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高保真音频功率放大器课程设计一、设计任务音频放大器的目的是以要求的音量和功率水平在发声输出元件上重新产生真实、高效和低失真的输入音频信号。
音频频率范围约为20 Hz～20 kHz，因此放大器必须在此频率范围内具有良好的频率响应。
音频功率放大器的主要作用是向负载提供功率，要求输出功率尽可能大，效率尽可能高。
非线性失真尽可能小。
音频功率放大器的特点：1. 输出功率足够大；为获得足够大的输出功率，功放管的电压和电流变化范围应很大。
2. 效率要高；功率放大器的效率是指负载上得到的信号功率与电源供给的直流功率之比。
3. 非线性失真要小；功率放大器是在大信号状态下工作，电压、电流摆动幅度很大，极易超出管子特性曲线的线性范围而进入非线性区，造成输出波形的非线性失真，因此，功率放大器比小信号的电压放大器的非线性失真问题严重。
根据框图设计出高保真音频功率放大器。
高保真音频功率放大器设计框图二、设计要求A要求了解集成功率放大器内部电路工作原理，掌握其外围电路的设计与主要性能参数的测试方法。
B要求掌握音频功率放大器的设计方法与小型电子线路系统的装调技术。
三、主要技术指标根据技术指标和已知条件，选择合适的功放电路，如：OCL、OTL、BTL电路。
完成对高保真音频功率放大器的设计、装配与调试。
A输出功率10W频率响应20-20KHZ效率>60失真度<0.5%B选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。
计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。
（用PSPICE、EWB软件完成仿真）C安装调试并按规定格式完成课程设计报告书D自制电源。
电子技术课程设计报告——高保真音频功率放大器电路上海大学机自学院自动化系电气工程及其自动化专业姓名:*****学号:******指导老师:徐昱琳2015年6月26日一、任务及要求用中小型规模集成电路设计一个高保真音频功率放大器的电路，在EDA软件上完成硬件系统的仿真。
高保真音频功率放大器的技术指标如下：①正弦波不失真输出功率Po＞5W (f=1kHz,RL=8Ω)②电源消耗功率PE＜10W ( Po＞5W )③输入信号幅度VS=200～400mV （f=1kHz，RL=8Ω， Po＞5W )④输入电阻 Ri＞10kΩ ( f=1kHz )⑤频率响应 BW=50Hz～15kHz二、总电路图：方案特点：该电路是较典型的OTL电路，局部反馈稳定了工作点，总体串联负反馈控制了放大倍数并提高了输入电阻和展宽频带，退耦滤波电容及矫正电容是为防止寄生震荡而设。
三、详细的设计过程如下：（1）电源电压的确定当负载电压一定时，电源电压的大小直接与输出功率有关，，其中n 为电源电压利用系数，通常取n=0.8左右。
在本例子中，输出电压P0>5W，。
（2）功率级的设计功放管的要求：功率管可使用3DD15、2Z730C三极管。
功率管需推动电流： 1.375A/50=27.5mA：，取2200/25V耦合电容C6稳定电阻；过大则功率损失太大，过小温度稳定性不良，通常取0.51Ω。
现取1Ω1W。
（3）推动级（中间级）的计算取.=22VV未超过3DG12的700mV，故仍可选用3DG12消除交越失真选择二极管 2CP12(100mV,0.9V)一般故取，取0.33mA典型电路中，支路电流应（取选择=2K,进行调节以达到最佳工作点。
当功率级达到尽限运用时，故推动级基极信号电流的峰值应与静态值相等即0.33mA,由于推动级用的是中功率晶体管，故其输入电阻为：（ ）Ω（γbb’很小）推动级的负载电阻可等效为：+(1+其中，为功率的输入电阻，由于乙类放大是变化的，不好准确计算，只好以为的计算值。
…电子技术课程设计报告——高保真音频功率放大器'上海大学机自学院自动化系自动化**:***·学号:****: ***2018年6月29日一、项目名称高传真音频功率放大器!二、用途家庭、音乐中心装置中作主放大器三、主要技术指标1. 正弦波不失真输出功率Po＞5W (f=1kHz,RL=8)2. 电源消耗功率P E＜10W ( Po＞5W )3. 输入信号幅度VS=200～400mV （f=1kHz，RL=8Ω，Po＞5W )4. 输入电阻 Ri＞10k ( f=1kHz )'5. 频率响应 BW=50Hz～10kHz ( R L=8，Po＞5W)四、设计步骤1．电路形式电路特点分析：较典型的OTL电路，局部反馈稳定了工作点，总体串联电压负反馈控制了放大倍数并提高输入电阻和展宽频带，退耦滤波电容及校正电容是为防止寄生振荡而设。
功率放大器通常由功率输出级、推动级（中间放大级）和输入级三部分组成。
功率输出级由互补对称电路组成。
推动级(中间放大级）一般都是共射极放大电路，具有一定的电压增益。
输入级的目的是为了增大开环增益，以便引入深度负反馈，改进电路的各项指标。
2.设计计算：、设计计算工作由输出级开始，逐渐反推到推动级、输入级。
（1）电源电压的确定输出功率 W P 50> )(228588.01V V cc =⨯⨯=（2） 输出级（功率级）的计算WP P V Vcc V ARL V I MM C ce cc CM 12.01121375.18/112/0=======功率管需推动电流：mA I I CM M b 5.2750/375.1/3===β 耦合电容：uF R f C LL 200021)5~3(6≈=π,现取2200uF/25V 稳定电阻R 12：过大则损失功率过大，过小温度稳定性不良，通常取~1欧姆。
/（3）推动级（中间级）的计算mA I I M b C 5.2732=> 取I C2=40mAV V V CC C 222==222/C CC M C I V P •=mW 4404011=⨯=消除交越失真二极管D1N4148Ω=-=-=+25040)111(223109mA VI V V R R C Mbc CC因为L R R R ≥>109 取R 9=170Ω,R 10=80Ω.uFR R f C L 110//21)5~3(1093≈=π，取C 3=110uF/15VmA mAI I C b 4.01004022===β典型电路中R 7+W 1、R3之路电流应不小于（3~5）I b2 取I R8=,则R 8=580ΩΩ≈=+=+K mAVI I V R R b R CC W 1.68.1112/2817选取R7=ΩK ,R W1=ΩK ，以达到调节的最佳点。
高保真音频功率放大器设计高保真音频功率放大器是一种能够放大电信号的设备，用于驱动扬声器或头戴耳机等音响设备。
它的设计目标是尽可能地保持输入信号的原始特性，同时输出高质量的音频信号。
本文将介绍高保真音频功率放大器的设计中的关键因素和步骤。
首先，设计一个高保真音频功率放大器的关键因素之一是选择合适的放大器拓扑结构。
通常使用AB类放大器作为高保真音频功率放大器的基本拓扑结构。
AB类放大器有两个工作状态，A类状态用于低功率操作，而B类状态用于高功率操作，这可以提供高效率和低失真的输出。
其次，使用线性化技术对放大器进行线性化处理也是关键因素之一、线性化技术的目的是减小失真并提高放大器的线性度。
常见的线性化技术包括负反馈、反噪音技术、温度补偿技术等。
负反馈是一种将输出信号与输入信号相比较的技术，通过调节放大器的增益和频率响应来减小失真。
反噪音技术通过消除输入信号中的噪音来提高放大器的信噪比。
温度补偿技术可以有效地消除温度对放大器性能的影响。
另外，选取合适的元件和电路参数也是设计高保真音频功率放大器的重要步骤之一、首先，选取合适的功率管要求其具有低失真、高带宽等特性。
其次，电源的设计也很关键。
音频功率放大器的电源设计需要保证输出信号的稳定性和供电的整洁性，以避免电源噪声对音频信号的干扰。
辅助电路、滤波器、阻抗匹配网络等也需要合理选取和设计。
最后，进行实际的电路实现和调试是设计过程的最后一步。
设计者需要通过仿真和实际测量来验证设计的性能和指标。
同时，还需要不断地调整电路参数和元件选择，以达到设计要求。
综上所述，设计高保真音频功率放大器需要考虑到拓扑结构的选择、线性化技术的应用、元件和电路参数的选取等关键因素。
通过合理设计和调试，可以实现高保真和低失真的音频放大效果。
音频功率放大器设计报告1. 引言音频功率放大器是将低功率的音频信号放大到足够大的功率级别，以驱动扬声器等音频设备的关键电子设备。
本报告旨在介绍音频功率放大器的设计过程，并提供一种逐步思考的方法。
2. 设计目标在开始设计之前，我们需要明确设计目标。
在本次设计中，我们的目标是设计一个能够提供高质量音频输出的功率放大器。
我们希望该放大器具有以下特性： -广泛的频率响应范围 - 低失真和噪声水平 - 高功率输出能力 - 能够适应不同的音频输入源3. 设计步骤3.1. 选择放大器类型第一步是选择适合我们设计目标的放大器类型。
在音频功率放大器中，常见的类型包括A类、AB类、D类等。
我们需要根据设计要求和应用场景选择最合适的放大器类型。
3.2. 确定放大器的工作参数在设计中，我们需要确定放大器的工作参数，包括输入电阻、输出功率、供电电压等。
这些参数将指导我们在后续步骤中进行元件选择和电路设计。
3.3. 元件选择根据放大器类型和工作参数，我们需要选择合适的元件来构建电路。
包括选择适当的功率晶体管、电容、电阻等元件。
我们需要根据元件的参数和特性曲线进行选择，以满足设计要求。
3.4. 电路设计在进行电路设计时，我们需要根据选定的放大器类型和元件进行电路拓扑设计。
这包括放大器的输入阶、放大阶和输出阶等。
我们需要考虑电路的稳定性、能效和音频性能等方面。
3.5. 仿真和优化在设计完成后，我们可以使用电路仿真软件对设计进行验证和优化。
通过仿真，我们可以评估放大器的频率响应、失真水平和功率输出等性能，并进行必要的调整和优化。
3.6. 原型制作和测试在完成仿真和优化后，我们可以制作放大器的原型并进行测试。
通过测试，我们可以验证设计的性能是否符合预期，并进行必要的调整和改进。
4. 结论本报告介绍了音频功率放大器的设计过程，并提供了一种逐步思考的方法。
通过明确设计目标、选择合适的放大器类型、进行元件选择、进行电路设计、进行仿真和优化，最后进行原型制作和测试，我们可以设计出具有高质量音频输出的功率放大器。
一、设计电路的结构和框图OCL音频放大器总体方框图音频放大器主要用来对音频信号（频率范围大约为数十赫兹至数千赫兹）进行放大，他应具有以下几方面功能。
1．对音频信号进行电压放大和功率放大，能输出大的交流功率。
2．具有很高的输入阻抗和很低的输出阻抗，负载能力很强。
3．非线性失真和频率失真要小（高保真）。
4．能对输入信号中的高频和低频部分（高低音）分别进行调解（增强或减弱），即具有音调控制能力。
为了实现音频放大电路的上述功能，构成电路时可采用多种方案，但无论哪种，都包括以下3部分。
（1）输入级主要是把输入的音频信号有效的传递到下一级，并完成信号源的阻抗变换。
（2）音调控制电路完成高低音的提升和衰减，为了与音调控制电路配合，这部分还应设置电压放大电路。
（3）输出级将电压信号惊醒功率放大，以便在扬声器上得到足够大的不失真功率。
音频放大电路组成方框图如图1。
图1 音频放大器组成方框图二、OCL音频放大器单元电路设计1.输入级此电路采用射级输出器作为输入级，利用它的高输入电阻以减小信号电流，并且为了提高输入电阻，该级的个电阻（R2、R3、R4、R5、RW1）的阻值都选择的较大。
该输入级的输出信号经电容耦合到电位器（RW1）上，RW1是音量调节电位器，通过他来调节输入到下一级（电压放大电路）信号电压的大小。
2.电压放大电路电压放大电路由运算器A1（5G23）构成，A1和外接的电阻元件构成典型的同相输入放大电路。
该电路放大倍数Au1=1+R9/R7该电路图中的R6为直流平衡电阻，C13为外接电容，用来消除电路可能产生的高频振荡，它应接在运放的补偿端上，如果采用带有内部校正的运算放大器时他就可以省去。
3音调控制电路音调控制电路有多种类型，常用的有3种。
1）衰减式RC控制电路。
2）反馈式音调控制电路。
3）混合式音调控制电路。
典型的衰减式音调控制电路如图2所示。
电路中的元件参数满足下列关系：C1和C2容量远小于C3和C4，电位器R W1和R W2的阻值。
音频功率放大器设计报告1. 简介音频功率放大器是一种用于放大音频信号的电子设备，通常用于音响系统、电视和无线电等设备中。
本报告介绍了一个音频功率放大器的设计过程和实现。
2. 设计目标本次设计的目标是实现一个功率放大器，能够放大音频信号并输出高质量的声音。
以下是设计要求：- 输入电压范围：0.2 V - 2 V- 输出功率范围：10 W - 50 W- 频率响应范围：20 Hz - 20 kHz- 输出失真率低于1%3. 设计步骤3.1 选择放大器类型根据设计目标，我们选择了类AB功率放大器作为设计方案。
该放大器能够提供高质量的放大效果，并且具有较低的失真率。
3.2 电路设计经过电路设计和计算，我们决定使用以下主要元件：- BJT（双极型晶体管）：NPN型三极管- 电容和电感：用于构建频率响应滤波器- 可调电阻：用于调节放大器的增益和偏置- 电源电路：用于提供适当的电压3.3 PCB设计为了实现电路的稳定性和可靠性，我们进行了PCB（Printed Circuit Board）设计。
通过将元件布局在PCB上并进行连接，可以减少干扰和噪声。
3.4 元器件选择根据设计需求和可靠性要求，我们选择了适当的元器件进行组装。
在选择元器件时，我们重点考虑了其性能指标、价格和供应情况。
3.5 调试和测试完成电路装配后，我们进行了调试和测试。
通过连接音频信号源、功率负载和测试仪器，可以确保放大器能够正常工作，并且满足设计要求。
4. 结果和讨论经过测试，该音频功率放大器满足了设计要求，并且具有很好的音质和稳定性。
其输出功率范围为10 W至50 W，输入电压范围为0.2 V至2 V，频率响应范围为20 Hz至20 kHz。
失真率低于1%，音质清晰、饱满。
5. 总结在本次设计过程中，我们成功实现了一个高性能的音频功率放大器。
通过选择合适的放大器类型、进行电路设计和PCB设计、选择优质的元器件以及进行严格的调试和测试，我们达到了设计要求。
毕业设计作用于高保真音响设备的音频放大器1. 引言在高保真音响设备中，音频放大器是一个至关重要的组件，它负责将信号放大，以驱动扬声器产生高质量的声音。
对于毕业设计的学生来说，设计一个适用于高保真音响设备的音频放大器是一个具有挑战性和实践意义的任务。
本文将详细介绍如何设计一个功能强大且高保真的音频放大器，并深入探讨其在高保真音响设备中的作用。
2. 音频放大器的基本原理音频放大器的基本原理是将输入的音频信号放大至足够的功率，以驱动扬声器产生声音。
其主要包括输入级、放大级和输出级。
•输入级：负责接收来自音频源的弱信号，并将其放大到适量的电压水平。
•放大级：负责对输入信号进行进一步放大，以增加功率。
•输出级：负责将放大后的信号通过输出装置（如扬声器）输出。
3. 设计要求在设计一个毕业设计作用于高保真音响设备的音频放大器时，需考虑以下几个方面的要求：3.1 高保真度高保真度是指音频放大器在放大过程中，能够尽量保持原始音频信号的准确性和纯净度。
为达到高保真度的要求，设计中需注意以下因素：•频率响应：放大器应具有平坦的频率响应特性，能够均匀地放大不同频率的信号。
•谐波失真：放大器应尽量减少谐波失真，保证音频信号的原始波形不被破坏。
•信噪比：放大器应具有较低的噪声水平，以保证音频信号的清晰度和细节表现。
3.2 功率输出能力高保真音响设备通常需要具备较大的功率输出能力，以满足各类音乐风格的要求和大场合的需求。
因此，在设计中要考虑放大器的功率输出特性，以保证其能够驱动扬声器产生足够的音量和动态范围。
3.3 低失真放大器的失真度直接影响音频信号的质量。
因此，设计中要注重降低失真，尤其是非线性失真的程度。
通过选择合适的电子元件和设计合理的电路结构，可有效降低失真水平，并提高音频信号的准确性和真实感。
4. 设计方法为实现一个功能强大且高保真的音频放大器，可以采用以下设计方法：4.1 选择合适的电子元件在设计中，选择合适的电子元件是至关重要的一步。
课程设计（论文）任务及评语目录第1章高保真音频放大器设计方案论证 (1)1.1 高保真音频放大器的应用意义 (1)1.2高保真音频放大器设计的要求及参数 (1)1.3 设计方案论证 (1)1.4 总体设计方案框图及分析 (3)第2章高保真音频放大器各单元电路设计 (2)2.1 直流稳压电源设计 (2)2.2 前置放大级设计 (3)2.3 功率放大器设计 (4)第3章高保真音频放大器整体电路设计 (5)3.1 整体电路图及工作原理 (5)3.2 电路参数计算 (6)3.3 整体电路性能分析 (8)3.4元器件清单列表 (8)第4章设计总结 ................................................................................................................9 参考文献 (10)第1章高保真音频放大器设计方案论证1.1 高保真音频放大器的应用意义在现代音响普及中，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。
1.2 高保真音频放大器设计的要求及参数本次课程设计需要采用全部或部分分立元件设计此高保真音频放大器。
很显然应该采用OCL音频功率放大器。
并设计出此功率放大器所需的直流稳压电源。
设计参数如下所示：1. 额定输出功率P010W。
2. 负载阻抗RL8。
3. 失真度3%1.3 设计方案论证对高保真音频功率放大器可选以下方案:(1)无输出耦合电容的分立元件低功放分立元件低功放可分输入级,偏置中间级和功率输出级三部分组成。
为保证低频响应电路中采用直接耦合，同时为使电路工作稳定，输入级采用串联反馈式稳压电源。
采用基极分压式射极偏置电路，这对提高线性，降低波形失真起到很大的作用。
末级输出电路工作在甲乙类状态，这既保证了线性不失真放大，又可使效率达到指标。
1 初始条件和设计要求1.1 初始条件具备模拟电子电路的理论知识；具备模拟电路基本电路的设计能力；具备模拟电路的基本调试手段；自选相关电子器件；可以使用实验室仪器调试。
1.2 设计要求1、不失真输出功率≥2.4 W，频率响应：20HZ～20KHZ2、输入阻抗≥ 50KΩ，输入电压≤ 5mv3、具备高音和低音的音调控制功能4、效率>60%5、安装调试并完成符合学校要求的设计说明书3.1 电路组成我们设计的电路有两部分组成：（1）直流稳压电源首先我们考虑到直流稳压电源是每个电子设备的基础器件，应该与主电路分开设计，单独放置一个模块。
其次我们设计的是高保真音频功率放大器，因此对直流电源有着很高的要求，要尽可能的滤掉交流分量，达到稳压效果，使输出信号失真度达到最小。
（2）双声道高低音音频功率放大器实验要求是要有高低音可调电路，但是我们考虑到信号是由左右声道组成，所以为了达到最好的输出效果，我们设计了高低音调节外兼有左右声道的立体声高保真音频功率放大器。
此音频功率放大器所用的核心芯片是国际通用高保真音频功率放大集成电路TDA2030A。
4.1 直流稳压电源4.1.1 直流稳压电源原理图图4-1-14.1.2 直流稳压电源所选元件双24V变压器，二极管1N4007，1000uf电解电容，0.33uf独石电容，三端稳压管LM7815,LM7915，0.1uf瓷片电容，220uf电解电容4.1.3 直流稳压电源原理直流稳压电源分为四部分:变压，整流，滤波，稳压。
变压：此处我们选择双24V的交流变压器，输出相位相反的24V交流电。
整流：我们选择了耐压较好的整流二极管1N4007。
滤波：我们放置了多组电容，达到最好的滤波效果。
首先电流经过二极管整流后，先经过两个1000uf的大电容，滤掉直流中的交流分量，此处电容越大越好。
经过初步电容滤波的输出电压V0=（1.1-1.2）V2。
然后在经过两个0.33uf的电容，用以抵消输出端较长接线的电感效应，以防止自激震荡，还可抑制电源的高频脉冲干扰，一般取0.1-1uf。
学号：课程设计题目高保真音频功率放大器设计学院信息工程学院专业班级姓名指导教师2014 年 1 月15 日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: 高保真音频功率放大器的设计一、设计目的①根据设计要求，完成对高保真音频功率放大器的设计。
②进一步加强对Protel软件的应用和对模拟电子技术知识的理解。
二、设计内容和要求根据技术指标和已知条件，选择合适的功放电路，如：OCL、OTL或BTL电路。
完成对高保真音频功率放大器的设计、装配与调试。
①输出功率10W/8Ω；频率响应20~20KHz；效率>60﹪；失真小。
②选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。
计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。
（选做：用PSPICE或EWB软件完成仿真）③安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。
三、初始条件可选元件：集成功放LA4100或LA4102；集成功放4430；集成功放TD2030；集成功放TDA2004、2009；集成功放TA7240AP（集成功放的选择应满足技术指标）。
电容、电阻、电位器若干；或自备元器件。
直流电源±12V，或自备电源。
可用仪器：示波器，万用表，毫伏表四、时间安排1、2014年1月13日集中，作课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。
2、2014年1月13日至2009年1月14日，查阅相关资料，学习电路的工作原理。
3、2014年1月14日至2014年1月15日，电路装配与调试。
4、2014年1月15日至2014年1月16日，撰写课程设计报告书。
5、2009年1月17日课程设计成果及报告，同时进行答辩。
课设答疑地点：鉴主14楼电子科学与技术实验室。
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.................................................................1 设计内容及要求 01.1设计目的及主要任务 01.2设计思想 02 方案论证及整体电路工作原理 (1)2.1 方案确定与论证 (1)2.2 整体电路工作原理 (1)3 电路单元模块设计 (2)3.1音频输入的设计 (2)3.2集成功放的设计 (2)4 器件选择及参数计算 (3)4.1输入电容的选取 (3)4.2自举电容的选取 (3)4.3反馈电阻电容的计算 (3)4.4音频输出器的选择 (4)5 电路安装与调试 (4)5.1电路的安装 (4)5.2电路的调试与数据测定 (4)6 设计电路的特点及改进意见 (5)6.1设计电路的特点 (5)6.2电路改进意见 (6)7元件列表 (6)8心得体会 (6)参考文献 (7)摘要本文介绍了采用集成功放芯片TEA2025设计高保真音频功率放大器的原理与方法，阐述了集成芯片的比较选取，重点分析了TEA2025功放电路的结构，记录了其各项性能指标。
模拟电子技术课程设计报告设计题目：高保真音频功率放大器的仿真设计与实现一要求及思路1.1 题目：高保真音频功率放大器的仿真设计与实现1.2 设计任务：根据技术指标和已知条件，选择合适的功放电路，如：OCL、OTL或 BTL 电路，完成对高保真音频功率放大器的设计、调试与装配。
鼓励自制稳压电源。
1.3 设计要求：①输出功率10W/8Ω；频率响应20~20KHz；效率>60﹪；失真小。
②选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。
③利用Proteus或Multisim仿真设计电路原理图，确定电路元件参数、掌握电路工作原理并仿真实现系统功能。
④安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告⑤选做：利用仿真软件的PCB设计功能进行PCB设计。
1.4 设计思路：1.4.1 功放电路，我们决定在 OCL、OTL 和 BTL 电路中选择其一进行设计。
图表1 OTL电路图表2 OCL 电路OTL(Output Transformer Less)电路：称为无输出变压器功放电路。
是一种输出级与扬声器之间采用电容耦合而无输出变压器的功放电路，它是高保真功率放大器的基本电路之一，但输出端的耦合电容对频响也有一定影响。
OTL 电路的主要特点有：采用单电源供电方式，输出端直流电位为电源电压的一半；输出端与负载之间采用大容量电容耦合，扬声器一端接地，具有恒压输出特性，允许扬声器阻抗在4Ω、8Ω、16Ω 之中选择，最大输出电压的振幅为电源电压的一半，即 1/2 V CC，额定输出功率约为 1/(8RL)。
OCL(Output Capacitor Less)电路：称为无输出电容功放电路，是在OTL 电路的基础上发展起来的。
OCL 电路的主要特点有：采用双电源供电方式，输出端直流电位为零；由于没有输出电容，低频特性很好；扬声器一端接地，一端直接与放大器输出端连接，因此须设置保护电路；具有恒压输出特性；允许选择4Ω、8Ω 或16Ω 负载；最大输出电压振幅为正负电源值，额定输出功率约为1 /(2RL)。
学号：0120709330316课程设计题目高保真音频功率放大器设计学院信息工程学院专业电子科学与技术班级0703班姓名指导教师2009 年 1 月15 日课程设计任务书学生姓名：专业班级：电子科学与技术0703指导教师：工作单位：信息工程学院题目: 高保真音频功率放大器的设计一、设计目的①根据设计要求，完成对高保真音频功率放大器的设计。
②进一步加强对Protel软件的应用和对模拟电子技术知识的理解。
二、设计内容和要求根据技术指标和已知条件，选择合适的功放电路，如：OCL、OTL或BTL电路。
完成对高保真音频功率放大器的设计、装配与调试。
①输出功率10W/8Ω；频率响应20~20KHz；效率>60﹪；失真小。
②选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。
计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。
（选做：用PSPICE或EWB软件完成仿真）③安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。
三、初始条件可选元件：集成功放LA4100或LA4102；集成功放4430；集成功放TD2030；集成功放TDA2004、2009；集成功放TA7240AP（集成功放的选择应满足技术指标）。
电容、电阻、电位器若干；或自备元器件。
直流电源±12V，或自备电源。
可用仪器：示波器，万用表，毫伏表四、时间安排1、2009年1月4日集中，作课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。
2、2009年1月12日至2009年1月13日，查阅相关资料，学习电路的工作原理。
3、2009年1月13日至2009年1月14日，电路装配与调试。
4、2009年1月15日撰写课程设计报告书。
5、2009年1月16日课程设计成果及报告，同时进行答辩。
课设答疑地点：鉴主13楼电子科学与技术实验室。
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 (1)1设计内容及要求 (2)1.1 设计目的及主要任务 (2)1.1.1 设计目的 (2)1.1.2 设计任务及主要技术指标 (2)1.2 设计思想 (2)2 方案论证及整体电路工作原理 (3)2.1方案确定与论证 (3)2.2整体电路工作原理 (3)3电路单元模块设计 (4)3.1 电源电路的设计 (4)3.2 音频输入的设计 (4)3.3 集成功放的设计 (4)3.3.1 TEA2025B的OTL电路 (4)4器件选择及参数计算 (5)4.3 输入电容的选取 (5)4.3自举电容的选取 (5)4.3反馈电阻电容的选取 (5)4.4输出电容的计算 (6)4.5音频输出器的选取 (6)5电路安装与调试 (6)5.1 电路的安装 (6)5.2 电路的调试与数据测定 (6)5.2.1 输出电压的测定 (7)5.2.2 输出功率的计算 (7)5.2.3 电源供电功率的测定 (7)5.2.4 效率的计算 (7)5.2.5 输出电压波形图 (7)6 电路主要参数测定 (8)6.1 极限使用条件 (8)6.2典型工作点主要电参数 (8)6.3 波形参数 (9)7设计电路的特点及改进意见 (10)7.1 设计电路的特点 (10)7.2 电路改进意见 (10)8 元件列表 (10)9 心得体会 (11)参考文献 (11)摘要本文介绍了采用集成功放芯片TEA2025设计高保真音频功率放大器的原理与方法，阐述了集成芯片的比较选取，重点分析了TEA2025功放电路的结构，记录了其各项性能指标。
课程设计（论文）总结报告摘要本文介绍了采用分立元件设计和制作高保真音频功率放大器的原理和设计、制作方法，阐述了功率放大三极管对管2SC5200和2SA1943及其前级支持电路的机构，记录了其各项性能指标。
该功放的设计采用了分立元件组合电路，具有布线简单，输出信号失真小，放大倍数高的优点。
关键词：功率放大器；2SC5200；2SA1943；高保真AbstractThis article introduces the design and manufacture components division high-fidelity audio power amplifier and principle of design, production method, this paper expounds the power amplifier for 2SC5200 tube and 2SA1943 transistor circuits and support the former, record its various performance indicators. The design has adopted the amplifier circuit components, separation, the output signal muting simple distortion, the advantages of high magnification.Key Words: power amplifier, 2SC5200, 2SA1943, High fidelity一、设计题目功率放大器的设计与制作二、设计目的（1）根据设计要求，完成对高保真音频功率放大器的设计。
（2）进一步加强对Protel99SE软件的应用和对模拟电子技术知识的理解和实际应用能力。
（3）掌握音频功率放大器的设计方法与小型电子线路系统的安装调试技术三、主要指标和要求根据技术指标和老师提供的技术资料（参考原理图、元器件）以及自己查阅相关资料，设计合适的功放电路，如：OCL、OTL 或BTL电路。
生命是永恒不断的创造, 因为在它内部蕴含着过剩的精力, 它不断流溢, 越出时间和空间的界限, 它不停地追求, 以形形色色的自我表现的形式表现出来。
－－泰戈尔1 概述在介绍音频功率放大器的文章中, 有时会看到“THD+N”, THD+N是英文Total Hormonic Distortion +Noise 的缩写, 译成中文是“总谐波失真加噪声”。
它是音频功率放大器的一个主要性能指标, 也是音频功率放大器的额定输出功率的一个条件。
THD+N性能指标THD+N表示失真+噪声, 因此THD+N自然越小越好。
但这个指标是在一定条件下测试的。
同一个音频功率放大器, 若改变其条件, 其THD+N的值会有很大的变动。
这里指的条件是, 一定的工作电压VCC(或VDD)、一定的负载电阻RL、一定的输入频率FIN（一般常用1KHZ）、一定的输出功率Po下进行测试。
若改变了其中的条件, 其THD+N值是不同的。
例如, 某一音频功率放大器, 在VDD=3V、FIN=1kHz、RL=32Ω、Po=25mW条件下测试, 其TDH+N=0.003%, 若将RL改成16欧, 使Po增加到50mW, VDD 及FIN不变, 所测的TDH+N=0.005%。
一般说, 输出功率小（如几十mW）的高质量音频功率放大器（如用于MP3播放机）, 它的THD+N指标可达10-5, 具有较高的保真度。
输出几百mW的音频功率放大器, 要用扬声器放音, 其THD+N一般为10-4；输出功率在1～2W, 其THD+N更大些, 一般为0.1～0.5%.THD+N这一指标大小与音频功率放大器的结构类别有关（如A类功放、D类功放）, 例如D类功放的噪声较大, 则THD+N的值也较A类大。
这里特别要指出的是资料中给出的THD+N这个指标是在FIN=1kHz下给出的, 在实际上音频范围是20Hz～20kHz, 则在20Hz～20kHz范围测试时, 其THD+N要大得多。
题目名称：高保真音频功率放大器姓名：朱**班级：测控112学号：日期：2013年*月*日模拟电子电路课程设计任务书适用专业：测控技术与仪器、电子信息工程、电气工程及其自动化设计周期：一周一、设计题目：高保真音频功率放大器的设计与调试二、设计目的音频放大器的目的是以要求的音量和功率水平在发声输出元件上重新产生真实、高效和低失真的输入音频信号。
音频频率范围约为20 Hz～20 kHz，因此放大器必须在此频率范围内具有良好的频率响应。
音频功率放大器的主要作用是向负载提供功率，要求输出功率尽可能大，效率尽可能高。
非线性失真尽可能小。
三、设计要求及主要电路指标设计要求：设计并仿真高保真音频功率放大器。
1、方案论证，确定总体电路原理方框图。
2、单元电路设计，元器件选择。
3、仿真调试及测量结果。
主要电路指标输出功率10W/8Ω，频率响应20~20KHZ，效率>60﹪，失真小。
四、仿真需要的主要电子元器件1、运算放大电路2、BJT 三极管3、滑线变阻器4、电阻器、电容器等五、设计报告总结（要求自己独立完成，不允许抄袭）。
1、对所测结果进行全面分析，总结消除交越失真的办法。
2、分析讨论仿真测试中出现的故障及其排除方法。
3、给出完整的电路仿真图。
4、体会与收获。
一、方案论证与比较1.1 方案提出方案一：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。
方案二：OCL互补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。
驱动级应用运算放大器μA741来驱动互补输出级功放电路。
功率输出级由双电源供电的OCL互补对称功放电路构成。
为了克服交越失真，由二极管和电阻构成输出级的偏置电路，以使输出级工作于甲乙类状态。
为了稳定工作状态和功率增益并减小失真，电路中引入电压串联负反馈。
具体实现：（一）驱动级电路的一般实现驱动级由运算放大器组成，并引入电压串联负反馈，带负反馈的驱动级的一般实现图如下：图 1驱动及电路在实际电路中加入R1、R2 和电位器Rp1来改变电路的放大倍数。
（二）复合管准互补推挽电路的一般实现电路由于大功率的NPN和PNP管不容易做到良好的对称性，为了提高功放电路的性能。
在实际应用中广泛采用复合功率管。
如图2为复合管准互补对称功放电路图 2复合管准互补推挽电路（三）输出保护电路的一般实现输出保护电路如图3所示是一个三极管式正、负向直流电压检测电路。
对其原理作简要说明。
图 3输出保护电路方案二：该方案用两块TDA2030组成如图4所示的BTL功放电路，TDA 2030（上）为同相放大器，输入信号Vin通过2.2uF交流耦合电容馈入同相输入端1脚; TAD 2030（下）为反相放大器，它的输入信号是由TDA 2030（上）输出端的 01 U 经22k、680Ω分压器衰减后取得的，并经22uF电容后馈给反相输入端 2脚。
两个功放管的输出信号相位相反，使输出电压加倍。
在输入信号比较小的情况下，利用集成功率放大电器对信号的放大作用对信号进行处理，集成功率放大器性能稳定，特别是TDA2030A，它是最常用的音频集成功放，性能十分优良，输出功率大，为了达到设计要求（输出功率10W），使用两块TDA2030A组成BTL电路，它的功率要比OTL电路增大2~3倍，TDA2030A属于经济型集成，使用方便。
电路设计采用阻容耦合方式，体积小，重量轻，频率响应好，各级静态工作点独立。
TDA2030A集成电路的特点是输出功率大，而且保护性能比较完善，当输出电流过大或管壳过热，集成块能自动的减少电流或转为截止，实现自我保护，使电路更加完善。
图 4BTL功放电路1.2设计方案的论证和选择对于方案一，甲类放大器通常需要偏置电压才能工作，放大输出的电压幅度不能超出偏置范围，所以能量转换效率很低，理论上最高不超过50%；对于方案二，电路较复杂，设计所需要的原件种类多，这样使设计过程中存在诸多变化因素，致使所做出来的电路音频放大效果不好，而且在选电路前用multisim进行仿真模拟也出现较大的问题。
对于方案三，比较简练，一目了然，思路清晰，并且采用比较少的电容，采用可调电阻使得结果更为精确，且BTL功放输出功率大，抗干扰强，噪声低，关键是容易制作成功。
本设计旨在用集成设计高保真音频放大电路，扬声器选择的是10W/8Ω，并确保输入信号在20HZ~20KHZ不失真；输出功率尽可能的大；效率更高，非线性失真要小；由于功率放大电路是在大信号下工作，所以不可避免地会产生非线性失真，但随着消费的不断提升，人们对音响的要求也越来越高，所以减小失真就是设计的主要任务。
元件的选取方面，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。
而且此电路采用的是性能十分优良的TDA 2030功率放大集成电路，且其外围电路简单，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，对于第一次做课程设计的我们不失为一个较好的选择。
综上，最后选定方案二。
二、系统的功能及设计框图2.1 系统的全部功能、要求及技术指标。
音频放大器的目的是以要求的音量和功率水平在发声输出元件上重新产生真实、高效和低失真的输入音频信号。
音频频率范围约为20 Hz～20 kHz，因此放大器必须在此频率范围内具有良好的频率响应。
音频功率放大器的主要作用是向负载提供功率，要求输出功率尽可能大，效率尽可能高。
非线性失真尽可能小。
音频功率放大器的特点：（1）输出功率足够大为获得足够大的输出功率，功放管的电压和电流变化范围应很大。
（2）效率要高功率放大器的效率是指负载上得到的信号功率与电源供给的直流功率之比。
（3）非线性失真要小功率放大器是在大信号状态下工作，电压、电流摆动幅度很大，极易超出管子特性曲线的线性范围而进入非线性区，造成输出波形的非线性失真，因此，功率放大器比小信号的电压放大器的非线性失真问题严重。
功率放大电路的电路形式很多，有双电源供电的OCL互补对称功放电路，单电源供电的OTL功放电路，BTL桥式推挽电路和变压器耦合功放电路，等等。
本设计旨在用集成设计高保真音频放大电路，扬声器选择的是10W/8Ω，并确保输入信号在20HZ~20KHZ不失真；输出功率尽可能的大；效率更高，非线性失真要小；由于功率放大电路是在大信号下工作，所以不可避免地会产生非线性失真，但随着消费的不断提升，人们对音响的要求也越来越高，所以减小失真就是设计的主要任务。
元件的选取方面，由于TDA2030A集成电路的特点是输出功率大，而且保护性能比较完善，当输出电流过大或管壳过热，集成块能自动的减少电流或转为截止，实现自我保护，使电路更加完善。
2.2确定设计框图（系统包含的单元电路及结构）和总体设计方案电路的总程序框图如下：图 5电路总程序框图先将音频信号输入到功率放大器中，再经过功率放大器的放大输出信号（先经过同相放大器，再经过反相放大器），同时存在负反馈电路对输出的信号进行反馈，从而起到自动调节输出作用。
方案设计电路图如图6所示：图 6方案设计电路图该电路用两块TDA2030组成入上图所示的BTL功放电路，TDA2030（1）为同相放大器，输入信号Vin通过交流耦合电容C1输入放大器的同相输入端，交流闭环增益为Kvc=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。
TDA2030（2）为反相放大器，它的输入信号是由TDA2030（1）输入端的U01经R5,R7分压器衰减后取得的，并经过电容C6后反相输入端，它的交流闭环增益Kvc=R9/R7//R5≈R9/R7≈30dB。
由R9=R5，所以TDA2030（1）与TDA2030（2）的两个输入信号U01与U02应该是幅度相等相位相反的，即：U01≈Uin•R3/R2U02≈-U01•R9/R5∵R9=R5∴U02=-U01因此在扬声器上得到的交流电电压应为：Uo=U01-（-U02）=2U01=2U02扬声器上得到的功率PY按下式计算：PY=Uz²/Rl=(2U01)²/Rl=4(U01)²/Rl=4PMONOBTL功放电路能把单电路功放的输出功率（PMONO）扩展4倍，但实际上却受到集成电路本身功耗和最大输出电流的限制，该电路若在Vs=±14V工作时，PO=28W。
2.3单元电路的分析与设计：（1）反馈电路：引入反馈后，如果输出电压（或电流）增大，则反馈信号也增大，结果使净输入信号减少，输出也趋于减小，从而起到自动调节输出作用。
由于放大电路中存在非线性器件（三极管，场效应管等），所以即使输入信号Vi为正弦波信号，输出也不可能是标准的正弦波，而会产生一定的非线性失真。
引入负反馈后，非线性失真将会减小。
假设一放大器在没加负反馈之前通频带BW=Hf-LfHf,引入负反馈后，放大器的通频带BW F =BW AF,这说明引入负反馈后，放大器的通频带扩展了（1+AF）倍，负反馈具有稳定闭环增益的作用，因而对于频率增大（或减小）引起的增益下降，具有稳定作用。
