音频功率放大电路报告

中南大学

课 程 设 计

题 目 学 院 专 业 班 级 姓 名 指导教师

音频功率放大电路 计算机科学学院

2010 年 06 月 21 日

电 子 技 术 课 程 设 计

任 务 书

设计题目： 音频功率放大电路 学生姓名： 专业班级： 学号：

指导教师签名： 年 月 日

一、设计条件

1．可选元件（或自备元件）：

功率BJT或MOS管：

若干

运放： 若干 电阻、电容、电位器： 若干

2．可用仪器：万用表，示波器，毫伏表，信号发生器，直流稳压源

二、设计任务及要求

1．设计任务

根据技术要求和已知条件，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： 20Hz ~ 20 kHz；

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，选择元件，画出总体电路原理图，阐述基本原理。（用Proteus或MultiSim软件完成仿真）

（3）安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。

三、时间安排

1．第10周：布置设计任务，讲解设计要求、实施计划、设计报告等要求。完成选题。 2．第10 ~ 14周：完成资料查阅、设计、仿真。

3．第15 ~ 16周：制作与调试，完成课程设计报告撰写。 4．第16 ~ 17周：提交课程设计报告，课程设计验收，答辩。

目 录

第一章 OCL功率放大器设计方案论证

1.1 OCL功率放大器的应用意义 ........................... 1 1.2 OCL功率放大器设计的要求及参数 ..................... 1 1.3 设计方案论证....................................... 1 1.4 总体设计方案框图及分析............................. 2 第二章 OCL功率放大器各单元电路设计

2.1 前置放大级设计..................................... 2 2.2 功率放大器设计..................................... 3 第三章 OCL功率放大器整体电路设计及仿真

3.1 整体电路图及工作原理.............................. 5 3.2 EWB软件简介 ...................................... 5 3.3 仿真电路图........................................ 6 3.4 波形图........................................... .6 第四章 实物制作及调试

4.1 实物制作过程...................................... 7 4.2 实物图............................................ 8

4.3 实物调试.......................................... 9

实验总结................................................... 9 参考文献................................................... 10 附录....................................................... 11

第一章 OCL功率放大器设计方案论证

1.1 OCL功率放大器的应用意义

OCL(Output Capacitorless无输出电容器)电路是采用正负两组对称电源供电,没有输出电容器的直接耦合的单端推挽电路,负载接在两只输出管中点和电源中点. OCL功率放大器是在OTL功率放大器的基础上发展起来的一种全频带直接耦合低功率放大器，它在高保真扩音系统中得到了广泛应用。

1.2 OCL功率放大器设计的要求及参数

本次课程设计需要采用全部或部分分立元件设计此OCL音频功率放大器。并设计出此功率放大器所需的直流稳压电源。

一、设计目的

1、学习功率放大器的设计方法；

2、掌握静态工作点、电压放大倍数和输入电阻、输出电阻的设置方法； 3、学会由功率放大器的设计指标计算电路元件参数； 二、设计参数如下所示：

1. 输出功率： 10W / 8Ω

2. 频率响应： 20Hz ~ 20 kHz； 3. 效率： > 60﹪； 4. 失真小。

三、设计提示

1、设计方案提示

性能良好的OCL功率放大器通常由输入级、推动级和输出级等部分组成。

A、输入级：主要作用是抑制零漂，保证电路工作稳定，同时对前级（音调控制级）送来的信号低失真、低噪声放大，为此，可采用带恒流源的差动放大电路，且设置的静态电流较小。

B、推动级：主要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，可采用共射放大电路，其静态偏流比输入级要大。

C、输出级：主要作用是给负载提供足够大的输出信号功率，可采用由复合管构成的甲乙类互补对称功放或准互补功放电路。

此外，还应考虑为稳定静态工作点须设置直流负反馈电路，为稳定电压放大倍数和改善电路性能须设置交流负反馈电路等。电路设计时，各级应设置合适的静态工作点，在组装完毕后须进行静态和动态调试，在波形不失真的情况下，使输出功率最大，动态调试时，要注意消振和接好保险丝，以防损坏元件。

1.3 设计方案论证

根据本课题要求，我们所设计的低功率放大器应由以下几部分组成：前置放大及功率放大。以下逐一加以设计及论证。 1.3.1前置放大部分

前置放大电路采用低噪声双运放，分别以相同放大的方式，作为左右通道的信号放大。 1.3.2功率放大部分

功率放大电路由三部分组成：输入级、推动级和输出级。输入级由有两个三极管组成差

分放大电路，推动级由一个三极管组成，输出级由两个三极管对称构成。两输出管分别由正、负两组电源供电，扬声器直接接在两输出管的输出端与地之间，同时应使本功放工作在甲乙 类状态。

1.4 总体设计方案框图及分析

总体设计方案框架图：

分析：输入信号通过前置放大电路进行初步放大，再经过功率放大器进行进一步的放大。最后通过输出端输出，即得到所需。

第二章 OCL功率放大器各单元电路设计

2.1 前置放大级设计

前端放大功能是完成小信号的电压放大任务、提高信噪比，其失真度和噪声对系统的影响最大，是应该优先考虑的指标。采用运放μA741。实际制作中将它接成同相放大形式，运放反相端串联10μF的电解电容，让交流信号全反馈，信号放大倍数即功放的电压增益为1+（R3+RP1）/R2，为了更好的实现对信号的放大，将放大倍数定为40 dB左右，取RP1= 40kΩ,R2= 1 kΩ，Av= 1+40/1 = 41 dB,由于μA741需要±3 V～±22 V的电源，所以运放的电源输入为±12V。

2.2 功率放大器设计

利用T1、T2 PNP型管，组成NPN型复合管。

T3、T4为不同类型的晶体管，所组成的复合管的导电极性由第一只管决定，即为PNP型。R4、R5、RP2及二极管D1、D2所组成的支路是两对复合管的基极偏置电路，静态时支路电流I0可由下式计算：

I0=(2Vcc-2VD)/(R4+R5+RP2) 式中，VD为二极管的正向压降。

为减小静态功耗和克服交越失真，静态时T1、T2应工作在微导通状态，即满足下列关系：

VAB=VD1+VD2=VBE1+VBE2

称此类状态为甲乙类状态，二极管D1、D2与三极管T1、T3应为相同类型的半导体材料，如D1、D2为硅二极管2CP10，则T1、T3也应为硅三极管。RP2用于调整复合管的微导通状态，其调节范围不能太大，一般采用几百欧姆或1k欧的电位器。安装电路时首先应使RP2的阻值为0，在调整输出级静态工作电流或输 …… 此处隐藏：2944字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……