音频功率放大电路设计.
电子技术课程设计
设计题目
专业：xxxxxxxxxxxxxxxxxx
学生姓名: xx学号:
起止日期:2012年1月1日～2012年1月12日指导教师:x x
音频功率放大电路设计
摘要：结合实际设计了一种音频功率放大电路。该电路由前置放大电路、衰减式RC音调控制电路、功率放大电路组成。为了验证电路的可行性利用Multisim 软件进行了仿真，并进行了系统的安装。该电路用来把微弱的声音电信号进行放大，以获得足够大的输出功率推动扬声器。
关键词：音频功率放大；衰减式RC音调控制电路；Multisim Audio power amplifier circuit design Abstract: combined with the actual design of an audio power amplifying circuit. The circuit composed of a pre-amplifier circuit, attenuation type tone control circuit, a power amplifying circuit. In order to verify the feasibility of the use of Multisim software of circuit simulation, and the installation of the system. The circuit used to bring the faint sound electrical signal is amplified, to obtain enough output power to drive a loudspeaker.
Key words: audio power amplifier; attenuation type tone control circuit; Multisim
目录
1.设计课题的要求和实现方法 (4)
2.系统的设计方案 (4)
3.电路的工作原理 (5)
3.1音频功率放大电路 (5)
3.2音调控制电路 (5)
3.3 其他电路和元器件的说明 (11)
4.元件参数计算说明 (11)
4.1衰减式音调控制电路的计算 (11)
4.2整机电压增益 (12)
5.仿真分析 (13)
6.元器件的焊接和系统调试 (18)
6.１元器件的焊接 (18)
6.２调试要点 (18)
7. 元器件选择表 (19)
8心得体会 (20)
9参考书目 (20)
1.设计课题的要求和实现方法
设计并制作一音频功率放大电路，具体要求如下：
（１）功率放大电路能够提供10倍的电压增益；
（２）功率放大电路的下限频率小于100Hz，上限频率大于10KHz;
（３）在负载电阻为8Ω的情况下，输出功率≥1W；
（４）功率放大电路效率大于50%；
（５）输出信号无明显失真；
（６）输入电阻：600Ω。
音频放大器主要用来对音频信号(频率范围大约为数十赫兹至数十千赫兹)进行放大，是一种通用性较强的应用电路，它广泛用于收音机、录音机、电视机和扩音机等整机产品中，用来把微弱的声音电信号进行放大，以获得足够大的输出功率推动扬声器。它也是音响装置重要的组成部分，通常把它叫做扩音机。
它应具有以下几方面功能。
(1)对音频信号进行电压放大和功率放大，能输出大的交流功率。
(2)具有很高的输入阻抗和很低的输出阻抗，负载能力强。
(3)非线性失真和频率失真要小(高保真)。
(4)能对输入信号中的高频和低频部分(高低音)分别进行调节(增强或减弱)，即具有音调控制能力。
2.系统的设计方案
制定系统总体设计方案时应注重安全性、稳定性、性价比、集成和分立元件相结合、设计中用到的元器件易购买等问题。系统的总体设计方案如图一所示，主要由前置放大电路、衰减式RC音调控制电路、功率放大电路组成。
图1 设计流程图
音频功率放大器实际上就是对音频信号进行放大，使其功率增加，然后输出。前置放大主要完成对小信号的放大，使用一个同向放大电路对输入的音频小信号的电压进行放大，得到后一级所需要的输入。后一级主要对音频进行功率放大，使其能够驱动电阻而得到需要的音频。设计时首先根据技术指标要求，对整机电路做出适当安排，确定各级的增益分配，然
后对各级电路进行具体的设计。
图2 音频放大器完整电路
图2为由集成运算放大器u 741A 、晶体管、衰减式RC 音调控制电路及外围元件组成的音频功率放大电路。该电路由±12V 双电源供电，属于OCL 功率放大电路。
3.电路的工作原理
3.1音频功率放大电路
音频功率放大电路的输入信号电压，易产生输出信号失真。所以，音频信号经过电位器1W R 分压后引入到集成运算放大器的同相输入端，进行电压信号的放大和抑制零点漂移。之后经312,1~4W D D R Q Q ，，和组成的复合式互补对称电路，进行信号的调整和放大电流，最终推动扬声器发出声音。
同时，将部分信号经电位器2W R 和电阻12R R ，引入到运算放大器的反相输入端。该电路扮演双重角色：一方面够成了电压串联负反馈，起到稳定输出电压、提高输入电阻的作用；另一方面与集成运算放大器相结合构成同相比例运算电路，其功率放大的电压增益为：
2
u 3=12
o W i U R R A U R +=+
调整电位器2W R 和电阻参数，可以改变放大电路的电压增益u A 。
3.2音调控制电路
衰减式音调控制电路如图3所示。电路中的元件参数
满足下列关系：C 1和C 2容量远小于C 3和C 4，电位器R w1和R w2的阻值远大于R 1和R 2的阻值。根据放大电路频率特性的分析方法，下面分成3个频段来讨论。
(1) 中频区
此时C 3和C 4可视为短路，而C 1和C 2可视为开路，简化等效电路如图4所示。此时电路为开路，简化为 。此时电路的传输系数为
2
i 12=
O M U R A U R R =
+
可见，中频区输入信号是按固定比例有衰减地传输过去。
(2) 低音区
因为信号频率较低，c 1和C 2仍可看成开路，但C 3和c 4不能再看成为短路，等效电路
如图所示。此时，根据R w2滑动端所处位置的不同，输出电压U o 也不同。
① R w2 滑动端在最上端时，对应的等效电路如图6(a)所示。电路的电压传输系数为
?L =24
224
2
4
1224j C 1
j C =i j C j C W W W R R R O R R R R U U ωωωω+
+
++
+
=224
22
21224
121j 1j W W W W R
R C R R R R R R C
R R ωω++?++++
2
24
22
212
24
12
j j W W W W R R C R R R R R R C R R ωω+≈?+++
=24
124
1j 1()R C j R R C ωω+++
=2
1
11L L j
j
ωωωω++
式中
11241()L R R C ω=
+，224
1
L R C ω=
ＡＬ的幅值为
2
2
2
1
1(
)1()L L L A ωωωω+=
+
(a)
(b)
图6 Rw2动端处于最上端时的等效电路和幅频特性
当信号频率较高(接近中频区)，满足ω ωL1和 ωL2时，
则ＡＬ≈ωL1/ωL2=2
12
R R R +即
为上述中频区的电压传输系数。
如果信号频率很低，满足ω
ωL1和 ωL2时，则由于叫ω/ωL1和叫ω/ωL2均远小于
1，使L A ≈1，表明此时信号几乎没有衰减地传递到输出端，故在此频率范围的信号电压相对于中频区提高了21122
20lg
=20lg +d R R
R R R -+（）（1）B 。
当信号频率处于?L1
12
1
20lg
d R R B R +
②当把电位器R W2滑动端移动到最下端时，其等效电路如图7(a)所示，它构成了低音衰减电路。此时输出电压为
2
i 122=
(//)
O W R U U R R R =+C3Ｘ。
式中：2//W R C3Ｘ——电位器ＲＷ２与电容Ｃ3并联支路的阻抗。
(a)
(b)
图7w2R 动端处于最下端时的等效电路和幅频特性
当频率?降低时，X C3增大，则R W2∥XC3增大，从而使输出电压减小，即低音受到衰减。 同样可以写出该电路的电压传输系数，其值为
o 2
23
i 12
23
/L W W U R A R j C U R R R j C ωω=
=
+++
232
21223
12
11W W W j R C R R R R j R C
R R ωω+=?
++++ 232
212
23
12
2322123
111()W W W W W j R C R R R R j R C R R j R C R
R j R R C ωωωω++≈?
++++=?
++ 21
22
11W j R R j ωωω
ω+=?+
式中122123
311
,()W R C R R C ωω==+
则L A = 当信号频率较高(接近中频区)，满足
12ω
ωωω和时，则
222
2112
L W R R A R R R ωω≈
?=+，即为上述中频区的电压传输系数。 当信号频率很低(0ω→时)，22L W R A R ≈，即22
20lg 20lg L W R
A d
B R ≈，相对于中频
区的电压信号衰减了22212212
20lg 20lg 20lg W W R R R
dB R R R R R -=++。
在信号频率处于?12??<<范围时，电路的传输系数随着频率的减小而降低，其幅频特性如图7(b)所示，可见在低音区的电压信号相对于中音区产生了衰减，图中
21231
?2()R R C π=
+
式中，2? ——信号开始衰减时的转折频率，而
123
1
?2W R C π=
式中，1?——由衰减转变到平坦时的转折频率，衰减段的斜率为-6dB ／倍频程。
(3)高音区
信号在高频率区，电容C 3和C 4都可看成短路，简化电路如图8所示。此时，根据R W1
滑动端的位置即可确定所对位输出电压的大小。
①滑动端移至最上端时，由于R W1R 2，R w1和C 2支路可视为开路，于是简化电路如图9(a)所示。
可得，2
2
1
o i R U U R Z =
+
式中，11
1
//Z R j C ω= ，随着频率?的升高，C 1容抗下降，Z 1减小，U o 增大，即高频
信号被提升。当频率上身到某一频率时，电容C 1可看成短路，Z 1≈0，于是U o ≈U i ,输出达到最大值。该等效电路的传输系数为
2
1
1
211
11o H i U R A U R j C R R j C ωω=
=?++
211
12121
1211R j R C R R R R j C
R R ωω+=?
?+++ 21
1221j 1j H H R R R ωωωω+=?++
式中 111
1
H R C ω=，21121//H C R R ω=
所以
2
2112
2
21()1()H H H R A R R ωωωω+
=
++
若信号频率较低(接近中频区)，满足12H H ω
ωω和时，则
1H ωω和2
H ωω均1，于是
H A ≈
2
12
R R R +为中频区的电压传输系数。
(a) (b) 图9电位器R W1动端在最上面时的等效电路和幅频特性
若信号频率很高，满足12H H ω
ωω和时，则
1H ωω和2
H ωω
均1，于是H A ≈
22121
=1H H H R A R R ω
ω=
?+，此时几乎全部输入信号都传递到输出端，表明在高音区的电压被
提升的最大范围为12
2
20lg d R R B R +。
当信号频率处于H1H2???<<范围时，随着频率的增加使电路的传输系数也增大，其
幅频特性如图9(b)所示。可见，高音电压信号得到提升。图中H111
1
?=2R C π为高音开始提
升的频率，H21211
?=2(//)R R C π为由提升进入平坦的频率，提升段斜率为6dB ／倍频程。
②当电位器R w1。滑动端移至最下端时，简化的等效电路如图10(a)所示，输出电压为
221o Z U Z R =
+ 2
221
//
Z R j C ω=
(a)
(b)
图10w1R 动端移到最下端时的等效电路和幅频特性
随着电压信号频率?的增加，电容C 2容抗减小，则Z 2减小，于是输出电压U o 减小，
使高频信号被衰减。
对应的电压传输系数为
212122
12
1
=1+j o H i U R A R R U R R C
R R ω=
?
?++ 212111H R R R j ωω=?
++' 式中
1122
1
(//)H
R R C ω'=
所以
212
R R R +
同样可以画出电路传输系数的幅频特性，见图10(b)。可见，随着信号频率的增大，输
出信号衰减量愈来愈大，获得高音衰减的效果，图中为H1122
1
?2(//)R R C π'=
高音开始衰减
的转折频率。
综合上述高、低音的提升和衰减特性，并使电路参数选择合适
(112211,,H H
L L ωωωωωω'===)，就形成了如图11所示的高低音提升和衰减曲线，图中的两条曲线是在R w1和R w2滑动端处于某个极限端的情况，当调节R w1或R w2时，幅频特性将
在两条线之间变化。
图11高低音提升衰减曲线
3.3 其他电路和元器件的说明
（1）集成运算放大器u 741A 的内部结构由输入级（采用差分放大电路来抑制温漂）、 中间级（采用复合管组成的共射放大电路来提高信号的电压放大倍数）、 输出级（互补功率放大）和偏置电路组成.该设计中利用集成运算放大器提高电路的驱动能力. （2）通过312,W D D R ，，上的导通压降来抵消晶体管 13Q Q 和 发射极的内电场， 使得静态情况下这两个晶体管处于临界导通状态， 消除交越失真. （3）晶体管构13Q Q 和成了乙类互补功率放大电路1,234Q Q Q Q 和，构成了复合管（也称达林顿管）， 提高晶体管的电流放大倍数， 加大输出推动功率.在正弦交流信号的一个周期内 13Q Q 和各导通半个周期， 即信号的正半周内1Q 导通而3Q 截止； 在信号的负半周内 3Q 导通而1Q 截止，进行信号的放大。
（4）67R R ，用于减小复合管的穿透电流， 提高电路的稳定性。89R R ，为直流负反馈电阻， 改善功率放大电路的性能。1011R R ，为平衡电阻， 使1,3Q Q 的输出对称.12,3R C 构成消振网络， 可使输出等效负载呈阻性， 消除输出负载端的高频自激。
4.元件参数计算说明
4.1衰减式音调控制电路的计算
（1）确定转折频率
因为通频带为L f ～H f ，所以两个转折频率分别为
22L L
H H
f f f f ==
又因为在1L f ～2L f 和1H f ～2H f 之间，高低音提升，衰减曲线按±6dB ／倍频程的斜率
变化，所以根据低频LX f 处和高频HX f 处的提升量，即可求出所需要的另外两个转折频率1L f 和1H f 。
1122L LX HX H f f f f =?=
提升量/6
提升量/6
（2）确定电位器R W2和R W3的数值
因为运放的输入阻抗很高(一般大于500k ?)，又要求R W3和R w2的阻值远大于R 1和R 2的阻值，同时还要满足提升和衰减量的要求，所以电位器R W1、R w2的阻值应选取得较大，通常为100～500k ?范围。
（3）计算阻容元件值
由前面分析得到的各转折频率的表达式可计算出音调控制电路中的阻容元件值。
521236114421314
41311
4121
12121
2121
2(//)W L L L L L L H C R f f C C f R C f R R C f C R f C R R f πππππ===
=-==
由以上公式在通频带20Hz ～20KHz 范围下取14R ＝3k ?，13R ＝30ｋ?，40.001C F =，
3220C PF =，50.01C F =，60.1C F =。
4.2整机电压增益
整机电压增益为
/um o i A U U =
式中，输入电压i U 由技术指标给出，输出电压要根据额定输出功率o P 和负载电阻L R 求出
2o o =/L R U R (o U 为有效值) 所以输出电压为
o U 于是可以求得整机的总电压增益um A 。
设音调控制电路电压增益和功率放大电路电压增益分别为2,u um A A ，则
um 2=u um A A A ?
式中2um A 为音调控制电路的衰减量，14
21314
=
um R A R R +。2u 3=12W R R A R ++ 。
本设计中10um A 时，在输入电压幅值为1V 的情况下输出功率o P 远大于1W 。因此取
3R =10k ?，2R =1k ?。
在模拟电路中乙类互补功率放大电路的效率约为78.5%，本设计中负载电阻为8?，为以较小的理想值，因此满足功率放大电路效率大于50%的要求。
5.仿真分析
利用multisim 计算机辅助分析软件， 对音频功率放大电路进行仿真， 确定该方案的正确性和可行性.通过仿真结果和理论推导，反复调整电路的参数，使信号的输出达到最佳效果.再通过现场试验，最后确定各元器件的具体参数和型号。
图12 没加音调控制电路的音频放大电路仿真电路
图13没加音调控制电路的音频放大电路仿真电路输入输出波形
从输入输出波形可看出
um 31
=17.2 1.8
A 。
图14没加音调控制电路的音频放大电路仿真电路幅频特性曲线
图15没加音调控制电路的音频放大电路仿真电路相频特性曲线
图16没加音调控制电路的音频放大电路PCB图
图17 音频放大电路完整电路仿真图
um
A幅值在同样频率时显著增加，并且在较大频率范围内输入曲线看出加入音调控制电路后
um
输出信号相位偏差趋近于0。
图17 音频放大电路完整电路仿真图输入输出波形
图18 音频放大电路完整电路仿真图幅频相频特性曲线
6.元器件的焊接和系统调试
6.１元器件的焊接
根据原理图和各功能模块布置好印刷电路板， 摆放好元器件， 焊好各元器件的管脚.特别要注意集成运算放大器、 晶体管、 整流桥、 集成稳压器等各元器件管脚的正确连接， 系统调试如下：
（1）用万用表测试直流电源正、 负两端的输出电压， 确认达到±12V 时， 方可作为音频功率放大电路和音频信号发生模块的输入电压； （2）安装电路时， 首先将音频功率放大电路中的3W R ，电位器阻值调为零.当调整输出级静态工作电流或输出波形出现交越失真时， 逐渐增大其阻值.否则静态时， 因3W R ，阻值较大造成通过复合管的电流过大损坏晶体管；
（3）音频功率放大电路的静态工作点主要由电阻4R 的电流o I 来决定.如果o I 过小， 会使晶体管2,4Q Q 工作在乙类状态， 输出信号出现交越失真； 如果o I 过大， 会增加静态功耗， 使音频功率放大电路的效率降低。multisim 仿真时,用数字万用表测4R 得电流发现o I 为1~3mA 时，2,4Q Q 工作在甲乙类工作状态。
6.２调试要点
整机装配完毕以后，要进行如下的检查和调试工作。 1．电路检查
检查电路元件焊接是否正确、可靠，注意检查元件连接是否有虚焊和短路，查看运放和晶体管引脚是否接对，注意电解电容极性不能接反。
检查电源电压是否符合要求，正负电源方向要正确，数值要对称。
2．检查静态
(1)负载(R L )开路，接通电源，粗测各级静态情况。 ①用万用表直流电压挡检查正负电源电压是否加上。
②逐级检查各级状态：测量各晶体管U BE 和U CE ，U BE =0和U CE =0均为不正常，对运算放大器要测量各引脚电压是否正常(输人和输出端电压为零)。
③检查输出级电位。输出端电位应为0V 。
(2)接假负载(8?、8Ｗ电阻)，测量上述静态电压。输出端电位仍为0V ，不应有太大的偏移，否则表明互补对称管不对称。
3动态测试。
①测量最大输出功率。音频信号频率f ＝1kHz ，逐渐增大输人信号电压i U 并使示波器
显示的波形刚好不产生失真，测出此时输出电压的有效值o U ，则输出功率2
=
o o L
U P R 应大于指标要求。
②测量输入灵敏度。接线同上，当输出功率为额定值时，测得输入电压i U 其值应低于指标要求，否则应改变电阻值，以增大电压放大倍数。
③测试幅频特性。保持输入电压i U 幅值不变，只改变频率 f ( 从L f ～H f )，测出对应输出电压幅度，测试过程输出波形不应失真，可先在低压下测试(使输出电压约为50％的额定值)，然后，再在额定值输出下测试。
④失真度测量。输人信号在100Hz 、1kHz 、5kHz 时，输出均达到额定输出功率，分别测出对应的失真度数值，应符合规定要求。
⑤测试整机的高低音控制特性。音量电位器R Ｗ１置最大位置，输入电压i U =50mV 固定不变，改变信号频率，从L f ～H f 按下述4W R 和5W R 的不同位置进行测试。
a)4W R 和5W R 动端置于最上端。测得对应的输出电压o U ，由此获得高、低音提升特性。
b)4W R 和5W R 动端置于最下端，测得对应的输出电压o U ，从而测得高、低音衰减特性。
8.心得体会
本次课程设计做了十多天，这十多天每天在电脑上查质料、画电路图、做仿真、买元器件、焊接电路，过的很充实。觉得这十多天里学到的东西比以往要多。金工实习、电工实习都是十多天，但以往心态较浮躁，只是为了完成老师布置的任务，很多比较实质性的东西并未真正领会。这十多天里一天里以还算平静的心态面对此次课程设计，发现自己忽略了很多比较重要的东西。就拿数字万用表的使用来说，以前实习常用，但仅知道用来测电阻而已。现在才知道怎么用万用表测电路通断、测电容大小、判断三极管引脚极性以及粗测三极管 值。
本次课程设计还让我深刻的感受到，会查阅资料也是一种很重要并且需要不断锻炼的能力。很多时候不是找不到资料，而是面对大量的资料不会从中提取有用的信息。
本次课程设计也提醒我学过的知识很大一部分都让我忘了，因此对于某些在实际应用很重要的知识应抽出时间复习。还有应熟练掌握各种软件。如multisim、protel 99 se等软件。大三了，水面的鱼沉下去，水底的鱼浮出来，掌握多一点知识总是有用的。
9.参考文献
1金凤莲，模拟电子技术基础实验及课程设计，清华大学出版社，2009.09
2建筑工程学院学报，27 卷，第1期2010.12
3彭介华，电子技术课程设计指导[M]，北京：高等教育出版社，2008.12
实验三功率放大电路实验报告
实验三功率放大电路实验 报告 The following text is amended on 12 November 2020.
集成功率放大电路一. 实验目的 1．掌握功率放大电路的调试及输出功率、效率的测量方法； 2．了解集成功率放大器外围电路元件参数的选择和集成功率放大器的使用方法。 二. 实验仪器设备 1.实验箱 2. 示波器 3. 万用表 4. 电流表 有关试验方法的说明： （1）测量最大不失真功率：max O P 在放大器的输入端接入频率为1kHz的正弦频率信号；Vi置最小 （Vi<20mV）；在放大器的输出端街上示波器和毫伏表，逐渐增大Vi， 使示波器显示出最大不失真波形，用毫伏表测出电压有效值mox O V，则最大不失真输出功率为： (2)测量功率放大器的效率 ： 在保持Vo为最大不失真输出幅度的情况下，由电流表测量直流电源Vcc的输出电流E I，此时电源Vcc提供的直流输出功率为： 注：此处Vcc应为正负电源之差。 功率放大器的效率为：
集成功率放大器的实验电路 三. 实验内容及步骤 1、连接电路： 接入正负电源（+V CC、-V EE） 接入负载电阻R L 串入电流表 2、打开电源开关，记录电流表的读数，即为静态电流I E
3、将电流表换至较高档位，接入输入信号v i，按后面要求进行测量。 负载电阻R L＝时， 按表分别用示波器测量输出电压峰值为2V和4V时的电流I E，计算输出功率P O、电源供给功率P E和效率η； 逐渐增大输入电压，用示波器监视输出波形，记录最大不失真时的输出电压的峰值v omax和电流I E，并计算此时的输出功率P O，电源供给功率P E 和效率η，填表。 实验需要测量的数值有I E和V omax ，P O，P E ，η由实验数据计算得到，计算公式如下： 实验注意事项： 功率放大器输出大电压大电流，工作在极限状态，产热较多，需要谨慎操作防止烧毁功放； I时刻监视电流表防止电流超过电流表在测量最大不失真电压时的E 量程； V时，一定使输入电压Vi置最小，然后逐渐测量最大不失真电压max O 慢慢增大输入Vi 。
音频功率放大电路报告
一、设计题目：音频功率放大电路 二、设计的任务和要求 1、主要要求：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。 2、性能指标：频带宽50H Z ～20kH Z ，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47KΩ。 三、原理电路和程序设计 3.1、方案的确定及论证 1、OTA互补对称功率放大器 OTL 电路通常由两个对称的异型管构成，因此又称为互补对称电路，图 3-1 为单电源 OTL 互补对称功率放大电路。电路中 T1 是推动级（电压放大，也叫激励级），其中Rb1、Rb2是 T1 的基极偏置电阻，Re为 T1发射极电阻，Rb为T1集电极负载电阻，它们共同构成 T1 的稳定静态工作点；T2、T3 组成互补对称功率放大电路的输出级，且 T2、T3工作在乙类状态；C2 为输出耦合电容。功率放大器采用射极输出器，提高了输入电阻和带负载的能力。 性能分析： 乙类互补推挽功放(OTL)的输出功率的计算公式如下： 输出功率：P o =U o I o =U o 2/R L 输出最大功率：P om =U o I o =U o 2/R L =U om 2/2R L =V CC 2/8R L
显然P 与电源电压及负载有关 om 2/8R 当输入功率为8w，阻抗8w时，有Pom=V CC V =8*8*8≈22.6v 则电路所需的电源为22.6v。 CC 2、用集成器件实现 Tda2030简介：TDA2030是德律风根生产的音频功放电路，采用V型5 脚单列直插式塑料封装结构。该集成电路广泛应用于汽车立体声收录音机、中功率音响设备，具有体积小、输出功率大、失真小等特点。并具有内部保护电路。 电路特点： [1].外接元件非常少。（基本应用电路图3-2） [2].输出功率大，Po=18W(RL=4Ω)。 [3].采用超小型封装（TO-220）,可提高组装密度。 [4].开机冲击极小。 [5].内含各种保护电路，因此工作安全可靠。主要保护电路有：短路保护、热保护、地线偶然开路、电源极性反接（Vsmax=12V）以及负载泄放电压反冲等。 [6].TDA2030A能在最低±6V最高±22V的电压下工作在±19V、8Ω阻抗时能够输出16W的有效功率，THD≤0.1%。用它来做电脑有源音箱的功率放大部分或小型功放再合适不过了。 图3-2使用单电源供电的tda2030基本应用电路
音频功率放大器设计详解
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P OM≥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R i≥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。 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，不能充分发挥功放的作用；假如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，这样将失去了音频放大的意义。所以一个实用的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。另外在各种声音源中，除了信号的幅度差别外，它们的频率特性有的也不同，如电唱机输出信号和磁带放音的输出信号频率特性曲线呈上翘形，即低音被衰减，高音被提升。对于这样的输入信号，在进行功率放大器之前，需要进行频率补偿，使其频率特性曲线恢复到接近平坦的状态，即加入频率均衡网络放大器。 对于话筒和线路输入信号，一般只需将输入信号进行放大和衰减，不需要进行频率均衡。前置放大器的主要功能一是使话筒的输出阻抗与前置放大器的输入阻抗相匹配；二是使前置放大器的输出电压幅度与功率放大器的输入灵敏度相匹配。由于话筒输出信号非常微弱，一般只有100μV~几毫伏，所以前置放大器输入级的噪声对整个放大器的信噪比影响很大。前置放大器的输入级首先采用低噪声电路，对于由晶体管组成的分立元件组成的前置放大器，首先要选择低
音频功率放大器设计实验报告
题目：音频功率放大器电路 音频功率放大器设计任务 1、基本要求 （1）频带范围 200Hz —— 10KHz，失真度 < 5%。 （2）电压增益 >= 20dB。 （3）输出功率 >= 1 W (8欧姆负载)。 （4）功率放大电路部分使用分立元件设计。 发挥部分 （1）增加音调控制电路。 （2）增加话筒输入接口，灵敏度 5mV，输入阻抗 >> 20 欧姆。 （3）输出功率 >= 10W (8欧姆负载)。 （4）其他。 目录 1 引言····························································· 2 总体设计方案·····················································2.1 设计思路······················································· 2.2 总体设计框图··················································· 3 设计原理分析·····················································3.1设计总原理图 3.2设计的PCB电路图 ··· 1 引言 在现代音响普及中，人们因生活层次、文化习俗、音乐修养、欣赏口味的不同，令对相同电气指标的音响设备得出不同的评价。所以，就高保真度功放而言，应该达到电气指标与实际听音指标的平衡与统一。
音频功率放大器是一个技术已经相当成熟的领域，几十年来，人们为之付出了不懈的努力，无论从线路技术还是元器件方面，乃至于思想认识上都取得了长足的进步。本次设计旨在熟悉设计流程，达到基本指标。 2 总体方案 根据实验要求，本次设计主要是也能够是用集成功放TDA2030为主的电路 一、电路工作原理 图1所示电路为音频功率放大器原理图，其中TDA2030是高保真集成功率放大器芯片，输出功率大于10W，频率响应为10~1400Hz，输出电流峰值最大可达3.5A。其内部电路包含输入级、中间级和输出级，且有短路保护和过热保护，可确保电路工作安全可靠。TDA2030使用方便、外围所需元器少，一般不需要调试即可成功。 RP是音量调节电位器，C1是输入耦合电容，R1是TDA2030同相输入端偏置电阻。 R2、R3决定了该电路交流负反馈的强弱及闭环增益。该电路闭环增益为 （R2+R3）/R2=（0.68+22）/0.68=33.3倍，C2起隔直流作用，以使电路直流为100%负反馈。静态工作点稳定性好。 C4、C5为电源高频旁路电容，防止电路产生自激振荡。R4、R5称为茹贝网路，用以在电路接有感性负载扬声器时，保证高频稳定性。VD1、VD2是保护二极管，防止输出电压峰值损坏集成块TDA2030。 2．电流反馈 电流反馈是指在一个反馈电路中，若反馈量与输出电流成正比则为电流反馈;若反馈量与输出电压成正比则为电压反馈。通常可以采用负载短路法来判断。 从概念上说，若反馈量与输出电压（有时不一定是输出电压，而是取样处的电压）成正比则为电压反馈；若反馈量与输出电流（有时不一定是输出电流，而是取样处的电流）成正比则为电流反馈。在判断电压反馈和电流反馈时，除了上述方法外，也可以采用负载短路法。负载短路法实际上是一种反向推理法，假设将放大电路的负载电阻RL短路（此时，），若
OTL功率放大器实验报告(DOC)
课程设计 课程名称模拟电子技术 题目名称功率放大器 专业班级12网络工程本2 学生姓名郭能 学号51202032019 指导教师孙艳孙长伟 二○一三年十二月二十三日 目录 引言 (2)
一、设计任务与要求 (2) 1.1 设计任务 (2) 1.2 设计要求 (2) 二、方案设计 (3) 三、总原理图及元器件清单 (4) 四、电路仿真与调试 (6) 五、性能测试与分析 (7) 六、总结 (8) 七、参考文献 (8)
OTL功率放大器 引言：OTL(Output transformerless )电路是一种没有输出变压器的功率放大电路。过去大功率的功率放大器多采用变压器耦合方式，以解决阻抗变换问题，使电路得到最佳负载值。但是，这种电路有体积大、笨重、频率特性不好等缺点，目前已较少使用。OTL电路不再用输出变压器，而采用输出电容与负载连接的互补对称功率放大电路，使电路轻便、适于电路的集成化，只要输出电容的容量足够大，电路的频率特性也能保证，是目前常见的一种功率放大电路。它的特点是：采用互补对称电路(NPN、PNP参数一致，互补对称，均为射随组态，串联，中间两管子的射极作为输出)，有输出电容，单电源供电，电路轻便可靠。两组串联的输出中点”可理解为采用互补对称电路(NPN、PNP参数一致，互补对称，均为射随组态，串联，中间两管子的射极作为输出)。 1：设计任务与要求 1.1设计任务： 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。 2．培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。 3．掌握OTL音频功率放大器的设计方法，基本工作原理和性能指标测试方法。 4. 通过一个OTL功率放大器的设计、安装和调试，进一步加深对互补对称功率放大电路的理解，增强实际动手能力。 1.2 设计要求： 1.设计时要综合考虑实用，经济并满足性能指标的要求，合理选用元器件。 2.广泛查阅相关的资料，不懂的地方积极向老师同学请教，讨论。认真独立的完成课题的设计。 3.按时完成课程设计并提交设计报告。 2：方案设计 要求设计一个由二极管，三极管，电容，电阻等元件组合而成的OTL音频功
音频功率放大电路内容(新)
第一章、绪论 功率放大器的作用是给音响放大器的负载（扬声器）提供一定的输出概率。当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出信号的非线性失真尽可能小，效率尽可能高。功放常见的电路形式有OTL（Output Transformer less）和OCL(Output Capacitor less)电路。有用集成运算放大器和晶体管组成的功放，也有专用集成电路功放。 LM386是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器，主要应用于低电压消费类产品。为使外围元件最少，电压增益内置为20。但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻或电容，便可将电压增益调为任意值，直至200。输入端以地位参考，同时输出端被自动偏置到电源电压的一半，工作电压范围宽,4-12V or 5-18V，在6V电源电压下，它的静态功耗仅为24mW, 且外围元件少。 设计功放电路由输入级、中间级和输出级三部分组成的：输入级是由100uF的耦合电容及100 k的电位器组成的，它具有隔直、调节音量及增益的作用； 中间级是由集成运放LM386以及由R1、RV4、C2等组成的可调增益放大电路； 输出级是由低通滤波器及扬声器组成的，其中L1为高频扼流圈； 由于该电路为双声道功率放大器，所以下部分电路与上部分电路完全对称，故电路原理同上。
第二章、系统组成与工作原理 功率放大电路由前置放大器、功率放大器、以及电源部分组成。如图1所示。功率放大器的前臵放大器主要作用是电压放大，这部分包括音调控制，音量控制等电路。功率放大器也叫主放大器，它可以把几十毫伏的信号电压放大到要求的功率。电源部分的作用是把220V交流电变成低压直流电，供给各级放大电路使用。 Lm386原理与说明: LM386是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器，主要应用于低电压消费类产品。为使外围元件最少，电压增益内置为20。但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻和电容，便可将电压增益调为任意值，直至200。输入端以地位参考，同时输出端被自动偏置到电源电压的一半，在6V电源电压下，它
音频功率放大电路实验报告分析
实验报告 课程名称： 电路与模拟电子技术实验 指导老师： 成绩：__________________ 实验名称： 音频功率放大电路 实验类型： 研究探索型实验 同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求 1、理解音频功率放大电路的工作原理。 2、学习手工焊接和电路布局组装方法。 3、提高电子电路的综合调试能力。 4、通过myDAQ 来分析理论数据和实际数据之间的关系。 二、实验内容和原理（必填） 音频功率放大电路，也即音响系统放大器，用于对音频信号的处理和放大。按其构成可分为前置放大级、音调控制级和功率放大级三部分。 作为音响系统中的放大设备，它接受的信号源有多种形式，通常有话筒输出、唱机输出、录音输出和调谐器输出。它们的输出信号差异很大，因此，音频功放电路中设置前置放大级以适应不同信号源的输入。 为了满足听众对频响的要求和弥补设置了音调控制放大器，希望能对高音、低音部分的频率特性进行调节扬声器系统的频率响应不足，。 为了充分地推动扬声器，通常音响系统中的功率放大器能输出数十瓦以上功率，而高级音响系统的功放最大输出功率可达几百瓦以上。 扩音机的整机电路如下图所示，按其构成，可分为前置放大级，音调控制级和功率放大级三部分。 装 订 线
前置放大电路： 前置放大级输入阻抗较高，输出阻抗较低。前置放大级的性能对整个音频功放电路的影响很大，为了减小噪声，前置级通常要选用低噪声的运放。 由A1组成的前置放大电路是一个电压串联负反馈同相输入比例放大器。 理想闭环电压放大倍数为：23 1R R A vf + = 输入电阻：1R R if = 输出电阻：0of =R 功率放大级： 对于功率放大级，除了输出功率应满足技术指标外，还要求电路的效率高、非线性失真小、输出与音箱负载相匹配，否则将会影响放音效果。 集成功率放大器通常有OTL 和OCL 两种电路结构形式。OTL 功放的优点是只需单电源供电，缺点是输出要通过大电容与负载耦合，因此低频响应较差；OCL 功放的优点是输出与负载可直接耦合，频响特性较好，但需要用双电源供电。（实验室提供本功能模块） 本实验电路的功率放大级由集成功率器件TDA2030A 连成OCL 电路输出形式。 TDA2030A 功率集成电路具有转换速率高，失真小，输出功率大，外围电路简单等特点，采用5脚塑料封装结构。其中1脚为同相输入端；2脚为反相输入端；3脚为负电源；4脚为输出端； 5脚为正电源。 功放级电路中，电容C15、C16用作电源滤波。D1和D2为防止输出端的瞬时过电压损坏芯片的保护二极管。R11、C10为输出端校正网络以补偿感性负载，其作用是把扬声器的电感性负载补偿接近纯电阻性，避免自激和过电压。 图中通过R10、R9、C9引入了深度交直流电压串联负反馈。由于接入C9，直流反馈系数F ′＝1。对于交流信号而言，
音频功率放大器实验报告
一、实验目的 1）了解音频功率放大器的电路组成，多级放大器级联的特点与性能； 2）学会通过综合运用所学知识，设计符合要求的电路，分析并解决设计过程中遇到的问题，掌握设计的基本过程与分析方法； 3）学会使用Multisim、Pspice等软件对电路进行仿真测试，学会Altium Designer使用进行PCB制版，最后焊接做成实物，学会对实际功放的测试调试方法，达到理想的效果。 4）培养设计开发过程中分析处理问题的能力、团队合作的能力。 二、实验要求 1）设计要求 设计并制作一个音频功率放大电路（电路形式不限），负载为扬声器，阻抗8Ω。要求直流稳压电源供电，多级电压、功率放大，所设计的电路满足以下基本指标： （1）频带宽度50Hz～20kHz，输出波形基本不失真； （2）电路输出功率大于8W； （3）输入阻抗：≥10kΩ； （4）放大倍数：≥40dB； （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； （6）所设计的电路具有一定的抗干扰能力； （7）具有合适频响宽度、保真度要好、动态特性好。 发挥部分： （1）增加电路输出短路保护功能； （2）尽量提高放大器效率； （3）尽量降低放大器电源电压； （4）采用交流220V，50Hz电源供电。 2）实物要求 正确理解有关要求，完成系统设计，具体要求如下： （1）画出电路原理图； （2）确定元器件及元件参数； （3）进行电路模拟仿真； （4）SCH文件生成与打印输出；
（5）PCB文件生成与打印输出； （6）PCB版图制作与焊接； （7）电路调试及参数测量。 三、实验内容与原理 音频功率放大器是一种应用广泛、实用性强的电子音响设备，它主要应用于对弱音频信号的放大以及音频信号的传输增强和处理。按其构成可分为前置放大级、音调控制级和功率放大级三部分，如图1所示。 v 图1 音频功率放大器的组成框图 1）前置放大级 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，不能充分发挥功放的作用；假如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，这样将失去了音频放大的意义。所以一个实用的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。另外在各种声音源中，除了信号的幅度差别外，它们的频率特性有的也不同，如电唱机输出信号和磁带放音的输出信号频率特性曲线呈上翘形，即低音被衰减，高音被提升。对于这样的输入信号，在进行功率放大器之前，需要进行频率补偿，使其频率特性曲线恢复到接近平坦的状态，即加入频率均衡网络放大器。 对于话筒和线路输入信号，一般只需将输入信号进行放大和衰减，不需要进行频率均衡。前置放大器的主要功能一是使话筒的输出阻抗与前置放大器的输入阻抗相匹配；二是使前置放大器的输出电压幅度与功率放大器的输入灵敏度相匹配。由于话筒输出信号非常微弱，一般只有100μV~几毫伏，所以前置放大器输入级的噪声对整个放大器的信噪比影响很大。前置放大器的输入级首先采用低噪声电路，对于由晶体管组成的分立元件组成的前置放大器，首先要选择低噪声的晶体管，另外还要设置合适的静态工作点。由于场效应管的噪声系数一般比晶体管小，而且它几乎与静态工作点无关，在要求高输入阻抗的前置放大器的情况下，
音频功率放大电路课程设计报告
, 课程设计 课程名称_模拟电子技术课程设计 题目名称音频功率放大电路 $ 学生学院 专业班级 学号 学生姓名__ 指导教师 : 2010 年 6 月 20 日
— 音频功率放大电路课程设计报告 一、设计题目 题目：音频功率放大电路 二、设计任务和要求 ` 1）设计任务 设计并制作一个音频功率放大电路（电路形式不限），负载为扬声器，阻抗8Ω。 2）设计要求 频带宽50H Z ～20kH Z ，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47KΩ。 三、原理电路设计 功率放大电路： % 功率放大电路通常作为多级放大电路的输出级。功率放大器的常见电路形式有OTL电路和OCL电路。在很多电子设备中，要求放大电路的输出级能够带动某种负载，例如驱动仪表，使指针偏转；驱动扬声器，使之发声；或驱动自动控制系统中的执行机构等。也就是把输入的模拟信号经被放大后,去推动一个实际的负载工作，所以要求放大电路有足够大的输出功率，这样的放大电路统称为功率放大电路。而音频功率放大器的作用就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地小，效率尽可能的高。随着半导体工艺,技术的不断发展,输出功率几十瓦以上的集成放大器已经得到了广泛的应用。功率VMOS管的出现,也给功率放大器的发展带来了新的生机。总之，功率放大器的主要任务是向负载提供较大的信号功率,故功率放大器应具有以下几个主要特点： 1. 输出功率要足够大 工作在大信号状态下,输出电压和输出电流都很大.要求在允许的失真条件下,
高效率音频功率放大器设计文献综述【文献综述】
文献综述 电子信息工程 高效率音频功率放大器设计文献综述 一、前言 为了节约电路的成本，提高放大器的效率，采用普通的电子元器件设计高 效率音频功率放大器的方法，使用基本的运算放大器，构成PWM路，形成D 类功率放大器，实现了高效率，低失真的设计要求。为了提高电路的抗干扰性能，在设计中使用了电压跟随器，差动放大器，有源带通滤波器等。使设计获 得了良好的效果。 二、主题 在现代音响普及中，人们因生活层次、文化习俗、音乐修养、欣赏口味的 不同，令对相同电气指标的音响设备得出不同的评价。所以，就高保真度功放 而言，应该达到电气指标与实际听音指标的平衡与统一。 音频功率放大器是一个技术已经相当成熟的领域，几十年来，人们为之付出了不懈的努力，无论从线路技术还是元器件方面，乃至于思想认识上都取得了长足的进步。 （一）早期的晶体管功放 半导体技术的进步使晶体管放大器向前迈进了一大步。自从有了晶体管，人们就开始用它制造功率放大器。 早期的放大器几乎全用锗管来制作，但由于锗管工艺上的一些原因，使得放大器中所用的晶体管，尤其是功放管性能指标不易做得很高，例如，共发射极截止频率fh的典型值为4kHz，大电流管的耐压值一般在30V一40V左右。这样，放大器的频率响应也就很狭窄，其3dB截止频率通常在10kHz左右，大大影响了音乐中高频信号的重现。再加上功放管的耐压、电流和功耗三个指标相互制约，制作较大功率的OTL或OCL放大器不易寻到三个指标都满足要求的管子，所以不得不采用变压器耦合输出。变压器的相移又使电路中加深度负反馈变得很困难，谐波失真得不到充分的抑制，因此这一时期的晶体管放大器音质是很差的。“还
音频功率放大电路
课程设计说明书 课程名称：数字电子技术、模拟电子技术 设计题目：音频功率放大电路 院系：电子信息与电气工程学院 学生姓名： 学号： 专业班级： 指导教师： 年月日
课程设计任务书设计题目音频功率放大电路 学生姓名 电子信息与电 所在院系专业、年级、班 气工程学院 设计要求： 1、设计制作一个音频功率放大电路（带高低音调节）； 2、负载电阻为8Ω（扩音器的等效阻抗）； 3、额定输出功率为10W ； 4、带宽大于50Hz~15KHz ； 5、输入阻抗大于500KΩ。 学生应完成的工作： 设计音频功率放大电路，并利用Multisim 软件进行电路仿真。利用DXP 软件绘制电路原理图， 并设计制作电路的PCB 板。根据设计原理对电路进行安装、调试，完成课程设计工作，并提交课程设 计报告。 参考文献阅读： [ 1]童诗白 . 模拟电子技术基础[ M ]. 北京：高等教育出版社，2005 . [ 2]臧春华 . 电子线路设计与应用[ M ]. 北京 : 高等教育出版社，2005 . [ 3]邱关源，罗先觉 . 电路（第五版[ M ]. 北京：高等教育出版社，2006. [ 4]阎石 . 数字电子技术（第五版）[ M ]. 北京：高等教育出版社，2005. [ 5]张阳天，韩异凡 . Protel DXP 电路设计 [ M ]. 北京：高等教育出版社，2005. 工作计划： 5 月 14 号—1 6 号完成仿真图的设计； 5 月 1 7 号完成原理图设计； 5 月 1 8 号— 5 月 21 完成 PCB 图设计； 5 月 22 号— 5 月 24 完成 PCB 板的制作及电路的安装与调试； 5 月 25 完成实验报告。 任务下达日期：年月日 任务完成日期：年月日 指导教师（签名）：学生（签名）：
音频功率放大器设计(明细)
电气与电子信息工程学院《电子线路设计与测试B》报告 设计题目：多级音频放大电路的设计与测试专业班级：电子信息工程技术2013（1）班学号： 201330230118 姓名： 指导教师： 设计时间： 2015/07/13～2015/07/17 设计地点：K2—306
电子线路设计与测试B成绩评定表 姓名学号 专业班级电子信息工程技术2013级（1）班 课程设计题目：多级音频放大电路的设计与测试 课程设计答辩或质疑记录： 1、对一个音频功率放大器的前置级有什么要求？ 答：要求：一是使话筒的输出阻抗与前置放大器的输入阻抗相匹配；二是使前置放大器的输出电压幅度与功率放大器的输入灵敏度相匹配。 2、试画出利用TDA2030/2030A实现的OTL功率放大器电路？ 答： 3、何为D类功率放大器？D类功率放大器有什么特点？ 答：(1)D类功放也叫丁类功放，是指功放管处于开关工作状态的功率放大器。 (2)特点：效率高、功率大、失真小、体积小。 成绩评定依据： 实物制作（40％）： 课程设计考勤情况（10％）： 课程设计答辩情况（20％）： 完成设计任务及报告规范性（30％）： 最终评定成绩： 指导教师签字： 年月日
目录 《电子线路设计与测试B》课程设计任务书 (4) 一、课程设计题目：多级音频放大电路的设计与测试 (4) 二、课程设计内容 (4) 三、进度安排 (4) 四、基本要求 (5) 五、课程设计考核办法与成绩评定 (5) 六、课程设计参考资料 (5) 多级音频功率放大电路的设计与测试 (6) 一、设计任务 (6) 二、设计方案分析 (6) 1、前置放大器 (6) 2、音调控制电路 (7) 3、功率放大器 (11) 三、主要单元电路参考设计 (11) 1、前置放大器电路 (12) 2、音调控制器电路 (12) 3、功率放大器电路 (14) 四、软件的仿真与调试 (15) 五、原理图与PCB的制作 (16) 六、音频功率放大器的调试 (17) 七、心得体会 (18) 八、附录 (19) 1、元件清单 (19) 2、实物图 (19) 3、文献 (19)
音频功率放大电路实验报告
实验报告 课程名称： 电路与模拟电子技术实验 指导老师： 成绩：__________________ 实验名称： 音频功率放大电路 实验类型： 研究探索型实验 同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求 1、理解音频功率放大电路的工作原理。 2、学习手工焊接和电路布局组装方法。 3、提高电子电路的综合调试能力。 4、通过myDAQ 来分析理论数据和实际数据之间的关系。 二、实验内容和原理（必填） 音频功率放大电路，也即音响系统放大器，用于对音频信号的处理和放大。按其构成可分为前置放大级、音调控制级和功率放大级三部分。 作为音响系统中的放大设备，它接受的信号源有多种形式，通常有话筒输出、唱机输出、录音输出和调谐器输出。它们的输出信号差异很大，因此，音频功放电路中设置前置放大级以适应不同信号源的输入。 为了满足听众对频响的要求和弥补设置了音调控制放大器，希望能对高音、低音部分的频率特性进行调节扬声器系统的频率响应不足，。 为了充分地推动扬声器，通常音响系统中的功率放大器能输出数十瓦以上功率，而高级音响系统的功放最大输出功率可达几百瓦以上。 扩音机的整机电路如下图所示，按其构成，可分为前置放大级，音调控制级和功率放大级三部分。 专业： 姓名： 学号： 日期： 地点： 桌号 装 订 线 点名册上的序号 前置 放大级 音调控制 放大级 功率 放大级
前置放大电路： 前置放大级输入阻抗较高，输出阻抗较低。前置放大级的性能对整个音频功放电路的影响很大，为了减小噪声，前置级通常要选用低噪声的运放。 由A1组成的前置放大电路是一个电压串联负反馈同相输入比例放大器。 理想闭环电压放大倍数为：23 1R R A vf + = 输入电阻：1R R if = 输出电阻：0of =R 功率放大级： 对于功率放大级，除了输出功率应满足技术指标外，还要求电路的效率高、非线性失真小、输出与音箱负载相匹配，否则将会影响放音效果。 集成功率放大器通常有OTL 和OCL 两种电路结构形式。OTL 功放的优点是只需单电源供电，缺点是输出要通过大电容与负载耦合，因此低频响应较差；OCL 功放的优点是输出与负载可直接耦合，频响特性较好，但需要用双电源供电。（实验室提供本功能模块） 本实验电路的功率放大级由集成功率器件TDA2030A 连成OCL 电路输出形式。 TDA2030A 功率集成电路具有转换速率高，失真小，输出功率大，外围电路简单等特点，采用5脚塑料封装结构。其中1脚为同相输入端；2脚为反相输入端；3脚为负电源；4脚为输出端；5脚为正电源。 功放级电路中，电容C15、C16用作电源滤波。D1和D2
音频放大电路设计报告
一.幅频相频特性的概念 由于放大电路中电抗元件的存在，放大电路对不同频率分量的信号放大能力是不相同的，而且不同频率分量的信号通过放大电路后还会产生不同的相移。因此，将表示电压放大倍数A u 的大小和频率f 之间的关系称为幅频特性，输出信号U out 与输入信号U in 的相位差与频率f 之间的关系称为相频特性。 二.电路相频幅频特性分析 （1）音频放大电路图 将信号发生器代替音频为音频放大电路提供不同频率的信号源，由此得出频率特性曲线。音频放大电路图如图1所示： 图1：音频放大电路图 根据电路图可以计算得出一级放大倍数为： 10131u ≈- =R R A 二级放大倍数为: 1518 462≈++=R R R A u 那么音频电路的总为两级各自放大倍数的乘积，也就是150倍。
（2）理论分析 通过Altium Designer Summer 09软件对音频电路进行仿真，得到该音频电路的幅频相频特性曲线，并进行理论分析。 图2：一级放大电路幅频特性曲线 图3：一级放大电路相频特性曲线 由图2和图3可以得出该放大电路为带通电路，在Au 下降到%70.7处时，可以得出其下限截止频率f L 和上限截止频率f H ，f L 大约为3.2HZ ，f H 大约为95KHZ 。由于f H 远远大于fL ，因此一级放大电路的通频带为： f bw=f H - f L≈f H=95K 查阅资料已知LM358双运算放大器的单位增益带宽为1MHZ ，由增益带宽积的公式可以得出理论上的带宽，公式如下： K 10010 M 1A M 11==?=bw bw u f f 由此可以看出仿真结果接近理论值，一级放大电路为反相运算电路，在无衰减
音频功率放大器课程设计--OTL音频功率放大器的设计与制作-精品
学号： 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： 序号设计内容所用时间 1 布置任务及调研1天 2 方案确定0.5天 3 制作与调试 1.5天 4 撰写设计报告书1天 5 答辩1天 合计1周 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 (2) 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) 1.1.1设计原理 (3) 1.1.2 参数计算 (5) 1.2直流稳压电源的设计 (6) 1.2.1设计原理 (6) 1.2.2参数计算 (7) 2.仿真结果及分析 (8) 2.1音频功率放大电路 (8) 2.1.1仿真原理图 (8) 2.1.2仿真效果图 (9) 2.2直流稳压电源电路 (11) 2.2.1电路原理图仿真 (11) 2.2.2仿真效果图 (11) 3.实物制作与性能测试 (12) 3.1音频功放实物制作 (12) 3.2性能测试 (13) 3.2.1功率性能测试 (13) 3.2.2频率响应测试 (14) 3.3直流稳压电源制作 (14) 3.4直流稳压电源的测试 (15) 4.收获以及体会 (15)
音频功率放大电路实验报告
. . . . 实验报告 课程名称： 电路与模拟电子技术实验 指导老师： 成绩：__________________ 实验名称： 音频功率放大电路 实验类型： 研究探索型实验 同组学生：__________ 一、实验目的和要求 1、理解音频功率放大电路的工作原理。 2、学习手工焊接和电路布局组装方法。 3、提高电子电路的综合调试能力。 4、通过myDAQ 来分析理论数据和实际数据之间的关系。 二、实验容和原理（必填） 音频功率放大电路，也即音响系统放大器，用于对音频信号的处理和放大。按其构成可分为前置放大级、音调控制级和功率放大级三部分。 作为音响系统中的放大设备，它接受的信号源有多种形式，通常有话筒输出、唱机输出、录音输出和调谐器输出。它们的输出信号差异很大，因此，音频功放电路中设置前置放大级以适应不同信号源的输入。 为了满足听众对频响的要求和弥补设置了音调控制放大器，希望能对高音、低音部分的频率特性进行调节扬声器系统的频率响应不足，。 为了充分地推动扬声器，通常音响系统中的功率放大器能输出数十瓦以上功率，而高级音响系统的功放最大输出功率可达几百瓦以上。 扩音机的整机电路如下图所示，按其构成，可分为前置放大级，音调控制级和功率放大级三部分。 专业： 姓名： 学号： 日期： 地点： 桌号 装 订 线 点名册上的序号 前置 放大级 音调控制 放大级 功率 放大级
前置放大电路： 前置放大级输入阻抗较高，输出阻抗较低。前置放大级的性能对整个音频功放电路的影响很大，为了减小噪声，前置级通常要选用低噪声的运放。 由A1组成的前置放大电路是一个电压串联负反馈同相输入比例放大器。 理想闭环电压放大倍数为：23 1R R A vf + = 输入电阻：1R R if = 输出电阻：0of =R 功率放大级： 对于功率放大级，除了输出功率应满足技术指标外，还要求电路的效率高、非线性失真小、输出与音箱负载相匹配，否则将会影响放音效果。 集成功率放大器通常有OTL 和OCL 两种电路结构形式。OTL 功放的优点是只需单电源供电，缺点是输出要通过大电容与负载耦合，因此低频响应较差；OCL 功放的优点是输出与负载可直接耦合，频响特性较好，但需要用双电源供电。（实验室提供本功能模块） 本实验电路的功率放大级由集成功率器件TDA2030A 连成OCL 电路输出形式。 TDA2030A 功率集成电路具有转换速率高，失真小，输出功率大，外围电路简单等特点，采用5脚塑料封装结构。其中1脚为同相输入端；2脚为反相输入端；3脚为负电源；4脚为输出端；5脚为正电源。 功放级电路中，电容C15、C16用作电源滤波。D1和D2为防止输出端的瞬时过电压损坏芯片的保护二极管。R11、C10为输出端校正网络以补偿感性负载，其作用是把
6低频功率放大器实验报告1
实验报告 姓名： 学号： 日期： 成绩 ： 课程名称 模拟电子实验 实验室名称 模电实验室 实验 名称 低频功率放大器 同组 同学 指导 老师 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 二、实验原理 图7－1所示为OTL 低频功率放大器。其中由晶体三极管T 1组成推动级（也称前置放大级），T 2、T 3是一对参数对称的NPN 和PNP 型晶体三极管，它们组成互补推挽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 图7－1 OTL 功率放大器实验电路 有输出电阻低，负载能力强等优点，适合于作功率输出级。T 1管工作于甲类状态，它的集电极电流I C1由电位器R W1进行调节。I C1 的一部分流经电位器R W2及二极管
D ， 给T 2、T 3提供偏压。调节R W2，可以使T 2、T 3得到合适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CC A U 21 U =，可以 通过调节R W1来实现，又由于R W1的一端接在A 点，因此在电路中引入交、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T 1放大、倒相后同时作用于T 2、T 3的基极，u i 的负半周使T 2管导通（T 3管截止），有电流通过负载R L ，同时向电容C 0充电，在u i 的正半周，T 3导通（T 2截止），则已充好电的电容器C 0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。 C 2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 0m 理想情况下，L 2CC om R U 81P =，在实验中可通过测量R L 两端的电压有效值，来 求得实际的L 2 O om R U P =。 2、 效率η 100%P P ηE om = P E —直流电源供给的平均功率 理想情况下，ηmax ＝ 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。 3、 频率响应 详见实验二有关部分内容 4、 输入灵敏度 输入灵敏度是指输出最大不失真功率时，输入信号U i 之值。 三、实验设备与器件 1、 ＋5V 直流电源 5、 直流电压表 2、 函数信号发生器 6、 直流毫安表
几款最常用的音频功放芯片以及应用电路介绍
几款最常用的音频功放芯片以及应用电路介绍 来源：华强北IC代购网功放芯片就好像是多媒体播放设备的“心脏”，是为播放设备提供动力的部件，也是关系到音质的重要环节之一，其重要性自然不言而喻。于是有许多音频功放芯片的初学者就会好奇，要怎么才能选到合适的芯片呢？常用的音频功放芯片有哪些？下面华强北IC代购网搜集了几款最常用的音频功放芯片，以及功率放大集成电路介绍希望对大家的音频电路设计有帮助。 常用的音频功放芯片 1、LM1875 LM1875是最常用的功放芯片之一，为单声道设计，不仅具有音质醇厚功率大的优点，还具有完整的保护电路，在同类型芯片中属于高档型号。 2、LM3886 同样是单声道设计，共有11个引脚，相对LM1875来说，LM3885具有更大的功率，更宽的动态，在其他参数上也有优势，所以只有在最高端多媒体音响才会采用LM3886作为音频功放芯片。 3、LM4766
网上通常的说法是，LM4766等于将两个LM3886封装在一起，为什么这样说呢？从性能参数来看，LM4766恰好和LM3886相当，甚至音色表色也是如出一辙。不过，由于LM4766引脚较多，业内人士常把它称之为“蜈蚣芯片”，在焊接的时候具有一定的难度。 功率放大集成电路分类介绍 1、二声道三维环绕声处理集成电路 音响系统中使用的二声道三维环绕声系统有SRS、Spatializer、Q Surround以及虚拟杜比环绕声系统。 2、杜比定向逻辑环绕声集成电路 杜比定向逻辑环绕声解码系统是经过杜比编码处理过的左、右二声迹信号调节还原成四声道音频信号。 3、数码环绕声解码集成电路 音响系统中使用的数码环绕声系统有杜比数码系统和DTS系统等，两种系统音频信号的记录与重放均为独立六声道。 4、电子音量控制集成电路 电子音量控制集成电路是采用直流电压或串行数据控制的可调增益放大器，其内部一般由衰减器、锁存器、移位寄存器和电平传唤电路组成。 5、电子转换开关集成电路 电子转换开关集成电路是采用直流电压或串行数据控制的额多路电子互锁开关集成电路，内部一般由逻辑控制、电平转换、锁存器、模拟开关等组成。 6、扬声器保护集成电路 扬声器保护集成电路可以在音频功放芯片出现故障、过载或过电压时将扬声器系统与功放电路断开，从而达到保护扬声器和功放电路的目的。扬声器保护集成电路内部一般由检测电路、触发器、静噪电路及继电器驱动电路等组成。