模电课程设计——OTL音频功率放大器

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8Ω。

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47K Ω。

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：⑶单元电路设计及元器件选择： ①单元电路设计：功率放大器按输出级静态工作点的位置可分为甲类、乙类和甲乙类三种；若按照输出级与负载的耦合方式，甲乙类又可分为电容耦合（OTL 耦合）、直接耦合（OCL 电路）和变压器耦合三种。

变压器耦合容易实现阻抗匹配，但体积大，较笨重。

又OCL电路电源输入要求较高，所以采用OTL电路。

采用单电源的OTL 电路不需要变压器中间抽头，但需要在输出端接上大电容，且低频特性不如OCL 好。

根据“虚短”、“虚断”的原理，利用电阻的比值，可求得电路所需的放大倍数，其中可加入一个电位器替代反馈电阻，这样就能够实现电路放大倍数的调整。

因为功率放大电路是追求在电源电压确定的情况下，输出尽可能大的功率，可以采取OTL电路来实现。

为了提高转换功率，我们要对电路进行改善，这主要围绕功率放大电路频率响应的改善和消除非线性失真来改进电路，因此要用到若干个电阻电容来保护电路。

OTL电路会产生交越失真，为了消除这种失真，应当设置合适的静态工作点，使电路中的两只放大管均工作在临界导通或微导通的状态，这可以通过加入两个二极管来实现，因为二极管具有单向导电性。

实验四OTL功率放大电路姓名：李振昌学号：15350027班级：自动化一班一、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。

图7－1 OTL功率放大器实验电路二、试验原理图7－1所示为OTL低频功率放大器。

其中由晶体三极管T1组成推动级，T2 ,T3是一对参数对称的NPN和PNP型晶体三极管，他们组成互补推挽OTL功放电路。

由于每一个管子都接成射极输出器形式，因此具有输出电阻低，负载能力强等优点，适合于作功率输出级。

T1管工作于甲类状态，它的集电极电流I c1的一部分流经电位器R W2及二极管D，给T2.T3提供偏压。

调节R W2，可以使T2.T3得到适合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 U A=1/2U CC，可以通过调节R W1来实现，又由于R W1的一端接在A点，因此在电路中引入脚.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T1放大.倒相后同时作用于T2.T3的基极,U i的负半周使T2管导通(T3管截止),有电流通过负载R L,同时向电容C0充电,在U i的正半周 ,T3导通(T2截止),则已充好的电容器C0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.C2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 om理想情况下,P om=U CC2/8R L,在实验中可通过测量RL两端的电压有效值,来求得实际的P OM=U O2/R L。

2.效率=P OM/P E 100% P E－直流电源供给的平均功率理想情况下,功率M ax=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。

O T L音频功率放大器设计(总20页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--目录摘要 (Ⅰ)A B S T R A C T (Ⅱ)第1章绪论 (1)设计目的 (1)设计思路 (1)设计背景 (1)国内外发展状况 (2)第2章设计介绍 (3)2．1O T L音频功率放大器 (3)2．2直流稳压电源原理 (5)第3章元器件及原理图简介 (7)总原理图 (7)O T L音频功放满足的具体性能指标 (7)相关芯片结构图和资料 (8)第4章安装与调试 (10)元件的安装 (10)元件的调试 (10)对面包板的检查 (11)性能测试 (11)第5章误差分析与计算 (13)5．1误差分析 (13)5．2误差计算 (13)结论 (14)致谢 (15)参考文献 (16)附录摘要本课程设计是在学完《模拟电路基础》、《模拟电路基础实验》之后的实做训练。

本报告其主要内容是设计并实现OTL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大，输出信号的非线形失真尽可能的小，效率尽可能的高。

功率放大器的常见电路形式有OTL电路和OCL电路。

有用集成运算放大器和晶体管组成的功率放大器，也有集成电路功率放大器等。

本文设计的是一个 OTL 功率放大器，该放大器采用LM386集成功率音频放大器芯片，LM386音频放大器具有自身功耗低、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，静态功耗低，约为4mA，可用于电池供电，广泛应用于录音机和收音机之中。

本次设计电路采用直流稳压电源供电。

关键词: OTL功率放大电路；LM386音频放大器；功率放大；直流电源ABSTRACTThis course is designed to complete the "Analog Circuit Foundation", "Analog circuit basic experiment" after the practice training. The main content of this report is to design and implement OTL power amplifiers. The power amplifier's function is to give the audio amplifier load RL (speaker) to provide a certain output. When the load is certain, it is hoped that the output power is as large as possible, the non-linear distortion of the output signal is as small as possible and the efficiency is as high as possible.The common circuit forms of power amplifiers include OTL circuits and OCL circuits. Power amplifiers with integrated operational amplifiers and transistors, as well as integrated circuit power amplifiers. The design of this paper is a OTL power amplifier, the amplifier using LM386 set success rate audio amplifier chip, LM386 audio amplifier has its own low power consumption, update internal chain gain can be adjusted, the power supply voltage range, the external components less and total harmonic distortion small and so on, the static consumption is low, about 4mA, It can be used for battery power and is widely used in recorders and radios. This design circuit uses the DC voltage stabilizer power supply.Keywords：OTL power amplification circuit; LM386 audio amplifier; Power supply; Constant current第1章绪论设计目的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。

沈阳工业大学信息科学与工程学院设计题目：音响放大器专业：小组成员：2021年11月29日第一章方案设计与论证1．基本要求：（1）正弦信号输入电压幅度为5～700mV，等效负载电阻为R L为8Ω条件下，应满足：①额定输出功率P OR ≥10W；②带宽B W ≥50～10 000Hz；③在P OR下和B W内的非线性失真系数≤ 3%；④在P OR下的效率≥ 55%⑤在前置放大级输入端交流短接到地时，R L=8Ω上的交流声功率≤10mW；⑥整体电路的联调与试听。

（2）设计并制作满足本设计任务要求的稳压电源2．设计方案：由于设计要求不是对单一信号频率实施放大，而是对一个输入电压变化幅度大（5—700mV）,频带范围宽（50—10000Hz）的频带信号实施功率放大，所以不能只从简单的功率放大上考虑，至少应从以下几方面作较为全面的考虑：1、解决本设计的电路对信号源，尤其是信号幅度小的时候的影响。

2、要求对整个频带内不同频率成分，不同电压幅度信号都要均匀放大。

因此，本设计所要求的功率放大电路，应该是一个既能有效实施隔离，完成电路阻抗匹配；又能在所规定的频带内进行信号均衡放大额定一种实用型电路。

所以将输入信号通过均衡电路处理之后，送入功率放大器，提升到所需的额定输出功率。

依据设计要求，我们可确定音响放大器的基本组成框图如下，电路由话音放大器、电子混响器、前置放大器、音调控制器、功率放大器以及稳压电源组成：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。

第二章各模块电路原理与仿真1、话音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20K 亦有低输出阻抗的话筒如（20欧，200欧等），所以话筒放大器的作用是不失真地放大声音信号（最高频率达到10KHz）。

课程设计任务书内容摘要音频功率放大器电路是音响系统中不可缺少的重要部分，其主要任务是将音频信号放大到足以推动外接负载，如扬声器、音响等。

功率放大器的主要要求是获得不失真或较小失真的输出功率，讨论的主要指标是输出功率、电源提供的功率。

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。

OTL 功率放大器，它具有非线性失真小，频率响应宽，电路性能指标较高等优点，也是目前OTL电路在各种高保真放大器应用电路中较为广泛采用的电路之一。

本设计所用的集成电路功率放大器主要有TDA2030a构成，TDA2030a是一块性能十分优良的功率发大集成电路，其主要特点是上升速率高、瞬态互调失真小，内部设有过热保护，外围电路简单，可以做OTL使用，也可做OCL使用。

关键字： OTL功放、OCL功放目录课程设计任务书----------------------------------------------2内容摘要----------------------------------------------------------------3一、设计任务和要求-------------------------------------------------5二、总体方案设计-----------------------------------------------------52.1电路设计方案-----------------------------------------------------5 2.11 集成功率放大器的选择------------------------5 2.12 TDA2030A简介---------------------------------5 2.13 TDA2030A集成功放的典型应用-------------------6 2.14 单电源供电音频功率放大器---------------------72.2电路图-----------------------------------------8三、电路仿真---------------------------------------83.1电路仿真测试-----------------------------------83.2器件选择---------------------------------------9四、电路的安装与调试------------------------------94.1 电路板的焊接与安装----------------------------94.2 电路板的测试---------------------------------10五、总结-----------------------------------------10六、参考文献-------------------------------------11一、设计任务和要求1、采用全部或部分分立元件电路设计一种音频功率放大器。

ocl功率 放大器课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解OCL功率放大器的基本原理，掌握其电路组成及各部分功能；2. 掌握OCL功率放大器的性能参数，如输出功率、效率、失真等；3. 学会分析OCL功率放大器在实际应用中的优缺点。

技能目标：1. 能够正确搭建OCL功率放大器电路，并进行调试与优化；2. 学会使用相关测试仪器对OCL功率放大器性能进行测量，具备一定的实验操作能力；3. 能够运用所学知识解决实际电路中与OCL功率放大器相关的问题。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发他们探索未知、勇于创新的科学精神；2. 增强学生的团队合作意识，培养他们在实验过程中相互帮助、共同进步的品质；3. 提高学生对实验操作规范的认识，培养他们严谨、负责的科学态度。

本课程针对高年级电子技术相关专业学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果。

通过本课程的学习，使学生不仅掌握OCL 功率放大器的基本理论知识，还具备实际操作与解决问题的能力，为后续深入学习电子技术打下坚实基础。

同时，注重培养学生的科学精神和团队协作能力，提升他们的综合素质。

二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. OCL功率放大器基本原理：- 理解OCL功率放大器的工作原理，包括其分类、特点及应用场景；- 掌握OCL功率放大器电路的组成，如输入级、驱动级、输出级等；- 学习OCL功率放大器的关键性能参数，如输出功率、效率、失真等。

2. OCL功率放大器电路分析与设计：- 分析典型OCL功率放大器电路，了解各部分功能及相互关系；- 学习OCL功率放大器电路设计方法，包括选型、计算及优化；- 掌握OCL功率放大器电路的调试与测试方法。

3. 实践操作与问题分析：- 搭建OCL功率放大器实验电路，进行实际操作，验证理论知识的正确性；- 学习使用相关测试仪器，对OCL功率放大器性能进行测量，分析实验数据；- 针对实际应用中可能出现的问题，学会分析与解决方法。

摘要功率放大器的作用是给音响放大器的负载（扬声器）提供一定的输出功率。

当负载一定时，希望是功率尽可能大，输出信号的非线性失真尽可能小，效率尽可能的高。

功率放大器的常见电路形式有OTL电路和OCL电路。

有用集成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。

本文设计的是一个OTL功率放大器，该放大器采用NPN和PNP晶体三极管组成互补推挽OTL功放电路。

由于每个管子都接成射极输出器形式，因此具有输出电阻低，负载能力强等优点，适合作为功率输出级。

本设计在通入正弦交流信号后，可输出放大的正弦信号。

关键词：OTL功率放大电路晶体三极管输出正弦信号Power amplifier is used for provide power output for the load of audio amplifier (speaker). We hope the power can be as large as possible, the output signal of the nonlinear distortion can be as small as possible, and the efficiency can be as high as possible. The common circuit forms of the power amplifier are OTL circuit and OCL circuits. And there are some which are consist of transistor power amplifier and operational amplifier, and there also have albums into power amplifier circuit. We designed a OTL power amplifier this time, the amplifier adopts the NPN and PNP transistor to form complementary push-pull OTL amplifier circuit. Because every pipe joint into emitter follower forms, it has the advantages of low output resistance, strong load ability, so it is well used for a power output stage. Besides,we can use the product to increase the sine signal.目录摘要------------------------------------------------------------- 1 第一章绪论 -------------------------------------------------- 3 第二章总体方案设计 -------------------------------------- 42.1 功率放大器的种类和特点------------------------- 42.2 设计思路---------------------------------------------- 42.3 OTL功放各级的作用和电路结构特征-------- 42.4 功率放大器的几个主要指标要求---------------- 52.5 设计方案---------------------------------------------- 6 第三章硬件设计 -------------------------------------------- 73.1 OTL功放电路的选管 ------------------------------- 73.2 OTL 电路的主要性能指标： --------------------- 73.3 实验设备与指标------------------------------------- 8 第四章系统调试与测试 ----------------------------------- 94.1 功放电路的调试------------------------------------- 94.2 参数测试--------------------------------------------- 10 第五章总结与展望 ---------------------------------------- 11 第六章谢辞 ------------------------------------------------- 12 附录------------------------------------------------------------ 13第一章绪论功率放大器是机电一体化产品中不可缺少的部分，也是最基本的部分。

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：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 (1)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)............................................................................................................ 错误!未定义书签。

1.1.2 参数计算 (4)1.2直流稳压电源的设计 (5)............................................................................................................ 错误!未定义书签。

............................................................................................................ 错误!未定义书签。

2.仿真结果及分析 (6)2.1音频功率放大电路 (6)............................................................................................................ 错误!未定义书签。

项目十 OTL 功率放大器的制作与调试第一部分 互补对称功率放大器的基本知识及工作原理一、互补对称功率放大器的种类及其性能二、乙类OCL 功放 1．电路：2．工作原理分析3．电路电压传输特性曲线：二、带有前置放大级的甲乙类OCL 功放 1．电路： +U R Lu o+U G AV 1-U GV 2 u i2．工作原理分析3．电路电压传输特性曲线：三、乙类OTL 功放 1．电路：2．工作原理分析：四、带有前置放大器的甲乙类功率放大器 1．电路： u i-U GR Lu oV 4 V 3V 2V 5 V 1 R B R E1 u iu i C 1V 1V 2C 2R L+ u C1 - + u C2 -B A第二部分OTL功率放大器的制作与调试一、实训目标1.增强专业意识，培养良好的职业道德和职业习惯。

2.熟悉带有前置放大的OTL功放结构。

3.理解OTL功放的静态工作点调节原理、中点电位调节原理以及自举电路的作用。

4.会制作OTL功放，并能完成电路的静态工作点调节与中点电位调整。

二、实训内容与步骤1.识别与检测元器件，若有元器件损坏，及时向老师报告。

2.根据下图进行电路装接：R P1置中间，R P2置零。

3．接通+5V 电源，用手触摸功放管V 2与V 3，若管子温升显著，说明电路存在故障，应立即关闭电源进行故障排查，并记录如下：故障现象及排除过程： 。

4．中点电位的调整调整R P1，测量中点的表态电位，使其等于2.5V 。

5．静态工作点的调节与测量操作：接入1KHz 的正弦信号，缓慢增大Ui ，用示波器监测u o 波形的交越失真。

调节R P2，直至交越失真刚好消除。

记录毫安表计数，测量三极管各极对地电压，填入下表，并分别计算各三极管的静态工作点I CQ 、U BEQ 、U CEQ ，也填入下表。

计算（写出以上计算过程）： 6．自举电路作用的研究操作：逐渐调大信号源的输出电压Ui ，直至功放输出最大不失真电压。

学号：课程设计题目音频功率放大器的设计仿真与实现学院信息工程学院专业班级姓名指导教师年月日课程设计任务书学生：专业班级：指导教师：工作单位：信息工程学院题目: 音频功率放大器的设计仿真与实现初始条件：可选元件：集成功放，电容、电阻、电位器若干；或自选元器件。

可用仪器：示波器，万用表，毫伏表等。

要求完成的主要任务:（1）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。

完成对音频功率放大器的设计、仿真、装配与调试，并自制直流电源。

（2）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安装调试并按规要求格式完成课程设计报告书。

⑤选做：利用仿真软件的PCB设计功能进行PCB设计。

时间安排：1、2016年12月查阅资料，确定设计方案；2、2017年01月4日-2017年01月7日完成仿真、制作实物等；3、2017年01月8日-2017年01月9日调试修改；4、2017年01月9日-2017年01月10日完成课程设计报告；5、2016年01月11日完成答辩。

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)1引言 (1)2音频功率放大器的工作原理及组成 (2)2.1前置放大电路 (2)2.2功率放大电路 (2)3方案设计与选择 (4)3.1 功率放大器的选择 (4)3.1.1 OTL互补对称功率放大器 (4)3.1.2用集成器件TDA2030实现 (5)3.1.3 基于TDA2030的双电源互补对称功放 (6)3.1.4 基于TDA2030的双电源桥式推挽互补对称功放 (6)3.1.5 比较与选择 (8)3.2 整体电路 (8)3.2.1 主要元件：TDA2030 (8)3.2.2 放大电路的基本设计 (9)3.3 各模块功能与设计 (10)3.3.1 放大模块 (10)3.3.2 输入模块 (11)4电路原理及分析 (13)4.1电路图 (13)4.2 波特图输出如图 (14)4.3 输入输出波形仿真 (15)4.3.1 仿真波形情况 (15)4.3.2 灵敏度测量 (16)5 实际测试 (17)6 主要元件介绍及参数 (18)6.1 TDA2030 (18)6.1.1 TDA2030参数 (18).6.1.2 TDA2030介绍 (19)6.2 1N4007G基本参数 (19)6.3 2N2222A基本参数 (19)7 电路仿真与调试 (20)7.1 Proteus仿真 (20)7.2 Multisim软件对直流稳压电源仿真 (21)8 实物展示 (22)9 元件清单 (23)10 心得体会 (24)参考文献 (25)摘要音响放大器的设计目的是为了更好的掌握集成功率放大器部电路工作原理，学会其外围电路的设计与主要性能参数测量方法以及掌握音响放大器的设计与电子线路系统的装试和调试技术。