模电实验音频功率放大器

课程设计说明书

课程设计名称： 模拟电路课程设计

课程设计题目： OTL音频功率放大器

学 院 名 称： 信息工程学院

专业： 通信工程 班级： 090423

学号： 09042324 姓名： 王礼坊

评分： 教师： 李忠民

20 11 年 3 月 29 日

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摘 要

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，输出的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。有用继承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LM386音频放大器芯片，LM386音频放大器电路是最常用到的音频功率放大电路，LM386是一种音频

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POM≥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Ri≥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。

话筒输入前置放大音调控制功率放大VoRL

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

OTL—音频功率放大器

一、设计任务与要求

1.设音频信号为 vi=10mV, 频率 f＝1KHz; 2.额定输出功率 Po≥2W； 3.负载阻抗 RL=8Ω； 4.失真度 γ≤3%；

5.用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源

二、设计思路：

1.功率放大器的作用是给负载 RL 提供一定的输出功率，当 RL 一定时，希望输 出功率尽可能大，输出信号的非线性失真可能小，且效率尽可能高。 由于 OTL 电路采用直接耦合方式，为了保证电路工作稳定，必须采取有效措 施抑制零点漂移。为了获得足够大的输出功率驱动负载工作，故需要有足够高的 电压放大倍数。因此，性能良好的 OTL 功率放大器应由输入级、推动级和输出级等部分组成。 2. OTL 功放各级的作用和电路结构特征

1) 输入级：主要作用是抑制零点漂移，保证电路工作稳定，同时对前级（音 调控制级）送来的信号作低失真，低噪声放大。为此，采用带恒流源的， 由

复合管组成的差模放大电路，且设置的静态偏置电流较小。

2) 推动级的作用是获得足够高的电压放大倍数， 以及为输出级提供足够大的 驱动电流，为此，可采用带集电极有源负载的共射放大电路，其静态偏置电流比输入级大。

自己的课程设计 模电课程设计 OTL音频功率放大器

模拟电子技术课程设计报告

设计课题：OTL音频功率放大器

专业班级：电子信息工程专业0701班

学生姓名：

指导教师：

设计时间：2009-6-25

自己的课程设计 模电课程设计 OTL音频功率放大器

目 录

引言……………………………………………………… 3

一．设计任务与要求…………………………………… 3 1.1 设计任务…………………………………………………… 3

1.2 设计要求…………………………………………………… 3

二. OTL音频功放满足的具体性能指标…………………… 3

三．方案设计与论证………………………………………3

四．原理图元器件清单及原理简述……………………… 4

4.1 总原理图……………………………………………………… 4

4.2 元器件清单…………………………………………………… 4

4.3 电路原理简述………………………………………………… 4

五．安装与调试……………………………………………5

5.1 元件的安装…………………………………………………… 5

5.2 元件的调试…………………………………………………… 5

六．性能测试与分析………………………………

高效音频功率放大器

一、设计任务与要求

1、设计任务

设计并制作一个高效率音频功率放大器。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。

2、设计要求

（1）3 dB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％。

3、设计说明

（1）采用开关方式实现低频功率放大(即D类放大)是提高效率的主要途径之一，D类放大原理框图如下图所示。本设计中如果采用D类放大方式，不允许使用D类功率放大集成电路。

图1 D类放大原理框图

（2）效率计算中的放大器总功耗是指功率放大器部分的总电流乘以供电电压(+5 v)，制作时要注意便于效率测试。、

（3）在整个测试过程中，要求输出波形无明显失真。

二、方案论证与比较

根据设计任务的要求，对本系统的电路的设计方案分别进行论证与比较。 1、高效率功率放大器

⑴ 高效率功放类型的选择

方案一：采用A类

音频功率放大器的组成

.1 整体电路原理

本立体声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。本电路由三 个部分组成，即电源电路、左右声道的功率放大器及输入信号处理电源（四运放）。电源变压器将220V交流电降为双12V低压交流电，经桥式整流后变为±18V的直流电，作为功放及运放的供电电源，D5、R29组成电源指示电路，以指示电源是否正常，开关K为电源开关。

图一 整体电路原理图 表一 元件清单 序号 1 2 3 4 5 6 7 名称 电阻器 电阻器 电阻器 电阻器 电阻器 电阻器 电阻器 型号 RT14-0.125-51K-5% RT14-0.125-10-5% RT14-0.125-1K-5% RT14-0.125-1K-5% RT14-0.125-51K-5% RT14-0.125-51K-5% RT14-0.125-1K-5% 位号 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 封装 AXIAL0.4 AXIAL0.4 AXIAL0.4 AXIAL0.4 AXIAL0.4 AXIAL0.4 AXIAL0.4 备注 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 2

D类功率放大器

摘 要

衡量一套音响设备的主要性能一是它的频率特性指标，包括频率响应、谐波失真度和互调失真度；二是它的时间特性指标，包括瞬态响应、瞬态互调失真和阻尼系数；三是信号噪声比、最大输出动态范围、最大功率和效率( 尤其第三方面的性能指标主要由功率放大器实现，传统的功率放大器主要有A类（甲类）、B类（乙类）和AB（甲乙类)。A类功率放大器在整个输入信号周期内都有电流连续流过功率放大器件，它的优点是输出信号的失真比较小，缺点是输出信号的动态范围小、效率低，理想情况下其效率为50%，考虑到晶体管的饱和压降及穿透电流造成的损耗，A类功率放大器的最高效率仅为45%左右。B类功率放大器在整个输入信号周期内功率器件的导通时间为45%，它的优点是效率理想情况下可达78.5%，但缺点会产生交越失真，增加噪声AB类（甲乙类）功率放大器是以上两种放大器的结合，使每个功率器件的导通时间在50%~100%( 此类放大器目前最为流行，它兼顾了效率和失真两方面的性能指标，在设计该功率放大器时要设置功率晶体管的静态偏置电路，使其工作在甲乙类状态( 随着半导体及微电子制造技术的不断发展，高速、大功率器件已越来越多，人们对音频功率放大器的要求更加趋向高效、节

音频功率放大器设计与制作

课程设计（论文）开题报告

学号 专业年级

电子信息工程

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功率放大器的设计与制作

设计（论文）题目

电路原理图：

电路原理介绍：

本设计电路原理图如图所示，它是一个声道的电路。输入级由Q8、Q9、Q2、Q3组成互补对称的差分电路，由两个参数特性相同的晶体管用直接耦合方式构成的放大器。若两个输入端上分别输入大小相同且相位相同的信号时，输出为零，从而克服零点漂移。差分放大器将两个输入端电压的差以一固定增益放大。很多系统在差分放大器的一个输入端加输入信号，另一个输入端加反馈信号，从而实现负反馈调节作用。由经验得每只管子的电流为1~2mA，因此R10R11取5.1k，由于Q8、Q9管的集电极B电位可以近似认为是0，所以R10、R11两端的压降约为11.3V，因此，流过R10、R11的电流为 (12V－0.7V)÷5.1k≈2.2mA，所以流过Q8、Q9、Q2Q3每只管子的电流约为1.1 mA。集电极电阻R1、R3上的压降为2.4V，作为互补管Q1、Q10的偏置电压。R5、R6约有1.8V的压降，由经验流过Q1、Q10管的电流为5~6mA，所以取R5、R6

音频功率放大器设计与制作

为330Ω，此时，流过电阻R5、R6的

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书

1.原理说明

利用选频网络作为负载回路的功率放大器称为谐振功率放大器。它是无线电发射机中的重要组成部件。根据放大器电流导通角θ的范围可以分为甲类、乙类、丙类等不同类型的功率放大器。电流导通角θ愈小放大器的效率η愈高。如甲类功放的θ=180o，效率η最高也只能达50%，而丙类功放的θ<90o,效率η可达到80%。甲类功率放大器适合作为中间级或输出功率较小的末级功率放大器。丙类功率放大器通常作为末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。

高频功率放大器按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种，窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路，故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器；宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路，因此又称为非调谐功率放大器。高频功率放大器是一种能量转换器件，它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出。

1.1高频功放的主要技术指标

1.1.1 功率关系：

功率放大器的作用原理是利用输入到基极的信号来控制集电极的直流电源所供给的直流功率PO，使之一部分转变为交流信号功率P1输出去,一部分功率以热能的形式消耗在集电极上，成为集电极耗散功率PC。 根据能量守衡定理：Po?P1?PC

直流功率： Po?Ic0?UCCUc2121输出交流功率：PUc?Ic1??Ic1RL 1?2

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高保真音频功率放大器设计

High fidelity audio power amplifier design

学 院（系）： 电子信息与电气信息学部 专 业： 电气信息类 学 生 姓 名： 赵志军 学 号： 201181384 指 导 教 师： 评 阅 教 师： 完 成 日 期：

大连理工大学

Dalian University of Technolog

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摘 要

论文主要介绍利用优秀的集成芯片TDA2930、LM324设计高保真音频功率放大器的模拟实现过程，并讨论功率放大器的基本原理。通过PROTEL软件的电路仿真实验的分析和调试，并且得出较为理想的性能表现。

本设计主要由电源部分、前级放大单元、音调调节级、音量调节级、功率放大级、负载六部分组