模电 音响放大器multisim绝对能用

模电部分

音响放大器

一、设计任务与要求

采用运算放大集成电路和功率放大集成电路设计音频功率放大器

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multisim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。

设计参数

①放大器的失真度<1%。 ②放大器的功率>2W。

③放大器的频响为50Hz—20kHz。 ④音调控制特性为自选。

二、方案设计与论证 方案一

完全分立元件阻容耦合多级放大器设计

图1－1 方案一结构框图

图1－2 方案一原理图

简要原理分析

当输入信号处于正半周期时，VT3导通，VT2截止，于是VT3以射极输出的形式将信号传递给负载，同时向CO充电，因为CO电容量大，其上电压基本不变，维持在1/2VCC；当输入信号处于负半周时，VT2导通，VT3截止，已充电的C0充当VT2的电源，同时放电，VT2也以射极输出形式将信号传输给负载RL，这样在RL上得到了完整的输出波形。

方案二

采用集成运算放大器设计基本放大电路，用741进行放大，放大倍数为1~5倍，然后用LM301AD放大再放大100倍

短路保护

输入级

过热保护

输出级

输出调节

负载扬声器

中间极

LM386是高保真集成功率放大器

图1－3 方案二结构框图

图1－4 方案二原理图

简要原理分析：根据实验要求,最后输出功率为大于2W，Po=Uo2/RL,RL=8Ω,又 Po≥2W，所以得Uo≥4V，而最大不失真电压为LM301AD输出的最大不失真电压Uom=Vcc/2

2,而我们设计的直流电压源输出电压为12v，所以

Uom=12/22=4.24v，4.24>4，，所以能达到要求。设计要求输入vi=10mV，也就是要求放大倍数大于400倍，但是所选芯片的最大放大倍数为100倍，远不能实现，所以在之前要用741进行放大。（备注：因为没有找到LM386所以找了其他的芯片代替）

两种方案的对比

相同点：OTL功率放大电路都是由输入级、推动级和输出级等部分组成 不同点：方案一中采用分立元件进行设计

方案二中采用UA741和LM301AD进行设计

我们选择方案二理由如下：

用集成运算放大器放大信号的主要优点

1) 电路设计简化，组装高度方便，只需适当选配外接元件，便可实

现输入、输出的各种放大关系。

2) 由于运放的开环增益都很高，用其构成的放大电路一般工作在深

度负反馈的闭环状态，则性能稳定，非线性失真小。

3) 运放的输入享受搞高，失调和漂移都很小，故很适合于各种微弱

的信号放大。又因其具有很高的共模抑制比，对温度的变化、电源的波动以及其他外界干扰都有 很强的抑制能力。

4) 由运放构成的放大单元功耗低、体积小、寿命长，使整机使用的

元器件数大大减少，成本降低，工作可靠性大为提高。

三、单元电路设计与参数计算

关于语音放大集成电路图如下

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

ua741。

前置放大电路是由ua741放大器组成的一级放大电路，放大倍数 ，即1+R2/R1，取R2=100K?电位器,R1=2K?,所用电源Vcc=+12V，Vee=-12V。经过前级运放的放大， 放大倍数由R2可调。

功率放大部分电路图

根据实验要求,最后输出功率为大于2W，Po=Uo2/RL,RL=8Ω,又 Po≥2W，所以得Uo≥4V，而最大不失真电压为LM301AD输出的最大不失真电压Uom=Vcc/2Uo

2,而我们设计的直流电压源输出电压为12v，所以

2=4.24v，4.24>4，，所以能达到要求。设计要求输入vi=10mV，也

就是要求放大倍数大于400倍，但是我们所选的芯片的最大放大倍数为100倍，远不能实现，所以在之前要用741进行放大。

在方案二中，输入为Ui=10mv.进过741之后放大倍数须大于2倍，则输出为Uo1>20mv。

然后经过LM301AD放大100倍后输出电压为Uo>4v,但是最大不失真电压为Uom=12/22=4.24v，所以总放大倍数最大为不大于424倍。

四、总原理图及元器件清单

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