高保真音频功率放大器原理图

I

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

I

II

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

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 张逸帆 指导教师

吴皓莹

2009 年 1 月 15 日

学 号：

课程设计任务书

学生姓名： 张逸帆 专业班级：电子科学与技术0703 指导教师： 吴皓莹 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

高保真数字音频放大器设计

毕业设计(论文)设计论文题目：高保真数字音频放大器设计学生姓名：

学生学号：

专业班级：

学院名称：

指导老师：

学院院长：高波20040710504电子五班电气与信息工程学院黎福海王耀南

2008年5月28日

高保真数字音频放大器设计

高保真数字音频放大器设计

摘要

介绍了数字音频功率放大器的基本原理，并对其关键技术进行了详细论述。通过分析数字功率放大器芯片产品的发展动态，选用一套典型芯片研发了双声道全数字功率放大器，并结合单片机组成一个完整系统，从而向商业化应用推进。提出并设计了一种新型音频功率放大器。该系统通过高速采样,多采样率的插值运算,半带低通滤波以及Σ-△调制,将音频PCM信号转换成二进制序列,经过高速开关管还原出具有原始功率谱的功率信号。该功率放大器具有D类数字功放高效率特点的同时,能够保证高保真的还原性,并且具有进一步提升信噪比的空间。

字关键词：PWMPCM过采样噪声整形数字功率放大器半带数半带数字

滤波器

高保真数字音频放大器设计

DesignofDigitalAudiopower

amplifier

Abstract

Thispaperintroducestheprincipleofdigitalaudioamplifier,an

高保真数字音频放大器设计

毕业设计(论文)设计论文题目：高保真数字音频放大器设计学生姓名：

学生学号：

专业班级：

学院名称：

指导老师：

学院院长：高波20040710504电子五班电气与信息工程学院黎福海王耀南

2008年5月28日

高保真数字音频放大器设计

高保真数字音频放大器设计

摘要

介绍了数字音频功率放大器的基本原理，并对其关键技术进行了详细论述。通过分析数字功率放大器芯片产品的发展动态，选用一套典型芯片研发了双声道全数字功率放大器，并结合单片机组成一个完整系统，从而向商业化应用推进。提出并设计了一种新型音频功率放大器。该系统通过高速采样,多采样率的插值运算,半带低通滤波以及Σ-△调制,将音频PCM信号转换成二进制序列,经过高速开关管还原出具有原始功率谱的功率信号。该功率放大器具有D类数字功放高效率特点的同时,能够保证高保真的还原性,并且具有进一步提升信噪比的空间。

字关键词：PWMPCM过采样噪声整形数字功率放大器半带数半带数字

滤波器

高保真数字音频放大器设计

DesignofDigitalAudiopower

amplifier

Abstract

Thispaperintroducestheprincipleofdigitalaudioamplifier,an

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

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

1

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

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

姓名QQ号码 邮箱

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

功率放大器电路图

功率放大是一种能量转换的电路，在输入信号的作用下，晶体管把直流电源的能量，转换成随输入信号变化的输出功率送给负载，对功率放大要求如下：

（1）输出功率要大：要增加放大器的输出功率，必须使晶体管运行在极限的工作区域附近，由ICM、UCM和PCM决定见图一。

图一

（2）效率η要高：放大器的效率η定义为：η=交流输出功率/直流输入功率

（3）非线性失真在允许范围内：由于功率放大器在大信号下工作，所以非线性失真是难免的，问题是要把失真控制在允许范围内，

功率放大器按工作状态和电路形式可分成以下几种：

（1）甲类功率放大器：在整个信号周期内，存在集电极电流；

（2）乙类功率放大器：只有半个信号周期内，存在集电极电流，按电路形式它又可分为： 1）双端推挽电路（DEPP） 2）单端推挽电路（SEPP） 3）平衡无变压器电路（BTL）

在实际中，为了克服交越失真，推挽式昌体管电路是工作于甲、乙类状态的。 一、甲类功率放大器

图一是甲类功率放大器，负载RL通过阻抗变换器B变成集电极负载RL=nRLo对直流来说，变压器级直流电阻和Re均很小，所以直流负载线接近一条垂直线见图一（b)为使放大器输出较大功率，可使交流负载线处于a点和b点位置：a点的Uce=UCM,而

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