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)
5.元器件清单 (18)
6. 主要参考文献资料 (18)
本科生课程设计成绩评定表 (19)
摘要
本课程设计是在学完《模拟电路基础》、《模拟电路基础实验》之后，通过复杂程度较高，综合性较强大型设计课题的实做训练。在现代生活中耳机放大器、音响设备、电视电脑都有功率放大电路存在。功率放大电路通常作为多级放大电路的输出级。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。总之，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。
我的此课程设计报告主要包括了课程的设计、原理、电路仿真、实物制作和性能测试等部分。利用现学知识设计并制作了音频功率放大器及为其提供直流偏置的12V稳压直流电源。音频功率放大器主要利用了由TDA2030A集成功放构成的单电源互补对称功放，实现高保真效果。直流稳压电源则主要利用LM7812稳压管，为电路提供稳定的直流输入电压。
关键词：功率放大、直流电源、TDA2030A
Abstract
The course design is in the completion of "Fundamentals of analog circuits", "analog circuit based experiment", through the higher complexity, strong comprehensive design project of large practical training. In modern life Headset amplifier, audio equipment, television and computer have a power amplification circuit exists. The power amplifier circuit is usually as the output stage of multistage amplifier circuit. In many electronic devices, the required output stage amplifier circuit can drive a load, such as driving instrument, so that the pointer deflection; drive the loudspeaker to sound, or drive; automatic control actuator system etc.. In short, demand amplification circuit has a large enough output power. Amplifying circuit that collectively referred to as the power amplifier circuit.
This curriculum design report I including curriculum design, principle, circuit simulation, physical production and testing part. To use existing knowledge to design and produce the audio power amplifier 12V and provides a regulated DC power supply, DC bias for the. Audio power amplifier is mainly used the single power complementary symmetry power amplifier is composed of a TDA2030A integrated power amplifier, to realize the high fidelity effect. DC regulated power supply is the main use of LM7812 voltage regulator tube, to provide the DC input voltage stability for circuit.
Keywords: power amplifier, DC power supply，TDA2030A
音频功率放大器的设计与制作
1.设计原理及参数
1.1音频功放电路的设计
1.1.1设计原理
音频功率放大器主要由输入级、放大级、输出级三个部分组成。
电路采用TDA2030A 集成功率放大电路，具有输出功率大、保护性能完善、外围电路简单、使用方便等优点。工作范围为±6-±18V 。
输入级：采用电容耦合输入。用以去掉音频信号中的低频信号，与R1构成高通低频响应。
放大级：采用TDA2030A 集成芯片，输出功率大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。
TDA2030A 功率放大管利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。因为声音是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β是三极管的交流放大倍数，应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流(或电压)是原先的β倍的大信号，这现象成为三极管的放大作用。经过不断的电流及电压放大，就完成了功率放大。
TDA2030集成电路的第三个特点是外围电路简单，使用方便。在现有的各种功率集成电路
输入级
放大级
输出级
音频信号输 入
扬声器输出
中，它的管脚属于最少的一类，总共才5端，在焊接电路板的时候TDA2030A的管脚的分布对于焊接的时候很重要的，如果管脚的区分有错，直接会导致的功率放大器烧掉。通过查阅资料知道他的管脚分布为：汉字对着人，从左往右数为1 2 3 4 5 其1 为同相输入端2为反相输入端3为功率放大器的接地端4为功率放大器额的输出端5为功率放大器的电源线的接入端。TDA2030A参数如图：
表1.1 TDA2030A芯片参数
其中，R4作为同相输入的偏置电阻，电路增加交流电压并联负反馈，R5、R6决定了此交流负反馈的强弱和闭环增益。该电路闭环增益为：（R5+R6）/R6。R6电阻越小增益越大，但增益太大也容易导致信号失真。C1起到隔直流的作用，使得直流负反馈为100%，静态工作点稳定性好。
由于电源本身并不是完全直流的，里面含有纹波，会影响输出结果，因而需要在电源输入端对电源进行虑纹波，本实验设计采用在电源输入端并联一个大电容电容C8和一个小电容C2。大电容虑低频，小电容率高频，可有效的滤掉电源的纹波。
输出级：两个二极管接在输出和电源之间，防止扬声器感性负载反冲而影响音质。R8和C5串联对感性负载（喇叭）进行相位补偿，消除自激。C4电容起到隔自流同交流的作用。
原理电路采用单电源互补对称功放。它去掉了一组电源，在输出端与负载之间增加了一个大电容。改变外部电路电阻值，输出端4点的静态电位等于VCC/2。
电路原理如图：
图 1-1音频功放原理图
1.1.2 参数计算
● R 1是音量调节电位计，本电路采用22k 电位计 ● C6是输入耦合电容（C1=1uf ）由公式
C=
fc
π21
=1.5uf （公式1-1） ● f 取10Hz ，R=R1/2=10k C=1.6uf 实际中采用1uf 电解电容。 ● C8取100uf 电解电容，C2取0.1uf 陶瓷电容 ● R4是TDA2030A 同相输入端偏置电阻。
● R2、R3为反馈网络电阻（R2=R3=R7=100K Ω）。
● R6、R5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
Av=(R6+R5)/R6=(4.7+150)/4.7=30.0（公式1-2）
● C1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。 ● D1、D2是保护二极管,防止输出电压峰值损坏集成块TDA2030A ，实际中采用1N4001二极管。
输出端接上电容C5=0.22 uF 的陶瓷电容，R7=1Ω串联接地。
1.2直流稳压电源的设计
1.2.1设计原理
直流稳压电源主要由整流电路、滤波电路、稳压电路三部分实现。
变压电路：采用220：15变压器，交变输出有效值为15V ，频率为50Hz 交流电。 整流电路：采用单相桥式全波整流电路，由于二极管单向导通的特性，当二极管呈桥式相连时，无论输入电压呈正半周期或负半周期，都有电流同方向地流过负载。从而实现整流作用。波形如图：
图 1-2-1整流桥波形原理
滤波电路：采用电容滤波电路，利用电容充放电原理达到滤波作用。在脉动直流波形上升阶段，电容充电，由于充电时间常数很小，所以充电速度快；在波形的下降阶段，电容放电，由于时间常数很大，放电较慢。波形如图：
220v
交流输入
变压电路
整流电路
滤波电路
稳压电路
输出电路
图1-2-2滤波原理波形
稳压电路：采用LM7812集成稳压器，进一步稳定输出电压在12V。电路原理图如图所示：
图1-2-3直流稳压电源原理图
220：15变压器输入有效值为输入端电容C3用于抵消输入端较长接线的电感效应，以防止自激震荡，还可以抑制电源的高频脉冲干扰。实际中采取小电容即可。输出端电容C10、C11用于改善负载的瞬态响应，消除电路的高频噪声，同时也具有消振作用。C10较大，优点是提高稳压电源的脉冲响应、输出较大的脉冲电流。然而当输出断开，二极管放电，较大电流会使稳压器损坏。所以在稳压器两端并联一个二极管D4，用以保护稳压器。1.2.2参数计算
220：15变压器
●LM7812集成稳压器
●4*1N4001制成整流桥，或直接选择集成整流桥
●C1滤波电容：选择1000uF电解电容
●C5、C7小电容实验中选择了0.1uf陶瓷电容
2.仿真结果及分析
2.1音频功率放大电路
软件介绍：Multisim是加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technoligics简称IIT公司)推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。
工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim 和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。
2.1.1仿真原理图
图2-1-1音频功放仿真电路图
2.1.2仿真效果图
输入1Khz振幅100mvp，Vcc为12V。当电位计调至最大输入，波形如图：
图2-1-2仿真波形图1
计算其最大放大倍数：
A=V o/Vi=3.158V/98.982mV=31.9(公式1-3) 理论值：
A=（R5+R6）/R6=32.9（公式1-4）
调节电位计观察波形。当电位计调低，可以看见输出减小。所以调节电位计具有调节音量的作用。波形如图：
图2-1-3仿真波形图2
观察放大电路输出电压
图2-1-4仿真波形图3
Vk=6V=VCC/2与理论值相符。
2.2直流稳压电源电路
2.2.1电路原理图仿真
图2-2-1直流稳压电源仿真电路
2.2.2仿真效果图
图2-2-2仿真波形4
经过变压器输入15V（有效值）交流电时，电路输出12.5V稳定电直流电。
电路频率响应仿真
图2-2-3频率响应仿真
fl=4.7Hz
图2-2-4频率响应仿真2
fh=22khz
B=fh-fl≈22khz
3.实物制作与性能测试
3.1音频功放实物制作
安装电路板，由于本电路采用功放集成电路，且只有5引脚，看准后，可直接焊在电路板上。按照布局图把元件逐一焊接在电路板上，对于二极管或电解电容等有极性器件要用仪器判断好后在焊接。元件全部焊接完成后，仔细检查几遍，确保器件连接正确后，方可通电测试。
1.测量输出电压放大倍数Au
测试条件：直流电源电压15v，输入信号1KHz= 70 mv（振幅值100mv），输出负载电阻为8Ω。
2.测量允许的最大输入信号（1KHz）和最大不失真输出功率
测试条件：直流电源电压12v，负载电阻分为8Ω。
3.测量上、下限截止频率fH和fL
测试条件：直流电源电压12v，输入信号100mv（振幅值141mv），改变输入信号频率（负载电阻为8Ω）
实物如图：
图3-1-1实物图1
3.2性能测试
3.2.1功率性能测试
在实验室里，选用低频信号发生器做信号源，用示波器观察波形，并测量出输出电压
的有效值。测试取输入信频率f=1khz Vi=100mV （峰值约为141mv ） RL=8Ω/20W ，经测量和计算如下：
○1输出电压（有效值）≈om U 3.26V ○2输出功率
W
R U P L
33.12o 2
m 0
≈=（公式3-1）
○3电压放大倍
32.6≈=
i
O
U U U A （公式3-2）
○4电源平均供给功率
2.20W
=L om
cc 2R V V P i π=
（公式3-3）
○5转换效率
60.3% ≈ i
O
P P =
η（公式3-4）
3.2.2频率响应测试
在保证输入信号Ui 大小不变的条件下，改变低频信号发生器的频率。用交流毫伏表测出Uo=0.707Uom 时，所对应的放大器上限截止频率fh 和下限截止频率fl,算出频带宽度B:
○1fl ≈10Hz ○2fh ≈23KHz ○3B=fh －fl ≈23KHz
与理论值相近。在误差允许范围内，实际测试值满足理论值标准，实验成功。
3.3直流稳压电源制作
安装电路板，本电路集成整流桥和LM7812集成稳压器。焊接较为简单。可直接焊在
电路板上。按照布局图把元件逐一焊接在电路板上，对于二极管或电解电容等有极性器件要用仪器判断好后在焊接。元件全部焊接完成后，在仔细检查几遍，确保器件连接正确后，方可通电测试。测试必须注意用电安全，尤其保证变压器用绝缘胶胶好再通电，通电时不要随意触碰变压电路部分，防止漏电而导致触电。
实物如图：
图3-3-1实物图2
3.4直流稳压电源的测试
实物通电之后将输出端连接示波器，观察。输出了较稳定的12V直流电源。实验成功。
4.收获以及体会
本着借着此次课程设计制作一些能够用于生活的更实用的实物的原则，我选择了制作音频功率放大器作为我此次课程设计的题目。音频功率放大电路以《模拟电子电路》书本上，TDA2030A构成的单电源互补放大电路为原型，再考虑到实际情况，对电路图做出了
一些修改。得到了现在的音频功放原理图。在研究电路原理的过程中，我意识到自己之前所学得的理论知识存在很大的漏洞，对于许多元器件、电路的具体应用及其原理大多一知半解。而通过这一次课程设计对电路原理的研究，加深了我对模拟电子电路这门功课相应知识点的理解，填补了自己许多知识漏洞。同时也使我更好得将课程理论知识运用于实践当中，收获颇丰。然而在选定方案的过程中我并没有考虑到输出功率需要满足10W这一条件，直接采用了单源输入的设计方案。不过从实物效果来看，此音频功放同样具有较好的保真效果，工作效率达到60%。这一失误让我意识到制作之前了解设计要求的重要性，同时也告诫我在课程制作和设计时必须先做足充分准备再开始实践。这样既不会浪费耗材，也不会浪费自己的时间和精力。
制作直流稳压电源的出发点仅仅是为我的音频功放提供一个直流电源，能够使我不仅仅在实验室使用这个音频功放。这一直流电源制作虽然很简单，但是制成之后才发现，12V 的直流稳压电源应用范围太过狭隘。考虑到实际成本和实用度，这一电源制作的性价比其实是比较低的。所以我也决定在寒假时，利用空闲时间将其做出一下修改。制成一个可调的直流稳压电源。方便自己今后的制作需要。
在运用Mulitisim仿真软件进行电路仿真的过程中，让我学会更流畅得使用此类仿真软件。同时，利用仿真软件更改各元器件、模拟各种实际情况能够加深我对各元器件在电路中应用的理解。先仿真、再制作，提高了我们实物制作的效率，降低实际工作量。而通过这一此课程设计的实际操作，我学习到很多运用仿真软件的新技能。
此次课程设计由于电路图较为复杂，虽然有一定电工电子实习的实践基础，但是在实际的电路板焊接过程中仍出现了较多问题。比如在焊接中，存在几处虚焊情况，严重影响了我后期的试调过程。直到拿着万用表一处一处排查，才找出故障所在。这也让我意识到自己做事粗心的缺点。这让我意识到不能够急于求成，要认真仔细做好每一步，否则将会给接下来的任务带来更大的麻烦。除此之外，焊接时芯片的引脚、电容等有极元件需要特别
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
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
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 (6) 6.1 波形测试 (6) 6.2 主要参数的测试与计算 (6) 七. 个人心得体会 (7) 八．参考文献 (7)
题目OTL音频功率放大器 设计者蔡白洁张振山 指导教师李艳萍 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 OTL音频功放满足的具体性能指标 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%。 3 方案设计与论证 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音频功率放大器。其中，二极管T1构成前置放大级，对输入信号进行倒相放大，二极管T2，T3的参数一致，互补对称，且均为共集电极接法，保证了输出电阻低，负载能力强的优点，作用是对输入的信号进行功率放大。 在明确了电路接线的基础上，在电路板上进行仿真模拟，并按照课本上相关的知识对该功放的主要参数计算。电路在12V的直流电压下工作，在负载为8Ω
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
模电课设—音响功率放大器概述
摘要 本文介绍了音响的构成、功能、及工作原理，它由TDA2030芯片所组成的功放电路，LM324四运放大器为前置放大构成，本身具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点。而TDA2030一款输出功率大，最大功率到达35W 左右，静态电流小，负载能力强，动态电流大既可带动4-16Ω的扬声器，电路简洁，制作方便、性能可靠的高保真功放，并具有内部保护电路。本设计的功能是将输入音频信号进行放大，可普遍用于家庭音响系统中，便于携带，适用性强。 关键词：LM324TDA2030 输出功率 Abstract This article describes the sound of the composition, function, and principle, it is formed by the TDA2030 chip power amplifier circuit, LM324 quad op amp as the preamp and itself with supply voltage range, the static power consumption can be a single power use and low cost advantages. The TDA2030 a high output power, maximum power reaches 35W or so, the static current, load capacity, dynamic current can drive large 4-16Ωspeaker, circuit simplicity, making convenient and reliable high-fidelity power amplifier, and an internal protection circuit. This design feature is the input audio signal amplification,is generally available for home audio systems，portable applicability. Key words :LM324TDA2030 Output power
双声道音频功放的设计
双声道音频功放的设计 1引言 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。回顾一下功率放大器的发展历程。1906年美国人德福雷斯特发明了真空三极管，开创了人类电声技术 的先河。1927年贝尔实验室发明了负反馈技术后，使音响技术的发 展进入了一个崭新的时代，比较有代表性的如"威廉逊"放大器，较成功地运用了负反馈技术，使放大器的失真度大大降低，至50年代电 子管放大器的发展达到了一个高潮时期，各种电子管放大器层出不穷。音响技术的发展历史可以分为电子管、晶体管、集成电路、场效应管四个阶段。 音频放大器的目的是在产生声音的输出元件上重建输入的音频 信号，信号音量和功率级都要理想——如实、有效且失真低。音频范围为约20Hz～ 20kHz，因此放大器在此范围内必须有良好的频率响 应(驱动频带受限的扬声器时要小一些，如低音喇叭或（高音喇叭)。根据应用的不同，功率大小差异很大，从耳机的毫瓦级到TV或PC音频的数瓦，再到“迷你”家庭立体声和汽车音响的几十瓦，直到功率更大的家用和商用音响系统的数百瓦以上，大到能满足整个电影院或礼堂的声音要求。音频放大器的一种简单模拟实现方案是采用线性模式的晶体管，得到与输入电压成比例的输出电压。正向电压增益通常
很高(至少40dB)。如果反馈环包含正向增益，则整个环增益也很高。因为高环路增益能改善性能，即能抑制由正向路径的非线性引起的失真，而且通过提高电源抑制能力(PSR)来降低电源噪音，所以经常采用反馈。 高频功率放大器用于发射级的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收级可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。 高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。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；宽带高频功率放大器的输出电路则是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。在课程中已知，放大器可以按照电流导通角的不同，将其分为甲、乙、丙三类工作状态。甲类放大器电流的流通角为360o，适用于小信号低功率放大。乙类放大器电流的流通角约等于180o；丙类放大器电流的流通角则小于180o。乙类和丙类都适用于大功率工作。丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高者。高频功率放大器大多工作于丙类。但丙类放大器的电流波形失真太大，因而不能用于低频功率放大，只能用于采用调谐回路作为负载的谐振功率放大。由于调谐回路具有滤波能力，回路电流与电压仍然极近于
1w扩音机设计—模电课设报告
1W扩音机设计与调试 一、绪论 扩音机不仅仅是音响设备，这类放大器还广泛用于控制系统和测量系统中。扩音器的主要功能是对弱信号进行电压放大和功率放大，推动负载工作，同时需要对音调进行调节。就是用电子原件，通过一定的组合，把微信号放大，就是扩音器的原理。是把接收进来的信号，经过电子元件的组合，把信号放大。其动作原理是把电讯号转换为声音讯号的转换器。性能优质的音频放大器则有优质的音频信号和较大的功率，使其有足够的功率去推动扬声器系统发声。因此研究和设计功率放大器对音频技术的发展和应用有着重要的意义。本实验课题介绍了一种具有收音、拾音等输入的功率扩音机的设计。通过完成本课题，要求掌握音响电路的前置级，音级集成分立元件功放的设计与主要性能参数的测试方法，并掌握小型电子电的装调技术。 1.课题的意义： 通过设计和实践，培养学生综合运用所学的理论知识、实践操作及独立解决实际问题的能力。 2．目的： 使学生灵活的牢固掌握课堂中的电子线路的工作原理、分析方法和设计方法。学会电路的一般设计方法和设计流程，并应用这些方法进行一个实际的电子线路的系统设计。 3.指标要求 】 （1）额定输出功率P。≥1W； （2）负载阻抗RL=4Ω； （3）频率响应：在无高低音提升或衰减时f=50Hz——20kHz（±3dB）； （4）音调控制范围：低音100 Hz±12 dB；高音：10kHz±12 dB； （5）失真度≤10%； （6) 输入灵敏度Ui<10mV。 4．解决的主要问题： （1）各级电压增差分配 ( （2）确定电路形式及选用器件 （3）音调控制电路 （4）功率放大 （5）检测电路及减小实际与理论的差距
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)
音频功率放大器模拟电路设计
1方案设计 (4) 2方案比较 (7) 3单元模块设计 (8) 3.1直流稳压电源 (8) 3.2前置放大 (10) 3.3 滤波器设计 (11) 3.3.1主要元器件 (11) 3.3.2 低频滤波器电路 (13) 3.3.3 带频滤波器电路 (13) 3.3.3 带频滤波器电路 (14) 3.4功率放大器电路 (14) 3.4.1主要元器件介绍 (14) 3.4.2 电路工作原理介绍 (16) 4 软件设计 (16) 4.1P ROTEL 99SE软件 (17) 4.2W ORD 2003软件 (17) 5系统调试 (17) 系统总图 (17) 6 系统功能 (18) 7.总结与体会 (19) 文献 (20) 附录：电路原理图 (21) 相关设计图 (21) 相关设计软件 (21)
- 2 - 音频功率放大器 摘要：本音频功率放大器由四部分组成：电源，前置放大级，滤波器，功率放 大电路。电源电路输入交流电，输出18V 的直流电，为集成功率放大器供电；再经过变换输出+12V 与-12V 的直流电，为滤波器及前置放大级的运算放大器的供电。前置放大级将音频信号放大至功率放大器所能接受的范围。滤波器电路，分为高通滤波器、中通滤波器、低通滤波器，将输入的音频信号分为不同频率音频信号，并设有开关可以按个人喜好调节输出音频信号。功率放大电路，将输入的信号功率放大。 关键字：音频功率放大器、电源、滤波器、功放电路 Abstract: The audio power amplifier consists of four parts: power supply, level preamp, filter, power amplifier circuit. AC input power supply circuit, output DC 18V, power supply for the integrated power amplifier; another transform output +12 V and-12V DC, in order to filter and preamp-level op-amp power supply. Preamp-level audio signal amplification will be acceptable to the scope of power amplifier. Filter circuit, is divided into high-pass filter, in-pass filter, low pass filter, the input audio signal into different frequency audio signal and a switching regulator in accordance with personal preference, audio output. Power amplifier circuit, the input signal power amplifier. Key words: Audio power amplifier, power supply, filter, power amplifier circuit
w扩音机设计模电课程设计
1W扩音机设计与调试一、绪论 扩音机不仅仅是音响设备，这类放大器还广泛用于控制系统和测量系统中。扩音器的主要功能是对弱信号进行电压放大和功率放大，推动负载工作，同时需要对音调进行调节。就是用电子原件，通过一定的组合，把微信号放大，就是扩音器的原理。是把接收进来的信号，经过电子元件的组合，把信号放大。其动作原理是把电讯号转换为声音讯号的转换器。性能优质的音频放大器则有优质的音频信号和较大的功率，使其有足够的功率去推动扬声器系统发声。因此研究和设计功率放大器对音频技术的发展和应用有着重要的意义。本实验课题介绍了一种具有收音、拾音等输入的功率扩音机的设计。通过完成本课题，要求掌握音响电路的前置级，音级集成分立元件功放的设计与主要性能参数的测试方法，并掌握小型电子电的装调技术。 1.课题的意义： 通过设计和实践，培养学生综合运用所学的理论知识、实践操作及独立解决实际问题的能力。 2．目的： 使学生灵活的牢固掌握课堂中的电子线路的工作原理、分析方法和设计方法。学会电路的一般设计方法和设计流程，并应用这些方法进行一个实际的电子线路的系统设计。 3.指标要求 （1）额定输出功率P。≥1W； （2）负载阻抗RL=4Ω； （3）频率响应：在无高低音提升或衰减时f=50Hz——20kHz（±3dB）； （4）音调控制范围：低音100 Hz±12 dB；高音：10kHz±12 dB； （5）失真度≤10%； （6) 输入灵敏度Ui<10mV。 4．解决的主要问题： （1）各级电压增差分配 （2）确定电路形式及选用器件 （3）音调控制电路 （4）功率放大 （5）检测电路及减小实际与理论的差距
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
音频功率放大电路的设计
音频功率放大电路的设计 王##(安庆师范大学物理与电气工程学院安徽安庆246011) 指导老师：祝祖送 摘要：本文的内容是音频功率放大电路的设计，其有操控简单、音质好等特点。本设计电路使用的是TDA2030为音频功率放大器，其工作电压为+15V。它将输入电路的电流放大，之后再将扬声器驱动工作。采用LF353对输入的音频信号前级放大，采用DAC0832对前级放大进行控制，采用STC89C52单片机控制电路的放大倍数，最后由液晶显示器显示出放大倍数。 关键词：功率放大器，前级放大，保护电路 1引言 对音频功率放大电路进行研究，其意义是目前在该领域有很好的发展前景，在我们的实际生活中的应用也是十分广泛的。小至我们经常使用的音乐MP4，大到城市报警系统。该设计的研究分别为硬件及软件两部分。扬声器输入电路、功率放大电路、前级放大电路、以及单片机电路构成本设计的硬件电路；液晶显示、键盘扫描、单片机控制等构成本设计的软件部分。 音频功率放大电路设计过程中困难的是选择各部分硬件电路，由于功率放大器的技术要求比较详细，电路各部分的数据选择及硬件的选择会更加复杂，为达到相应的技术指标，需要多次对电路进行调试。熟练使用C语言，加强分层设计编程能力和程序编写程序的可读性，不断修改程序，以达到设计目的。 2 总体方案 2.1设计思路概述 2.1.1设计要求及目的 (1)学习电路的设计及C语言编程。 (2)了解功率放大电路的工作原理，绘制相应的功率放大电路。 (3)完成硬件电路的制作，完成软件程序的编辑。 (4)完成论文。 2.1.2技术指标 (1)由麦克风输入音频信号，音频功率的范围是10Hz-10KHz。 (2)失真度为0.4%-1%。 (3)输入电压范围为150mV-5V。 (4)输出负载能力为7Ω/3Ω。 2.2总体设计方案 方案一：音频功率放大器使用模电设计，硬件原理图见图1。主要设计电源和功放两部分，稳压电源由稳压电路、整流电路、滤波电路等部分组成；功放电路由TDA2030、耦合电容等部分组成。电源电压可以根据电路需要来改变电压值，而不同的电压值对应的放大器的承载能力是不同的。由扬声器提供信号源，通过功放管进行功率放大，从而达到目的，最后结果由示波器显示出来。 优点：电路中设计了电源部分，所以在连接电源的的时候方便快捷。 缺点：由于元器件较多，在选择时就比较困难，在焊接时难度较大。
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)
模电课程设计题目范例
以下课程设计题目仅供参考，不供选择，请同学们按照感兴趣的方向自己拟定题目及要求，不得与以下题目完全相同。 一、音频功率放大器 1、指标要求： 设计并制作一OCL音频功率放大器并设计制作与之匹配的直流稳压电源。指标：PoM≥5W，fL≤50Hz，fH≥15KHz，中点电位≤100mV。负载：8Ω。以上指标“=”者为及格。输入电压50mV。 2、约束：不能采用音频功放集成电路（扬声器可用8.2Ω电阻代替） 二、串联型直流稳压电源的设计 在输入电压220V 50HZ电压变化范围±10%条件下： ①输出电压可调范围：+9 ~ +12V； ②最大输出电流：300mA; ③测出设计电路的输出电阻(输入电压变化范围±10%下,满载)。 ④测出设计电路的稳压系数( 最低输入电压下,满载)，并将稳压系数减到最小。 ⑤学习Mutisim的电路仿真过程，绘制电路图，进行基本的仿真实验对设计的电路进行性能分析 三、温度测量电路 (1) 温度测量范围：－40oC~+125oC.(2) 灵敏度：1mV/ oC(3) 测量精度： ±1oC(4) 工作电压：±5V(5) 测量某处的温度值并转换为0～5V的电压 四、双工对讲机的设计与制作 采用集成运放和集成功放及阻容元件构成对讲电路，实现甲乙双方异地有线通话对讲；用扬声器兼作话筒和喇叭，双向对讲，互不影响；电源电压+5V，功率〈=0.5W，工作可靠，效果良好！ 五、声光控制灯感应系统 输入：光强信号、声音信号 输出：开关信号 逻辑：在满足光强（不足）条件下，输入声音信号时，输出“开”信号并延时，自动关断；光强足够时，封锁输出或封锁声音检测电路 要点：光强信号检测要考虑排除脉冲信号干扰，如雷电、爆竹、拍照等闪光，可以通过对光强检测信号的简单滤波达到目的，滤波时间常数为秒级即可 构成：光强检测可以用光电三极管、光电二极管或光敏电阻，电阻成本最低 声音检测用驻极体拾音器，最好设音频选择元件，LC滤波 信号放大、处理，可以用集成运放或比较器，简单的用555电路 驱动可以是三极管驱动小型直流继电器 工作电源，用小型电源变压器+整流+滤波+三段稳压器
基于TDA2030的音频功放设计报告
基于TDA2030的音频功放设计 院（系）名称信息工程学院 专业班级09 普本电信一班学号 学生姓名 指导教师
2012年5月25日 基于TDA2030的音频功放设计报告 1整体设计思路 音频功率放大器主要由前置级、音调级、功率放大级3部分组成。前置级要求输入阻抗高、输出阻抗小、频带宽、噪声小;音调级对输入信号主要起到提升、衰减作用；功率放大级是音频功率放大器的主要部分，它决定输出功率的大小，要求输出功率高，输出功率大的特点。 将功率集成块按一定方式组合，构成音频功率放大集成电路，其频响宽、噪声低、失真小。运用已有的集成电路，可以大大简化了电路的制作过程。 TDA2030是飞利浦公司生产的，实物图如图1 2.集成音频功率放大器TDA2030 TDA2030简介：TDA 2030是一块性能十分优良的功率放大集成电路，其主要特点是上升速率高、瞬态互调失真小，在目前流行的数十种功率放大集成电路中，规定瞬态互调失真指标的仅有包括TDA 2030在内的几种。我们知道，瞬态互调失真是决定放大器品质的重要因素，该集成功放的一个重要优点。 TDA2030 集成电路的另一特点是输出功率大，而保护性能以较完善。根据掌握的资料，在各国生产的单片集成电路中，输出功率最大的不过20W，而TDA 2030的输出功率却能达18W，若使用两块电路组成BTL电路，输出功率可增至35W。另一方面，大功率集成块由于所用电源电压高、输出电流大，在使用中稍有不慎往往致使损坏。然而在TDA 2030集成电路中，设计了较为完善的保护电路，一旦输出电流过大或管壳过热，集成块能自动的减流或截止，使自己得到保护。 TDA2030集成电路的第三个特点是外围电路简单，使用方便。在现有的各种功率集成电路中，它的管脚属于最少的一类，总共才5端，外型如同塑料大功率管，这就给使用带来不少方便。
高保真音频功率放大器设计
电子技术课程设计报告——高保真音频功率放大器 上海大学机自学院自动化系 自动化 姓名:吴青耘 学号:16121324 指导老师: 李智华 2018年6月29日
一、项目名称 高传真音频功率放大器 二、用途 家庭、音乐中心装置中作主放大器 三、主要技术指标 1. 正弦波不失真输出功率Po＞5W (f=1kHz,RL=8Ω) 2. 电源消耗功率P E＜10W ( Po＞5W ) 3. 输入信号幅度VS=200～400mV （f=1kHz，RL=8Ω， Po＞5W ) 4. 输入电阻Ri＞10kΩ( f=1kHz ) 5. 频率响应BW=50Hz～10kHz ( R L=8Ω，Po＞5W) 四、设计步骤 1．电路形式
电路特点分析： 较典型的OTL 电路，局部反馈稳定了工作点，总体串联电压负反馈控制了放大倍数并提高输入电阻和展宽频带，退耦滤波电容及校正电容是为防止寄生振荡而设。 功率放大器通常由功率输出级、推动级（中间放大级）和输入级三部分组成。 功率输出级由互补对称电路组成。推动级(中间放大级）一般都是共射极放大电路，具有一定的电压增益。输入级的目的是为了增大开环增益，以便引入深度负反馈，改进电路的各项指标。 2.设计计算： 设计计算工作由输出级开始，逐渐反推到推动级、输入级。 （1） 电源电压的确定 输出功率 W P 50> )(228588 .01 V V cc =??= （2） 输出级（功率级）的计算 W P P V Vcc V A RL V I M M C ce cc CM 12.0112 1 375.18/112/0======= 功率管需推动电流：mA I I CM M b 5.2750/375.1/3===β 耦合电容：uF R f C L L 200021 ) 5~3(6≈=π,现取2200uF/25V 稳定电阻R 12：过大则损失功率过大，过小温度稳定性不良，通常取0.5~1欧姆。
音频功率放大器的设计与实现汇总
模拟电子电路实验课程设计 ——音频功率放大器的设计与实现 一、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8 。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。 二、设计要求 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。 根据以上设计要求编写设计报告，写出设计的全过程，附上有关资料和图纸。设计报告格式请参见附录一。 三、实验原理 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，采用低噪声场效应管组成放大器是合理的选择。如果采用集成运算放大器构成前置放大器，一定要选择低噪声、低漂移的集成运算放大器。对于前置放大器的另外一要求是要有足够宽的频带，以保证音频信号进行不失真的放大。 常用的前置放大器按结构划分有五种类型： （1）单管前置放大器 （2）双管阻容耦合前置放大器
音频功率放大电路设计(附仿真)
南昌大学实验报告 学生姓名： 学号： 专业班级： 实验类型：□验证□综合□设计□创新 实验日期： 实验成绩： 音频功率放大电路设计 一、设计任务 设计一小功率音频放大电路并进行仿真。 二、设计要求 已知条件：电源9±V 或12±V ；输入音频电压峰值为5mV ；8Ω/0.5W 扬声器；集成运算放大器（TL084）；三极管（9012、9013）；二极管（IN4148）；电阻、电容若干 基本性能指标：P o ≥200mW （输出信号基本不失真）；负载阻抗R L ＝8Ω；截 止频率f L ＝300Hz ，f H ＝3400Hz 扩展性能指标：P o ≥1W （功率管自选） 三、设计方案 音频功率放大电路基本组成框图如下： 音频功放组成框图 由于话筒的输出信号一般只有5mV 左右，通过话音放大器不失真地放大声音 信号，其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗；滤波器用来滤除语音频带以外的干扰信号；功率放大器在输出信号失真尽可能小的前提下，给负载R L （扬声器）提 供一定的输出功率。 应根据设计要求，合理分配各级电路的增益，功率计算应采用有效值。基于 运放TL084构建话音放大器与宽带滤波器，频率要求详见基本性能指标。功率放大器可采用使用最广泛的 OTL （Output Transformerless ）功率放大电路和OCL （Output Capacitorless ）功率放大电路，两者均采用甲乙类互补对称电路，这种功放电路在具有较高效率的同时，又兼顾交越失真小，输出波形好，在实际电路中得到了广泛的应用。
对于负载来说，OTL电路和OCL电路都是射极跟随器，且为双向跟随，它们利用射极跟随器的优点——低输出阻抗，提高了功放电路的带负载能力，这也正是输出级所必需的。由于射极跟随器的电压增益接近且小于1，所以，在OTL电路和OCL电路的输入端必须设有推动级，且为甲类工作状态，要求其能够送出完整的输出电压；又因为射极跟随器的电流增益很大，所以，它的功率增益也很大，这就同时要求推动级能够送出一定的电流。推动级可以采用晶体管共射电路，也可以采用集成运算放大电路，请自行查阅相关资料。 在Multisim软件仿真时，用峰值电压为5mV的正弦波信号代替话筒输出的语音信号；用性能相当的三极管替代9012和9013；用8 电阻替代扬声器。由于三极管（9012、9013）最大功率为500mW，要特别注意工作中三极管的功耗，过大会烧毁三极管，最好不超过400mW。如制作实物，因扬声器呈感性，易引起高频自激，在扬声器旁并入一容性网络（几十欧姆电阻串联100nF电容）可使等效负载呈阻性，改善负载为扬声器时的高频特性。 四、电路仿真与分析 黄色为输入信号，蓝色为输出信号。输出信号峰峰值放大，且波形基本不失真。 输出阻抗用8Ω电阻替代，输出功率为236mW>200mW