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信息工程学院课程设计报告书题目: 基于Multisimde 音频功率放大器设计与仿真课程：电子线路课程设计专业：班级：学号：学生姓名：指导教师：2015 年 1 月 3 日信息工程学院课程设计任务书信息工程学院课程设计成绩评定表摘要TDA2030功率放大电路具有失真小、功率大、所需元件少、制作简单、效果良好等优点，用它来做电脑有源音箱的功率放大部分或MP4等小型功放再合适不过，本论文便是用TDA2030来制作音频功率放大器原件。
高效率的音频功率放大器不仅仅是在便携式设备中需要，在大功率的设备中也占有较大的比重。
随着人们居住条件的改善，高保真音响设备和高档的家庭影院也逐渐兴起。
音频功率放大器在这些设备中起到了很重要的作用。
关键字：TDA2030功率放大电路、音频功率放大器、高效率AbstractTDA2030 power amplifier circuit with small distortion, high power, which needs few components, simple fabrication, the advantages of good effect, can use it to make power computer amplifying part or MP4 small power is again appropriate however, this thesis is to make use of TDA2030 audio poweramplifier original. Audio power amplifier with high efficiency is not only the need in portable devices, also account for a large proportion in high power devices. With the development of people's living conditions improve, high fidelity audio equipment and high-end home theater also gradually on the rise. Audio poweramplifier plays a very important role in these devices.Keywords: TDA2030 power amplifier circuit, audio power amplifier, high efficiency目录1前言 (1)1.1音频放大器的发展 (1)1.2 音频放大器设计背景 (1)1.3 音频放大器设计意义 (1)2任务与条件 (3)2.1初始条件 (3)2.2要求完成的主要任务 (3)2.3设计方案 (3)3选择器件与参数运算 (4)3.1运放NE5532介绍 (4)3.2 TDA 2030介绍 (5)3.3功率计算 (6)4单元电路设计 (7)4.1主电源电路 (7)4.2调音电路 (7)4.3功率放大电路 (8)5电路设计仿真 (10)5.1仿真电路图 (10)5.2仿真结果 (10)总结 (12)参考文献 (13)1前言1.1音频放大器的发展上个世纪80 年代以前，输出功率仅几瓦的声频功率放大器都要采用分立元件来制作。
Multisim仿真软件在音响放大器设计电路中的应用Multisim仿真软件在音响放大器设计电路中的应用随着科技的进步和人们生活水平的提高，音响设备在日常生活中扮演着越来越重要的角色。
作为音响设备的核心部分，放大器的设计和优化对于音质的提升和音乐体验的改善起着至关重要的作用。
然而，传统的放大器电路设计需要大量的实验与调试，成本高昂且耗时，限制了放大器设计的发展。
而随着电子仿真技术的迅猛发展，Multisim仿真软件在音响放大器设计电路中的应用日益广泛。
Multisim仿真软件是一种功能强大的电子设计自动化工具，它能够通过模拟电子元件和电子电路的工作状态，对电路进行分析、测试和优化。
对于音响放大器的设计来说，Multisim仿真软件提供了一种高效、准确且可靠的方法。
首先，Multisim仿真软件提供了丰富的电子元件库，涵盖了常见的电子元件和器件。
设计者可以根据自己的需要，选择适合的元件进行放大器电路的设计。
同时，Multisim软件还提供了虚拟测量仪器，例如示波器、频谱分析仪等，使得用户可以直观地了解电路中各个节点的电压、电流等参数变化情况。
这大大减少了实验中的测量和调试工作，提高了设计效率。
其次，Multisim仿真软件具有良好的可视化效果。
用户可以通过软件界面直观地观察电路的工作过程，了解电流流动的路径和电压变化的情况。
这种可视化的效果使得设计者能够更直观地了解电路的工作原理和特性，便于进行电路的分析和优化。
除此之外，Multisim仿真软件还提供了多种分析工具和功能，例如直流分析、交流分析、参数扫描等。
用户可以通过这些工具对电路进行全面的性能分析，找到电路中的问题和瓶颈，从而进行优化。
这些分析工具的应用可以在实际的电路设计中节省大量的时间和成本，提高设计的准确性和可靠性。
最后，Multisim仿真软件还支持用户自定义模型和参数，使得设计者能够更灵活地设计和调试放大器电路。
用户可以根据自己的需求，自定义电子元件的特性和参数，比如放大器的增益、频率响应等。
信息工程学院课程设计报告书题目: 基于multisim10下的音响放大器设计与仿真课程：电子线路课程设计专业：电气工程及其自动化班级：学号：学生姓名：指导教师：2015年01月 07日信息工程学院课程设计任务书2015年1月7日信息工程学院课程设计成绩评定表信息工程学院课程设计报告书题目: 基于multisim10下的音响放大器设计与仿真课程：电子线路课程设计专业：电气工程及其自动化班级：学号：学生姓名：指导教师：2015年01月 07日信息工程学院课程设计任务书2015年1月7日信息工程学院课程设计成绩评定表摘要在Multisim 10软件环境下，采用运算放大集成电路模块和功率放大集成电路模块设计音频功率放大器，并根据其结构模块提出设计思路及论证，再通过仿真验证方案的正确性。
再根据其交流电源联想提出由Multisim 10设计一种由运算放大器构成的精确可控矩形波信号发生器，结合系统电路原理图重点阐述了各参数指标的实现与测试方法。
最后，简单介绍了直流稳压电源的构成及其简单仿真设计。
关键词：运算放大集成电路，模块，功率放大集成电路，矩形波，直流稳压源。
AbstractIn the Multisim 10 software environment, using an operational amplifier integrated circuit module and apower amplifying integrated circuit module design of the audio power amplifier, and puts forward the design ideas and arguments according to its structure module, and then through the correctness of the simulation verification scheme. According to the AC power supply association proposed by Multisim 10 to design a composed of operational amplifier precisely controllable rectangular wave signal generator, combined with the circuit diagram of the system focuses on the realization and test method of each parameter index. Finally, briefly introduces design consists of DC regulated power supply and a simple simulation.Key word: An operational amplifier integrated circuit,，Modular，Power amplifier integrated circuit，Rectangular wave，DC voltage stabilized source。
基于Multisim的C类功率放大器仿真高频功率放大器是发射机的重要组成部分，通常用在发射机的末级和末前级，主要作用是对高频信号的功率进行放大一高效输出最大的功率，使其达到发射功率的需求。
一般电子线路应用设计中，对功率放大电路的基本要求如下：1)输入电阻大，这样可以降低对前级电路的影响。
2)输出电阻小，这样可以保证相应的功率输出的能力。
3)线性度好，这可以在功率放大的同时保证很小的波形失真。
4)效率高，即输出功率与带负载是的输出功率比值大为满足上述四项要求，工程中设计出了各种各样的功率放大器。
本文将采样仿真分析的方法，介绍C类功率放大器。
C类功率放大器根据放大器中晶体管工作状态的不同或晶体管集电极导通角θ的范围，可以分为A类，AB类，B类，C类，D类等不同类型的功率放大器，电流导通角越小，放大器的效率越高，C类功率放大器的θ＜90o，其效率可达85%，所以高频功率放大器通常工作在C类状态，负载为LC谐振回路，以实现选频滤波和阻抗匹配，因此将这类放大器称之为谐振功率放大器或窄带高频功率放大器。
1.输入输出信号幅值之间的关系创建电路图，如图所示：图1改变信号的输入幅度分别为0.7v，1v。
用示波器观察得到的输入输出信号波形为：图2 0.7V输入幅值图3 1V输入幅值结论：在输入电压增大的情况下输出信号出现明显失真。
2.集电极电流I c与输入信号之间非线性关系仿真按照图1建立电路原理图但输入信号频率为1MHz，幅度为0.7V时，利用Multisim仿真软件中的瞬态分析对功率放大器进行分析，再将输入信号增大到1V完成同样的分析内容。
仿真结果：图4 0.7V输入电压时的I c图5 1V输入电压时的I c分析：由实验仿真结果图4，5可以看出，不同输入信号振幅的集电极电流均为半个周期的余弦脉冲波，但形状不一样，这是由于C类工作状态下的晶体管导通时间小于输入信号的半个周期的缘故，故当输入信号较小时工作在欠压状态，集电极电流为尖顶余弦脉冲；但输入信号比较大时，进入过压区，集电极电流则为凹顶脉冲。
基于Multisim的音响放大器设计及仿真
黄乐程
【期刊名称】《电子制作》
【年(卷),期】2024(32)10
【摘要】文章在简单介绍音响放大器主要结构及作用的基础上,基于LM324和TDA2030集成电路设计了一款音响放大器,根据参数指标设计了各单元电路,准确计算出各元器件参数;在Multisim14软件中进行电路仿真,测试了技术参数指标并获取正确波形图,从而验证了电路设计的可行性。
该系统设计电路简单、成本低廉却能保证音色,调节音调,放大声音,对于音响放大器研究开发具有一定参考价值。
【总页数】4页(P89-92)
【作者】黄乐程
【作者单位】吉首大学通信与电子工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN7
【相关文献】
1.基于 Multisim 的音频放大器设计与仿真
2.基于Multisim 10的共射极放大器设计与仿真
3.基于Multisim的锁定放大器仿真及实验设计
4.基于NI Multisim 12.0的集成音频功率放大器的设计与仿真分析
5.Multisim仿真软件在音响放大器设计电路中的应用
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第22期2022年11月无线互联科技Wireless Internet TechnologyNo.22November,2022作者简介:林兰平(1977 ),女,福建福州人,工程师,本科;研究方向:应用电子技术㊂Multisim 仿真软件在音响放大器设计电路中的应用林兰平(福州市委市政府会议保障中心,福建㊀福州㊀350001)摘㊀要:文章研究了音响放大器设计的4个主要部分,即语音放大器㊁混合前置放大器㊁音调控制器和功率放大器㊂首先对可行方案进行分析,然后分别设计各单元电路并计算相关元器件参数,最后在仿真软件中测试了相关技术参数指标,能够有效地保证声音质量,同时能够实现对音调的调节,验证了系统设计的可行性和有效性㊂该设计对于实际音响放大器的研究有一定参考价值㊂关键词:模拟电子技术;语音放大器;功率放大器;音调控制0㊀引言㊀㊀近年来,电子产品盛行,各式各样的电子产品逐渐融入人们的生活中㊂音响作为一个重要的声音播放媒介应用更加广泛,不但可以满足人们正常通信的需求,而且用其播放音乐越来越成为人们缓解生活压力的一种方式㊂随着微电子科技日趋成熟,人们对声音品质也有了更高的要求㊂本设计基于此背景利用模拟电子技术展开对音响放大器的研究㊂1㊀音响放大器的组成1.1㊀音响放大器概述㊀㊀音响放大器由语音放大器㊁混合前置放大器㊁音调控制器和功率放大器组成,其基本结构如图1所示㊂图1㊀音响放大器基本组成结构1.2㊀语音放大器㊀㊀通常语音放大器就是话筒㊂话筒的主要作用是将外界输入系统的声音做一个形式上的转换,即从声信号变为电信号㊂其主要过程是输入的声音通过声波使内部元件振动进而产生电压,转化为电能进行传输㊂因为话筒的电信号是线圈振动产生的,所以电压较小但阻抗大㊂语音放大器能发挥很好的作用,将传来的电信号无损地放大,但阻抗远大于话筒的阻抗㊂通常语音放大器内部会有一个滤波器用来解决声音在空气中传播过程中的谐波失真问题㊂1.3㊀混合前置放大器㊀㊀混合前置放大器主要作用就是将之前不同来源的传入信号进行混合后放大㊂通常来讲,音响放大器的混合前置放大器都有好几路,这一器件会将输出信号混合在一起,进而传入后面的放大器进一步放大㊂1.4㊀音调控制器㊀㊀音调控制器的主要作用就是调节音响放大器的幅频,可以改变输出声信号中各频率成分的相对强度㊂其内部包含一个低通滤波器和一个高通滤波器,一般由电阻器与电容器组成㊂当需要将低频信号调高时,仅需衰减高频信号即可;当需要将高频信号调高时,是也是如此操作㊂1.5㊀功率放大器㊀㊀功率放大器就是 功放 ,其在音响放大器中起着组织㊁调配的关键作用,能够将前级传来的较弱信号放大后传送给扬声器㊂其内部的驱动放大器能够将前置放大器输入的电信号进一步放大;末级放大器将电流信号整合后形成大功率信号,从而带动扬声器发声㊂2㊀音响放大器的指标要求及总体设计㊀㊀由前文可知,本设计的音响放大器主要由语音放大器㊁混合前置放大器㊁音调控制器以及功率放大器组成㊂在设计中,电路的级数是首先要确定的,然后利用各级的级数㊁功能指标参数要求对各级电压的增益进行分配,再从功放级向前级依次计算各级电路的相关参数㊂2.1㊀音响放大器的相关指标要求㊀㊀本系统拟设计一款音响放大器,可以通过话筒与其他媒体播放器输入音频并进行声音的放大,其中话筒输入信号为5mV,媒体播放器输入电压为100mV,此外系统还可以进行手动调节输出音调,系统拟定各项参数指标如下㊂(1)额定功率:P 0=0.5W,失真度ɱ10%;(2)负载阻抗:R =20Ω;(3)频率响应:40Hz ~10kHz;(4)音调控制特性:在1kHz 处的增益为0dB,在40kHz 和10kHz 处有ʃ12dB 的调节范围,AVL =AVH ɲ20dB㊂2.2㊀音响放大器总体设计㊀㊀根据以上的技术指标,设计各级的电压增益分配如图2所示㊂图2㊀音响放大器各级电压增益分配利用图中对电压增益分配即可对各单元电路进行具体设计,通过对各个放大级参数的合理调节,即可完成上述参数音响放大器的设计㊂3 各单元电路设计3.1㊀语音放大器电路设计㊀㊀基于此前的技术指标参数,本系统的语音放大器选择了由集成运放组成的同相放大器,放大器的增益为:A VF =1+R fR 1语音放大器的电路如图3所示㊂语音放大器电路由集成运放和两个电阻组合而成,通过图示连接方式实现对电信号的放大㊂图3㊀语音放大器为保证语音放大器的放大倍数为7.5,设计图中R i =10kΩ,R f 采用电阻值为100kΩ的电位器,这样可以根据不同的需求进行灵活调整[1]㊂3.2㊀混合前置放大器电路设计㊀㊀混合前置放大器需要和功率放大器的特性相适应,否则系统无法做到高保真㊂混合前置放大器的电路如图4所示㊂电路图中R 是一个平衡电阻,其阻值大小为R =R 1//R 2//R f ㊂由电路图可以表示出输入电压与输出电压之间的关系,即:v o =-R f R 1v i 1+R fR 2v i 2()其中,v i 1为前一级话筒的输出信号,v i 2为媒体设备的输出信号㊂根据此前音响放大器各级的增益分配框图可知,若想令话筒与媒体设备输出经混响级后的输出保持平图4㊀混合前置放大电路衡,就需要R fR 1ʈ3,R fR 2=1,因此本设计中选定R f =39Ω,R 1=20kΩ,R 2=39kΩ㊂此外,图中的C 1和C 2为耦合电容,均选用10μf 的极性电容㊂3.3㊀音调控制器电路设计㊀㊀通常来讲,音调控制电路可以分为以下3类㊂(1)衰减式RC 音调控制电路,可以实现较大范围的调节,但调节后失真的现象较为明显㊂(2)反馈型电路,与RC 音调控制电路相比调节范围较小,但同时也能避免一部分失真的现象㊂(3)混合式音调控制电路,其电路相比于前两种较为复杂,常常被用在高级的录音机中㊂在本系统中,考虑到相关技术指标,同时为了保证电路的简洁与低失真,选择反馈型电路用于音调控制器,反馈型音调控制电路原理如图5所示㊂图5㊀负反馈型音调控制电路电路图中Z 1和Z f 是由RC 组成的网络㊂由于集成运放A 的开环增益较大,因此有:A vf •=V o•V i•ʈ-Z fZ 1若出现不同的信号频率,Z 1与Z f 阻抗的比值也会有所变化,因此A vf •也会跟随着信号频率的变化而改变㊂假设Z 1和Z f 包含不同的RC 元件,则可以组成4种不同样式的电路,若将这4种电路共同组成一个电路,就可以获得兼备此4种功能的反馈型音调控制电[2]㊂图6㊀反馈型音调控制电路根据本音响放大器系统的参数指标,若要让A VL =A VH ȡ20dB,由此前A VL 的表达式可知,通常R 1,R 2和PR 1的阻值会取上百欧至上千欧㊂若取PR 1=470kΩ,则有C 2=12πf L 1PR 1=0.008μF R 2=PR 1f L 2f L 1-1=52kΩ对上式取标称值,则有C 2=0.01μF,R 2=51kΩ,结合上面的条件就有R 1=R 2=R 3=R =51kΩ,PR 1=PR 2=470kΩ,C 1=C 2=0.01μF,R 4=110R a =3R10=15kΩ,C 3=470pF㊂由于在低音的条件下,音调控制器电路的输入阻抗会和R 1近似相等,因此级间的耦合电容可取C i =C o =10μF㊂3.4㊀功率放大器电路设计㊀㊀功率放大器电路主要作用是为扬声器提供一定的输出功率,本设计归纳选取了3种功率放大电路的方案,列举如下㊂(1)选择SL34集成功放,这是一款低电压的集成音频功率放大器,有着低功耗㊁低失真的优点,当工作电压为6V,负载为8Ω时,输出功率在300mW 以上,常用作收音机和其他功放㊂(2)选择LM386音频集成功率放大器,其优点在于功耗低㊁电源电压范围大㊁电压增益可调整㊁外接元件少和总谐波失真小等,在录音机和收音机中应用十分普遍㊂LM386的电源电压为4~12V,音频功率为0.5W㊂此外,其电源电压范围最高可使用到15V,消耗静态电流为4mA,当电源电压为12V,负载为8Ω时,可以达到几百mW 的功率,其典型输入阻抗为50k㊂(3)选择TDA2030芯片组成的功放电路,其优点在于静态电流小并且有着较强的负载能力,能够输出较大的功率,最大可达到35W 左右,动态电流可以带动4~16Ω的扬声器,此外还具有保护电路㊂经过比较上述3个方案,考虑到本系统的实际需求[3],额定功率为0.5W,最终选用LM386㊂4㊀音响放大器的仿真实验4.1㊀Multisim 仿真软件㊀㊀本文仿真采用的Multisim 是一款具备非常丰富的仿真分析能力的仿真软件㊂相比于其他电路仿真软件,该软件含有齐全的数字电路元件数据库,并提供了数十种虚拟仪器,可以直接观察电路的运行状态㊂在模拟电路和数字电路的仿真应用中,Multisim 有着无可比拟的便捷性和优越性㊂Multisim 在电路实验方面具有独特的优势㊂本系统设计采用的Multisim 8可以进行单片机等微控制单元的仿真,进而进行印制电路板(PCB)的设计㊂Multisim 不仅可以弥补经费不足导致元器件和仪器的缺乏,而且在应用中不存在原材料的消耗㊁元器件短路㊁接触不良等实际问题,也不会因为调整仪器不当而产生故障或损坏等㊂因此,Multisim 软件是一个非常适用于虚拟实验的工具,在电子类的开发研究工作中发挥事半功倍的效果[4]㊂本文利用Multisim8软件对设计的电路进行仿真,在工作区对电路进行搭建,连接示波器,对电路相关参数进行合适的赋值并逐步调试,电路正确运行后可点击示波器,在图示仪界面输出实时波形,观察电路的波形图即可对电路的设计正确与否进行验证分析㊂Multisim 整个操作界面就如同一个操作台一般,操作简单,结果易于理解㊂4.2㊀语音放大器仿真㊀㊀根据此前设计的电路图在仿真软件中连接电路,如图7所示,按照上一章的参数设定电路中的电阻和电容,保存成电路文件㊂在搭建好电路后,首先对动态指标A v 进行了测试,将频率为1kHz 的信号作为输入,对信号幅度进行不断调节,使输出的V 0不失真,再将实测值与理论值进行对比,仿真结果如表1所示㊂表1㊀语音放大器仿真测试结果R 1R f V i V o A v =1+R fR 1A v =V o /V i(实测)10kΩ100kΩ10mV77.79mV111110kΩ50kΩ10mV59.643mV 6 5.9610kΩ70kΩ10mV79.747mV87.97对语音放大器的幅频特性进行测量,得到语音放大器上下限频率测试结果㊂由上㊁下限频率的规定可知,当电压放大倍数的幅值20log |A v |下降3dB 时,对应的频率就是f H 和f L ,测试结果如表2所示㊂表2㊀语音放大器上下限频率f Hf L测量值69.1577kZ0Hz图7㊀语音放大电路仿真4.3㊀混合前置放大器仿真㊀㊀按照设计的混合前置放大器电路图在Multisim 中连接电路,如图8所示,依据此前的计算结果设置各元器件的具体参数值,再将其保存为电路文件㊂图8㊀混合前置放大器仿真㊀㊀在仿真环境搭建好电路图后,对输出电压进行测试㊂将频率为1kHz 的正弦波输入电路,对信号幅度进行不断调节,使输出的V O 不失真,再将实测值与理论值进行对比,仿真结果如表3所示㊂对混合前置放大器的幅频特性进行测量,通过在电路中接入频率特性测试仪,得到混合前置放大器的频率下限与上线的测试结果㊂由上㊁下限频率的规定可知,当电压放大倍数的幅值20log |A v |下降3dB 时,对应的频率就是f H 和f L ,测试结果如表4所示㊂表3 混合前置放大器仿真测试结果V i 1V i 2V O (实测)V O =-R f 1V i 1R 1+V i 2R 2()(理论)10mV10mV29.551mV3020mV10mV49.047mV5020mV20mV59.081mV6020mV30mV69.056mV70表4 频率上下限测试结果f Hf L 测量值165.637kHz1.317Hz4.4㊀音调控制器仿真㊀㊀按照设计的音调控制器电路在Multisim 中连接电路,如图9所示,依据此前的计算结果设置各元器件的具体参数值,再将其保存为电路文件㊂图9㊀音调控制电路仿真㊀㊀在仿真环境搭建好电路图后,对音调控制特性进行了测量㊂测试了低音的提升与衰减,将高音调节电位器PR2移至中间位置,即总电阻的一半,将低音调节电位器移至最左边,即总电阻的全部,进行如下调试㊂(1)对信号发生器进行调节,使调节后的f =40Hz,Vm =100mV,再对音量调节电位器PR3进行调节,令电路的输出电压最大,由此得到PR3的值以及输出电压幅值:PR3=0kΩ,Vom =698.0mV㊂(2)使PR3的值和输入信号的幅度保持不变,在音调控制电路中接入频率测试仪并将工作频率设置在40Hz 到1kHz 之间,得到幅频响应曲线,同时记录当前数据㊂经过对幅频响应曲线的观察,记录低音部分升高的最大值:F =40Hz 时,低音的最大提升量=17.004dB㊂(3)移动PR1滑动端使其处于电位器最右端,即变阻器PR1的百分比为0%,重复以上步骤,记录低音的最大衰减量:F =40Hz 时,低音的最大衰减量=-16.933dB㊂相同的方法测试高音的提升和衰减㊂将低音调节电位器PR1移至中间位置,即总电阻的一半,将低音调节电位器PR2的滑动端移至最左边,即总电阻的全部,然后进行如下调试㊂(1)对信号发生器进行调节,使调节后的f =10kHz,Vm =100mV,再对音量调节电位器PR3进行输出电压幅值:PR3=0kΩ,Vom =463mV㊂(2)使PR3的值和输入信号的幅度保持不变,在音调控制电路中接入频率测试仪并将工作频率设置在10kHz 到1kz 之间,得到幅频响应曲线,同时记录当前数据㊂经过对幅频响应曲线的观察,记录低音部分升高的最大值:F =10kHz 时,低音的最大提升量=13.274dB㊂(3)移动PR2滑动端使其处于电位器最右端,即变阻器PR1的百分比为0%,重复以上步骤,记录低音的最大衰减量:F =10kHz 时,低音的最大衰减量=-12.78dB㊂4.5㊀功率放大电路仿真㊀㊀起初在设计中选用的功率放大器为集成功放,在使用的仿真软件Multisim8中的元器件库没有功率放大器的集成块,因此该单元电路需要使用分立元器件来仿真㊂而此前选用的LM386内部的电路又比较复杂,搭建难度较大,因此选用电路原理图进行仿真,在这里采用了与工作原理相同的OTL 功放,电路如图10所示㊂按照电路图在Multisim 中连接电路,再将其保存为电路文件㊂对电路进行调试,在没有输入信号时对电位器R2进行调节,通过仿真万用表对K 点的直流电压进行测试,由于静态时V k =0.5V cc ,当测得电压等于0.5V cc 时,R 2=14kΩ㊂图10㊀功率放大电路仿真个二极管短接,从Vi端输入交流正弦信号,频率为1kHz,通过示波器对输出电压Vo的波形进行监测,可以观察到交越失真较为明显㊂此外,对功率放大电路的最大不失真输出电压进行了测量,将频率为1kHz的交流信号输入Vi处,接入示波器对输出电压Vo的波形进行观测,如图11所示㊂当出现上述的交越失真时,移动电位器R3使输入信号增大,测得最大不失真输出电压Vom为4.336V[5]㊂对音响放大器输入灵敏度进行了测量,将频率为1kHz的正弦交流信号输入Vi处,增大输入信号㊂当输入电压达到Vom即4.336V时,测得相应输入电压即电路输入灵敏度Vs为16mV㊂图11㊀最大不失真波形㊀㊀由以上仿真结果可以看出,本次设计的音响放大器系统能够很好地满足预期的技术指标参数要求,从而实现对声音的保真放大效果㊂5㊀结语㊀㊀本文主要完成了对音响放大器系统的设计与仿真,通过对音响放大器各单元电路的分别设计与研究,实现了音响放大器的整体研究㊂通过仿真实验验证,系统能够完成对声音信号保真放大的要求,同时还可实现对输出音调的控制,系统的额定功率㊁负载阻抗㊁频率响应以及音调控制特性都能很好地满足各项技术指标的要求,同时也通过仿真实验验证了本音响放大器系统的可行性与有效性㊂就功能方面来讲,本系统还有着较大的提升空间,还可以增加多路音频输入以及多播放模式切换等功能㊂今后,笔者还会不断学习这方面的知识,作为兴趣爱好将这一音响放大器系统做得更加完美㊂[参考文献][1]张洗玉,方盟,李恪,等.基于MSP430自动增益控制放大器的研制[J].中国仪器仪表,2019(8):47-52.[2]夏银桥,汪小燕,陈林.多功能音响系统实验在多层次教学中的应用研究[J].实验室研究与探索,2019(7):204-207.[3]孙为.基于组件式模块化设计高保真音响电路的制作与检修[J].华东纸业,2022(1):140-142.[4]姜宁,陈晶,李璟琪.研发型音响企业财务分析探究[J].国际商务财会,2021(10):36-38.[5]计铭杰,卫宏.放大电路非线性失真的Multisim仿真分析[J].山西电子技术,2021(6):23-25,29.(编辑㊀王永超) Application of Multisim simulation software in designcircuit of audio amplifierLin Lanping(Meeting Security Center of Fuzhou Municipal Party Committee and Government,Fuzhou350001,China) Abstract:The design of audio amplifier is mainly divided into four parts,namely speech amplifier,hybrid preamplifier,tone controller and power amplifier.Firstly,the feasible scheme is analyzed,and then the circuit of each unit is designed respectively and the parameters of relevant components are calculated.Finally,the relevant technical parameters are tested in the simulation software,which can effectively ensure the sound quality and realize the adjustment of the tone,and verify the feasibility and effectiveness of the system design.This design has certain reference value for the actual sound amplifier research.Key words:electronic technology;power amplifier;power amplifier;tone control。
基于Multisim12的音频放大电路的设计与仿真专题报告之一：【平时成绩10分，其中报告格式4分，内容6分】音频放大电路的设计与仿真报告题目音频放大电路的设计与仿真学生姓名班级学号任课教师报告成绩完成时间报告题目音频放大电路的设计与仿真报告目的本次专题报告要求学生用所学放大电路的知识完成一种音频放大电路的设计与仿真。
其目的在于：1.使学生深入理解各类放大电路的工作原理、性能指标及其物理含义；2.使学生学会如何选择电路结构及器件型号满足设计性能指标要求。
3.通过仿真实验手段，初步锻炼学生的仿真实践能力和撰写电子版设计报告的能力。
4.培养学生对课程讲授内容进行深入思考，自主探究解决实际工程问题的能力，提高分析问题和解决问题的能力，拓展知识面，进而培养其自主学习和终身学习的意识。
具体实验要求1.基本设计要求：【必须完成的功能！】设计并仿真实现一个音频功率放大器。
功率放大器的电源电压为＋5V（电路其他部分的电源电压不限），负载为8Ω电阻。
具体要求如下：1）3dB通频带为300～3400Hz，输出正弦信号无明显失真。
2）最大不失真输出功率≥1W。
3）输入阻抗＞10kΩ，电压放大倍数1~20连续可调。
4）低频噪声电压（20kHz以下）≤10mV，在电压放大倍数为10，输入端对地交流短路时测量。
5）在输出功率500mW时测量的功率放大器效率（输出功率／放大器总功耗）≥50％。
2.发挥部分：1）设计并仿真完成一个放大倍数为1的信号变换电路，将功率放大器双端输出的信号转换为单端输出，经RC滤波供外接测试仪表用。
2）设计并仿真完成一个测量放大器输出功率的电路，要求具有3位数字显示，精度优于5%。
3）其他发挥功能。
3.仿真要求使用Multisim12版本仿真软件。
在该实验报告中要有完整的设计过程（撰写报告时涉及到的表达式要求用公式编辑器撰写）、仿真电路图和实验调试过程。
4.内容总结分两个部分：（1）总结本次实验的收获、体会以及建议（不少于300字）；（2）谈谈你对前5章所涉及放大电路的理解和认识（不少于500字）。
信息工程学院课程设计报告书题目: 基于Multisimde 音频功率放大器设计与仿真课程：电子线路课程设计专业：班级：学号：学生姓名：指导教师：2015 年 1 月 3 日信息工程学院课程设计任务书信息工程学院课程设计成绩评定表摘要TDA2030功率放大电路具有失真小、功率大、所需元件少、制作简单、效果良好等优点，用它来做电脑有源音箱的功率放大部分或MP4等小型功放再合适不过，本论文便是用TDA2030来制作音频功率放大器原件。
高效率的音频功率放大器不仅仅是在便携式设备中需要，在大功率的设备中也占有较大的比重。
随着人们居住条件的改善，高保真音响设备和高档的家庭影院也逐渐兴起。
音频功率放大器在这些设备中起到了很重要的作用。
关键字：TDA2030功率放大电路、音频功率放大器、高效率AbstractTDA2030 power amplifier circuit with small distortion, high power, which needs few components, simple fabrication, the advantages of good effect, can use it to make power computer amplifying part or MP4 small power is again appropriate however, this thesis is to make use of TDA2030 audio poweramplifier original. Audio power amplifier with high efficiency is not only the need in portable devices, also account for a large proportion in high power devices. With the development of people's living conditions improve, high fidelity audio equipment and high-end home theater also gradually on the rise. Audio poweramplifier plays a very important role in these devices.Keywords: TDA2030 power amplifier circuit, audio power amplifier, high efficiency目录1前言 (1)1.1音频放大器的发展 (1)1.2 音频放大器设计背景 (1)1.3 音频放大器设计意义 (1)2任务与条件 (3)2.1初始条件 (3)2.2要求完成的主要任务 (3)2.3设计方案 (3)3选择器件与参数运算 (4)3.1运放NE5532介绍 (4)3.2 TDA 2030介绍 (5)3.3功率计算 (6)4单元电路设计 (7)4.1主电源电路 (7)4.2调音电路 (7)4.3功率放大电路 (8)5电路设计仿真 (10)5.1仿真电路图 (10)5.2仿真结果 (10)总结 (12)参考文献 (13)1前言1.1音频放大器的发展上个世纪80 年代以前，输出功率仅几瓦的声频功率放大器都要采用分立元件来制作。
multisim语音放大器设计语音放大电路设计一．实验目的1、熟悉Multisim10软件的使用方法。
2、掌握LM324集成运放电路对放大器性能的影响。
3、学习电压放大倍数、输入电压、输出电压仿真方法。
4、学习掌握Multisim10仪表波形分析5、学会PCB 制板二．虚礼实验仪器及器材双踪示波器三．实验步骤语音放大电路主要有信号输入、前置放大器、有源带通滤波器、功率放大器和输出。
该放大电路的原理框图如图：图1放大电路的原理框图1 前置放大前置放大电路亦为测量用小信号放大电路。
在测量用的放大电路中，一般传感器送来的直流或低频信号，经放大后多用单端方式传输。
前置放大电路是一个高输入阻抗，高共模抑制比，低漂移的小信号放大电路。
方案一：具有恒流源偏置的差分放大器具有恒流源偏置的差分放大器，常作为输入级或中间放大极。
差分放大器能有效地抑制零点漂移。
方案二：测量用放大器：测量用放大器由两个同相放大器和一个差动放大器组成，该电路具有输入阻抗高、电压增益容易调节、输出不包含共模信号等优点。
方案三：同相放大器：我们用两个同相放大电路的简单串联组合进行设计。
它也称为同相串联差分放大电路。
差分输入信号从两个放大器的同相端输入，可以有效的消除两输入端的共模分量，获得很高的共模抑制比和极高的输入电阻，因此这种电路常用作高输入电阻的仪用放大电路。
输入信号：uId≦10mv 输入阻抗：Ri≧100kΩ共模抑制比：KcMR≧60dB 方案一差放电路具有抗干扰，防止失真，性能稳定等优点，但其电路实现较为复杂，大大提高了技术难度。
在能够达到实验要求技术指标的同等条件下，尽量不与选用。
方案二和方案三电路实现简单，失真不大，也可满足实验要求。
其输入阻抗可用万用表测出。
本次实验选用方案三。
图2前置放大前置放大电路的理论放大倍数为100。
元件选择确定电阻R1～R5及放大倍数图2外电路电阻选定R2=R3=R5=R6=100KΩ取R4=R7=10KΩ,C1=C3=10uFC2=C4= 100pF则放大倍数A3=A1·A2=1002 滤波电路有源滤波电路是用有源器件与RC网络组成的滤波电路。
信息工程学院课程设计报告书题目: 基于multisim10下的音响放大器设计与仿真课程：电子线路课程设计专业：电气工程及其自动化班级：学号：学生姓名：指导教师：2015年01月 07日信息工程学院课程设计任务书2015年1月7日信息工程学院课程设计成绩评定表信息工程学院课程设计报告书题目: 基于multisim10下的音响放大器设计与仿真课程：电子线路课程设计专业：电气工程及其自动化班级：学号：学生姓名：指导教师：2015年01月 07日信息工程学院课程设计任务书2015年1月7日信息工程学院课程设计成绩评定表摘要在Multisim 10软件环境下，采用运算放大集成电路模块和功率放大集成电路模块设计音频功率放大器，并根据其结构模块提出设计思路及论证，再通过仿真验证方案的正确性。
再根据其交流电源联想提出由Multisim 10设计一种由运算放大器构成的精确可控矩形波信号发生器，结合系统电路原理图重点阐述了各参数指标的实现与测试方法。
最后，简单介绍了直流稳压电源的构成及其简单仿真设计。
关键词：运算放大集成电路，模块，功率放大集成电路，矩形波，直流稳压源。
AbstractIn the Multisim 10 software environment, using an operational amplifier integrated circuit module and apower amplifying integrated circuit module design of the audio power amplifier, and puts forward the design ideas and arguments according to its structure module, and then through the correctness of the simulation verification scheme. According to the AC power supply association proposed by Multisim 10 to design a composed of operational amplifier precisely controllable rectangular wave signal generator, combined with the circuit diagram of the system focuses on the realization and test method of each parameter index. Finally, briefly introduces design consists of DC regulated power supply and a simple simulation.Key word: An operational amplifier integrated circuit,，Modular，Power amplifier integrated circuit，Rectangular wave，DC voltage stabilized source。
信息工程学院课程设计报告书题目: 基于Multisimde 音频功率放大器设计与仿真课程：电子线路课程设计专业：班级：学号：学生姓名：指导教师：2015 年 1 月 3 日信息工程学院课程设计任务书信息工程学院课程设计成绩评定表摘要TDA2030功率放大电路具有失真小、功率大、所需元件少、制作简单、效果良好等优点，用它来做电脑有源音箱的功率放大部分或MP4等小型功放再合适不过，本论文便是用TDA2030来制作音频功率放大器原件。
高效率的音频功率放大器不仅仅是在便携式设备中需要，在大功率的设备中也占有较大的比重。
随着人们居住条件的改善，高保真音响设备和高档的家庭影院也逐渐兴起。
音频功率放大器在这些设备中起到了很重要的作用。
关键字：TDA2030功率放大电路、音频功率放大器、高效率AbstractTDA2030 power amplifier circuit with small distortion, high power, which needs few components, simple fabrication, the advantages of good effect, can use it to make power computer amplifying part or MP4 small power is again appropriate however, this thesis is to make use of TDA2030 audio poweramplifier original. Audio power amplifier with high efficiency is not only the need in portable devices, also account for a large proportion in high power devices. With the development of people's living conditions improve, high fidelity audio equipment and high-end home theater also gradually on the rise. Audio poweramplifier plays a very important role in these devices.Keywords: TDA2030 power amplifier circuit, audio power amplifier, high efficiency目录1前言 (1)1.1音频放大器的发展 (1)1.2 音频放大器设计背景 (1)1.3 音频放大器设计意义 (1)2任务与条件 (3)2.1初始条件 (3)2.2要求完成的主要任务 (3)2.3设计方案 (3)3选择器件与参数运算 (4)3.1运放NE5532介绍 (4)3.2 TDA 2030介绍 (5)3.3功率计算 (6)4单元电路设计 (7)4.1主电源电路 (7)4.2调音电路 (7)4.3功率放大电路 (8)5电路设计仿真 (10)5.1仿真电路图 (10)5.2仿真结果 (10)总结 (12)参考文献 (13)1前言1.1音频放大器的发展上个世纪80 年代以前，输出功率仅几瓦的声频功率放大器都要采用分立元件来制作。
进入80年代后，国内开始研制生产出一些小功率的功放IC，但由于这些功放IC的性能指标不佳，尤其是可靠性比较差，很快就被国外生产的功放IC所取代。
日本生产的HA1392、TA7240曾经是80年代用得非常普遍的功放IC。
HA1392与TA7240的输出功率都只有4W ~ 6W。
意法SGS公司在80年代初开发生产的TDA2030A算是比较好的一款功放IC，它的输出功率能够达到12W以上。
尽管SGS公司在TDA2030A基础上又研制出 TDA2040、TDA2050功放IC，使输出功率能够达到24W，但由于它们的电源适用范围只有±22V，如果使用未经稳压的整流滤波直流电供电，它们实际上都只能给4Ω负载输出12W功率。
在90 年代以前，电子器件生产厂商提供的功放IC输出功率实际都在30W以下。
在经过10多年的努力后，美国NS公司和意法SGS公司都在90年代期间相继开发生产出多款输出功率超过30W的功放IC芯片。
其中，LM3876、LM3886是美国NS公司的代表作，TDA7294、TDA7295、 TDA7296是意法SGS公司的代表作。
1.2 音频放大器设计背景音频放大器的目的是在产生声音的输出元件上重建输入的音频信号，信号音量和功率级都要理想——如实、有效且失真低。
音频范围为约20Hz～ 20kHz，因此放大器在此范围内必须有良好的频率响应(驱动频带受限的扬声器时要小一些，如低音喇叭或高音喇叭)。
根据应用的不同，功率大小差异很大，从耳机的毫瓦级到TV或PC音频的数瓦，再到“迷你”家庭立体声和汽车音响的几十瓦，直到功率更大的家用和商用音响系统的数百瓦以上，大到能满足整个电影院或礼堂的声音要求。
1.3 音频放大器设计意义在传统晶体管放大器中，输出级包含提供瞬时连续输出电流的晶体管，实现音频系统放大器许多可能的类型包括A类放大器，AB类放大器和B类放大器。
与D类放大器设计相比较，即使是最有效的线性输出级，它们的输出级功耗也很大。
这种差别使得D类放大器在许多应用中具有显著优势，因为低功耗产生热量较少，节省印制电路板面积和成本，并且能够延长便携式系统的电池寿命。
另外，D类功率放大器工作于开关状态，理论效率可达100%，实际的运用中也可达80以上，功率器件的耗散功率小，产生热量少，可以大大减小散热器的尺寸，连续输出功率很容易达到数百瓦，功率MOS有自我保护电路，可以大大简化保护电路，而且不引入非线性失真。
2任务与条件2.1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。
直流电源±12V，或自选电源。
可用仪器：示波器，万用表，毫伏表等2.2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、装配与调试。
（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书。
2.3设计方案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。
声音源的种类有很多种，故输出信号的电压差别很大，从零点几毫伏到几百毫伏。
一般动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的话，对于输入信号过低的，功率放大器功率输出不足，不能充分发挥功放的作用；加入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。
这样就失去了音频放大的意义了，所以一个实用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。
最后音频放大器由前置放大器和音调控制电路和功率放大器三部分组成。
如图所示3选择器件与参数运算3.1运放NE5532介绍NE5532是高性能低噪声运放，与很多标准运放（如1458）相似，它具有较好的噪声性能，优良的输出驱动能力及相当高的小信号与电源带宽。
（1）小信号带宽：10MHz；（2）输出驱动能力：600，10V；（3）输入噪声电压：5nV/√HZ（典型值）；（4）DC 电压增益：50000；（5）AC 电压增益：10KHz 时2200；（6）电源带宽：140KHz；（7）转换速率：9V/μS；（8）大电源电压范围：±3～±20V。
极限参数：电源电压：Vs ……………………±22V输入电压：VIN ……………………±V 电源V差分输入电压：VDIFF ……………………±5V工作温度范围：TA …………………… 0℃～70℃存贮温度：TSTG …………………… -65℃～150℃结温：Tj …………………… 150℃功耗（5532FE）：PD …………………… 1000mW引线温度（焊接，10S）…………………… 300℃直流电气参数：如图2 所示。
图2直流电气参数交流电气参数如图3所示图3交流电气参数3.2 TDA 2030介绍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。
TDA2030A功率放大管利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。
因为声音是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β是三极管的交流放大倍数，应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流(或电压)是原先的β倍的大信号，这现象成为三极管的放大作用。
经过不断的电流及电压放大，就完成了功率放大。
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，在焊接电路板的时候TDA2030A的管脚的分布对于焊接的时候很重要的，如果管脚的区分有错，直接会导致的功率放大器烧掉。
通过查阅资料知道他的管脚分布为：汉字对着人，从左往右数为1 2 3 4 5 其中1 为同武相输入端，2为反相输入端，3为功率放大器的接地端，4为功率放大器额的输出端，5为功率放大器的电源线的接入端。
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％）。
