型： 研究探索型实验 同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求 1、理解音频功率放大电路的工作原理。 2、学习手工焊接和电路布局组装方法。 3、提高电子电路的综合调试能力。 4、通过myDAQ 来分析理论数据和实际数据之间的关系。 二、实验内容和原理（必填） 音频功率放大电路，也即音响系统放大器，用于对音频信号的处理和放大。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。 作为音响系统中的放大设备，它接受的信号源有多种形式，通常有话筒输出、唱机输出、录音输出和调谐器输出。它们的输出信号差异很大，因此，音频功放电路中设置前置放大级以适应不同信号源的输入。 为了满足听众对频响的要求和弥补设置了音调控制放大器，希望能对高音、低音部分的频率特性进行调节扬声器系统的频率响应不足，。 为了充分地推动扬声器，通常音响系统中的功率放大器能输出数十瓦以上功率，而高级音响系统的功放最大输出功率可达几百瓦以上。 扩音机的整机电路如下图所示，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。 装 订 线
前置放大电路： 前置放大级输入阻抗较高，输出阻抗较低。前置放大级的性能对整个音频功放电路的影响很大，为了减小噪声，前置级通常要选用低噪声的运放。 由A1组成的前置放大电路是一个电压串联负反馈同相输入比例放大器。 理想闭环电压放大倍数为：23 1R R A vf + = 输入电阻：1R R if = 输出电阻：0of =R 功率放大级： 对于功率放大级，除了输出功率应满足技术指标外，还要求电路的效率高、非线性失真小、输出与音箱负载相匹配，否则将会影响放音效果。 集成功率放大器通常有OTL 和OCL 两种电路结构形式。OTL 功放的优点是只需单电源供电，缺点是输出要通过大电容与负载耦合，因此低频响应较差；OCL 功放的优点是输出与负载可直接耦合，频响特性较好，但需要用双电源供电。（实验室提供本功能模块） 本实验电路的功率放大级由集成功率器件TDA2030A 连成OCL 电路输出形式。 TDA2030A 功率集成电路具有转换速率高，失真小，输出功率大，外围电路简单等特点，采用5脚塑料封装结构。其中1脚为同相输入端；2脚为反相输入端；3脚为负电源；4脚为输出端； 5脚为正电源。 功放级电路中，电容C15、C16用作电源滤波。D1和D2为防止输出端的瞬时过电压损坏芯片的保护二极管。R11、C10为输出端校正网络以补偿感性负载，其作用是把扬声器的电感性负载补偿接近纯电阻性，避免自激和过电压。 图中通过R10、R9、C9引入了深度交直流电压串联负反馈。由于接入C9，直流反馈系数F ′＝1。对于交流信号而言，
一．设计任务 1.1设计要求 （1）采用运算放大集成电路和功率放大集成电路完成小功率音频放大器的设计。要求输入信号幅度：V p-p ＝10～50mV ，放大器增益0～40dB 可调，放大器带宽100Hz ～10kHz ，有效输出功率1～2W ，输出阻抗8～16Ω。 （2）巩固和加深对电路CAD 课程的理解，培养我们运用电路CAD 技术去独立完成一个实际课题的能力。培养针对课题需要，查阅文献资料的能力，学会独立思考、深入钻研和分析解决问题的方法。 （3）使我们熟练掌握电路仿真软件EWB 的使用方法，对一般的模拟电路和数字电路进行分析和仿真；熟练掌握电路设计软件Protel 的使用方法，能正确绘制电原理图和电路板图。 1.2 功率放大器的基本原理 音频功率放大器就是对较小音频信号进行放大，使其功率增加，然后输出前置放大主要完成对小信号的电压放大，使得到后一级所需要的输入。后一级主要对音频进行功率放大，使其能够驱动电阻得到需要的音频。根据技术指标需要设计时确定合适的分配。Pomax=2W,输出电压U= U = L R Po max =4V ，要使输入为10mV 的号放大到输出的4V ，需要的总放大 倍数为400。总体设计框图如图2—1所示： 图1—1 音频功率放大器各级增益的分配，前级电路电压放大倍数为4；音频功放的电压放大倍数为100。 二．音频功率放大器简介 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。 2.1 早期的晶体管功放 半导体技术的进步使晶体管放大器向前迈进了一大步。自从有了晶体管，人们就开始用它制造功率放大器。 早期的放大器几乎全用锗管来制作，但由于锗管工艺上的一些原因，使得放大器中所用的晶体管，尤其是功放管性能指标不易做得很高，例如，共发射极截止频率fh的典型值为4kHz，大电流管的耐压值一般在30V一40V左右。这样，放大器的频率响应也就很狭窄，其3dB截止频率通常在10kHz左右，大大影响了音乐中高频信号的重现。再加上功放管的耐压、电流和功耗三个指标相互制约，制作较大功率的 OTL或OCL放大器不易寻到三个指标都满足要求的管子，所以不得不采用变压器耦合输出。变压器的相移又使电路中加深度负反馈变得很困难，谐波失真得不到充分的抑制，因此这一时期的晶体管放大器音质是很差的。“还是胆机规声”，这种看法的确事出有因。 三．方案选择 3.1 前端放大器的设计 由于话筒提供的信号非常弱，要在音调控制级前加一个前置放大器。考虑到设计电路对频率响应及零输入时的噪声、电流、电压的要求，前置放大器选用集成运算放大器LF353。 前置放大电路是由LF353放大器组成的一级放大电路，放大倍数为4，即1+R2/R1=4，取R2=30K?,R1=10K?,所用电源Vcc=+12V，Vee=-12V。如图3—1所示：
, 课程设计 课程名称_模拟电子技术课程设计 题目名称音频功率放大电路 $ 学生学院 专业班级 学号 学生姓名__ 指导教师 : 2010 年 6 月 20 日
— 音频功率放大电路课程设计报告 一、设计题目 题目：音频功率放大电路 二、设计任务和要求 ` 1）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8Ω。 2）设计要求 频带宽50H Z ～20kH Z ，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。 三、原理电路设计 功率放大电路： % 功率放大电路通常作为多级放大电路的输出级。功率放大器的常见电路形式有OTL电路和OCL电路。在很多电子设备中，要求放大电路的输出级能够带动某种负载，例如驱动仪表，使指针偏转；驱动扬声器，使之发声；或驱动自动控制系统中的执行机构等。也就是把输入的模拟信号经被放大后,去推动一个实际的负载工作，所以要求放大电路有足够大的输出功率，这样的放大电路统称为功率放大电路。而音频功率放大器的作用就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大，输出的信号的非线形失真尽可能地小，效率尽可能的高。随着半导体工艺,技术的不断发展,输出功率几十瓦以上的集成放大器已经得到了广泛的应用。功率VMOS管的出现,也给功率放大器的发展带来了新的生机。总之，功率放大器的主要任务是向负载提供较大的信号功率,故功率放大器应具有以下几个主要特点： 1. 输出功率要足够大 工作在大信号状态下,输出电压和输出电流都很大.要求在允许的失真条件下,
文献综述 电子信息工程 高效率音频功率放大器设计文献综述 一、前言 为了节约电路的成本，提高放大器的效率，采用普通的电子元器件设计高 效率音频功率放大器的方法，使用基本的运算放大器，构成PWM路，形成D 类功率放大器，实现了高效率，低失真的设计要求。为了提高电路的抗干扰性能，在设计中使用了电压跟随器，差动放大器，有源带通滤波器等。使设计获 得了良好的效果。 二、主题 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。 （一）早期的晶体管功放 半导体技术的进步使晶体管放大器向前迈进了一大步。自从有了晶体管，人们就开始用它制造功率放大器。 早期的放大器几乎全用锗管来制作，但由于锗管工艺上的一些原因，使得放大器中所用的晶体管，尤其是功放管性能指标不易做得很高，例如，共发射极截止频率fh的典型值为4kHz，大电流管的耐压值一般在30V一40V左右。这样，放大器的频率响应也就很狭窄，其3dB截止频率通常在10kHz左右，大大影响了音乐中高频信号的重现。再加上功放管的耐压、电流和功耗三个指标相互制约，制作较大功率的OTL或OCL放大器不易寻到三个指标都满足要求的管子，所以不得不采用变压器耦合输出。变压器的相移又使电路中加深度负反馈变得很困难，谐波失真得不到充分的抑制，因此这一时期的晶体管放大器音质是很差的。“还
摘要 这次的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，比如手机、MP4播放器、笔记本电脑、电视机、音响设备等给我们的生活和学习工作带来了不可替代的方便享受。 在设计的过程中，首先对自己的设计思路有个整体的认识，即对音频功率放大器的原理了解，在查阅了很多资料，初步了解后利用课本及一些资料上所描述的同相放大电路和甲乙类互补对称功率放大电路的基本知识，通过对两种方法的对比评析确定了下面的课程设计。本设计主要运用LM386的一些优良特性来完成功放的设计。 关键词：音频功率放大器，LM386，电路
总体设计步骤 ↓ ↓
目录 1设计任务 1.1设计要求 (3) 1.2功率放大器的基本原理 (3) 2方案选择 (3) 2.1第一种设计方案和第二种 (4) 2.2最终方案 (5) 3电原理图设计 (6) 电原理图....................................................... .6 4电路版图设计.. (7) 电路版图 (7) 5附录 (7) 元件列表 (7) 设计心得 (8)
1 设计任务 1.1设计要求 （1）采用运算放大集成电路和功率放大集成电路完成小功率音频放大器的 设计。要求输入信号幅度：V p-p ＝10～50mV ，放大器增益0～40dB 可调，放大器带宽100Hz ～10kHz ，有效输出功率1～2W ，输出阻抗8～16Ω。 （2）巩固和加深对电路CAD 课程的理解，培养我们运用电路CAD 技术去独 立完成一个实际课题的能力。培养针对课题需要，查阅文献资料的能力，学会独立思考、深入钻研和分析解决问题的方法。 （3）使我们熟练掌握电路仿真软件EWB 的使用方法，对一般的模拟电路和 数字电路进行分析和仿真；熟练掌握电路设计软件Protel 的使用方法，能正确绘制电原理图和电路板图。 1.2 功率放大器的基本原理 音频功率放大器就是对较小音频信号进行放大，使其功率增加，然后输出前置放大主要完成对小信号的电压放大，使得到后一级所需要的输入。后一级主要对音频进行功率放大，使其能够驱动电阻得到需要的音频。根据技术指标需要设计时确定合适的分配。 Pomax=2W,输出电压U= U = L R Po max =4V ，要使输入为10mV 的信号放大到输出的4V ，需要的总放大倍数为400。 总体设计框图： 音频功率放大器各级增益的分配，前级电路电压放大倍数为4；音频功放的电压放大倍数为100。 2 方案选择 2、1、1 第一种设计方案： (1) 前端放大器的设计 由于话筒提供的信号非常弱，要在音调控制级前加一个前置放大器。考虑到设计电路对频率响应及零输入时的噪声、电流、电压的要求，前置放大器选用集成运算放大器LF353。 前置放大电路是由LF353放大器组成的一级放大电路，放大倍数为4，即
课程设计说明书 课程名称：数字电子技术、模拟电子技术 设计题目：音频功率放大电路 院系：电子信息与电气工程学院 学生姓名： 学号： 专业班级： 指导教师： 年月日
课程设计任务书设计题目音频功率放大电路 学生姓名 电子信息与电 所在院系专业、年级、班 气工程学院 设计要求： 1、设计制作一个音频功率放大电路（带高低音调节）； 2、负载电阻为8Ω（扩音器的等效阻抗）； 3、额定输出功率为10W ； 4、带宽大于50Hz~15KHz ； 5、输入阻抗大于500KΩ。 学生应完成的工作： 设计音频功率放大电路，并利用Multisim 软件进行电路仿真。利用DXP 软件绘制电路原理图， 并设计制作电路的PCB 板。根据设计原理对电路进行安装、调试，完成课程设计工作，并提交课程设 计报告。 参考文献阅读： [ 1]童诗白 . 模拟电子技术基础[ M ]. 北京：高等教育出版社，2005 . [ 2]臧春华 . 电子线路设计与应用[ M ]. 北京 : 高等教育出版社，2005 . [ 3]邱关源，罗先觉 . 电路（第五版[ M ]. 北京：高等教育出版社，2006. [ 4]阎石 . 数字电子技术（第五版）[ M ]. 北京：高等教育出版社，2005. [ 5]张阳天，韩异凡 . Protel DXP 电路设计 [ M ]. 北京：高等教育出版社，2005. 工作计划： 5 月 14 号—1 6 号完成仿真图的设计； 5 月 1 7 号完成原理图设计； 5 月 1 8 号— 5 月 21 完成 PCB 图设计； 5 月 22 号— 5 月 24 完成 PCB 板的制作及电路的安装与调试； 5 月 25 完成实验报告。 任务下达日期：年月日 任务完成日期：年月日 指导教师（签名）：学生（签名）：
电气与电子信息工程学院《电子线路设计与测试B》报告 设计题目：多级音频放大电路的设计与测试专业班级：电子信息工程技术2013（1）班学号： 201330230118 姓名： 指导教师： 设计时间： 2015/07/13～2015/07/17 设计地点：K2—306
电子线路设计与测试B成绩评定表 姓名学号 专业班级电子信息工程技术2013级（1）班 课程设计题目：多级音频放大电路的设计与测试 课程设计答辩或质疑记录： 1、对一个音频功率放大器的前置级有什么要求？ 答：要求：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。 2、试画出利用TDA2030/2030A实现的OTL功率放大器电路？ 答： 3、何为D类功率放大器？D类功率放大器有什么特点？ 答：(1)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。 (2)特点：效率高、功率大、失真小、体积小。 成绩评定依据： 实物制作（40％）： 课程设计考勤情况（10％）： 课程设计答辩情况（20％）： 完成设计任务及报告规范性（30％）： 最终评定成绩： 指导教师签字： 年月日
目录 《电子线路设计与测试B》课程设计任务书 (4) 一、课程设计题目：多级音频放大电路的设计与测试 (4) 二、课程设计内容 (4) 三、进度安排 (4) 四、基本要求 (5) 五、课程设计考核办法与成绩评定 (5) 六、课程设计参考资料 (5) 多级音频功率放大电路的设计与测试 (6) 一、设计任务 (6) 二、设计方案分析 (6) 1、前置放大器 (6) 2、音调控制电路 (7) 3、功率放大器 (11) 三、主要单元电路参考设计 (11) 1、前置放大器电路 (12) 2、音调控制器电路 (12) 3、功率放大器电路 (14) 四、软件的仿真与调试 (15) 五、原理图与PCB的制作 (16) 六、音频功率放大器的调试 (17) 七、心得体会 (18) 八、附录 (19) 1、元件清单 (19) 2、实物图 (19) 3、文献 (19)
实验报告 课程名称： 电路与模拟电子技术实验 指导老师： 成绩：__________________ 实验名称： 音频功率放大电路 实验类型： 研究探索型实验 同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求 1、理解音频功率放大电路的工作原理。 2、学习手工焊接和电路布局组装方法。 3、提高电子电路的综合调试能力。 4、通过myDAQ 来分析理论数据和实际数据之间的关系。 二、实验内容和原理（必填） 音频功率放大电路，也即音响系统放大器，用于对音频信号的处理和放大。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。 作为音响系统中的放大设备，它接受的信号源有多种形式，通常有话筒输出、唱机输出、录音输出和调谐器输出。它们的输出信号差异很大，因此，音频功放电路中设置前置放大级以适应不同信号源的输入。 为了满足听众对频响的要求和弥补设置了音调控制放大器，希望能对高音、低音部分的频率特性进行调节扬声器系统的频率响应不足，。 为了充分地推动扬声器，通常音响系统中的功率放大器能输出数十瓦以上功率，而高级音响系统的功放最大输出功率可达几百瓦以上。 扩音机的整机电路如下图所示，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。 专业： 姓名： 学号： 日期： 地点： 桌号 装 订 线 点名册上的序号 前置 放大级 音调控制 放大级 功率 放大级
前置放大电路： 前置放大级输入阻抗较高，输出阻抗较低。前置放大级的性能对整个音频功放电路的影响很大，为了减小噪声，前置级通常要选用低噪声的运放。 由A1组成的前置放大电路是一个电压串联负反馈同相输入比例放大器。 理想闭环电压放大倍数为：23 1R R A vf + = 输入电阻：1R R if = 输出电阻：0of =R 功率放大级： 对于功率放大级，除了输出功率应满足技术指标外，还要求电路的效率高、非线性失真小、输出与音箱负载相匹配，否则将会影响放音效果。 集成功率放大器通常有OTL 和OCL 两种电路结构形式。OTL 功放的优点是只需单电源供电，缺点是输出要通过大电容与负载耦合，因此低频响应较差；OCL 功放的优点是输出与负载可直接耦合，频响特性较好，但需要用双电源供电。（实验室提供本功能模块） 本实验电路的功率放大级由集成功率器件TDA2030A 连成OCL 电路输出形式。 TDA2030A 功率集成电路具有转换速率高，失真小，输出功率大，外围电路简单等特点，采用5脚塑料封装结构。其中1脚为同相输入端；2脚为反相输入端；3脚为负电源；4脚为输出端；5脚为正电源。 功放级电路中，电容C15、C16用作电源滤波。D1和D2
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，
学号： 课程设计 题目OTL音频功率放大器的设计与制作 学院信息工程学院 专业通信工程 班级通信1302 姓名 指导教师 2014 年 1 月23 日
课程设计任务书 题目:OTL音频功率放大器的设计与制作 初始条件： 元件：集成功放TDA2030A、集成稳压器LM7812、电阻、电容、电位计若干。 仪器：万用表、示波器、交流毫伏表、函数信号发生器、学生电源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：1周。 2、技术要求： ①要求设计制作一个音频功率放大器频率响应20~20KHZ，效率>60﹪，失真小。完成对音频功率放大器的设计、仿真、装配与调试，并自制直流稳压电源。 ②确定设计方案以及电路原理图并用multisim进行电路仿真。 时间安排： 序号设计内容所用时间 1 布置任务及调研1天 2 方案确定0.5天 3 制作与调试 1.5天 4 撰写设计报告书1天 5 答辩1天 合计1周 指导教师签名： 系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 摘要 (1) Abstract (2) 音频功率放大器的设计与制作 (3) 1. 设计原理及参数 (3) 1.1音频功放电路的设计 (3) 1.1.1设计原理 (3) 1.1.2 参数计算 (5) 1.2直流稳压电源的设计 (6) 1.2.1设计原理 (6) 1.2.2参数计算 (7) 2.仿真结果及分析 (8) 2.1音频功率放大电路 (8) 2.1.1仿真原理图 (8) 2.1.2仿真效果图 (9) 2.2直流稳压电源电路 (11) 2.2.1电路原理图仿真 (11) 2.2.2仿真效果图 (11) 3.实物制作与性能测试 (12) 3.1音频功放实物制作 (12) 3.2性能测试 (13) 3.2.1功率性能测试 (13) 3.2.2频率响应测试 (14) 3.3直流稳压电源制作 (14) 3.4直流稳压电源的测试 (15) 4.收获以及体会 (15)
. . . . 实验报告 课程名称： 电路与模拟电子技术实验 指导老师： 成绩：__________________ 实验名称： 音频功率放大电路 实验类型： 研究探索型实验 同组学生：__________ 一、实验目的和要求 1、理解音频功率放大电路的工作原理。 2、学习手工焊接和电路布局组装方法。 3、提高电子电路的综合调试能力。 4、通过myDAQ 来分析理论数据和实际数据之间的关系。 二、实验容和原理（必填） 音频功率放大电路，也即音响系统放大器，用于对音频信号的处理和放大。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。 作为音响系统中的放大设备，它接受的信号源有多种形式，通常有话筒输出、唱机输出、录音输出和调谐器输出。它们的输出信号差异很大，因此，音频功放电路中设置前置放大级以适应不同信号源的输入。 为了满足听众对频响的要求和弥补设置了音调控制放大器，希望能对高音、低音部分的频率特性进行调节扬声器系统的频率响应不足，。 为了充分地推动扬声器，通常音响系统中的功率放大器能输出数十瓦以上功率，而高级音响系统的功放最大输出功率可达几百瓦以上。 扩音机的整机电路如下图所示，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。 专业： 姓名： 学号： 日期： 地点： 桌号 装 订 线 点名册上的序号 前置 放大级 音调控制 放大级 功率 放大级
前置放大电路： 前置放大级输入阻抗较高，输出阻抗较低。前置放大级的性能对整个音频功放电路的影响很大，为了减小噪声，前置级通常要选用低噪声的运放。 由A1组成的前置放大电路是一个电压串联负反馈同相输入比例放大器。 理想闭环电压放大倍数为：23 1R R A vf + = 输入电阻：1R R if = 输出电阻：0of =R 功率放大级： 对于功率放大级，除了输出功率应满足技术指标外，还要求电路的效率高、非线性失真小、输出与音箱负载相匹配，否则将会影响放音效果。 集成功率放大器通常有OTL 和OCL 两种电路结构形式。OTL 功放的优点是只需单电源供电，缺点是输出要通过大电容与负载耦合，因此低频响应较差；OCL 功放的优点是输出与负载可直接耦合，频响特性较好，但需要用双电源供电。（实验室提供本功能模块） 本实验电路的功率放大级由集成功率器件TDA2030A 连成OCL 电路输出形式。 TDA2030A 功率集成电路具有转换速率高，失真小，输出功率大，外围电路简单等特点，采用5脚塑料封装结构。其中1脚为同相输入端；2脚为反相输入端；3脚为负电源；4脚为输出端；5脚为正电源。 功放级电路中，电容C15、C16用作电源滤波。D1和D2为防止输出端的瞬时过电压损坏芯片的保护二极管。R11、C10为输出端校正网络以补偿感性负载，其作用是把