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小型功率音频放大器LM386的性能测试试验报告 (2)

小型功率音频放大器LM386的性能测试试验报告 (2)
小型功率音频放大器LM386的性能测试试验报告 (2)

BY:华中师范大学电信专业DYLAN

小型功率音频放大器LM386的性能测试试验报告

1、试验目的:

1.熟悉焊接工艺。

2.熟悉测量的理解和仪器的使用。

3.增强对电路的理解。

4.熟悉电路的调试以及电路参数的测量。

2、试验原理:

LM386的封装形式为塑封8引线双列直插式和贴片式。,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。即在不接外接电路的情况下电压增益为20倍。但在1脚和8脚之间增加一只外接电容,便可将电压增益调为任意值,当外接电容20uf 时电压增益为最大200。

LM386引脚图

3、电路分析

1.第一级为差分放大电路,T1和T3、T2和T4分别构成复合管,作为差分放大电路的放大管;T5和T6组成镜像电流源作为T1和T2的有源负载;T3和T4信号从管的基极输入,从T2管的集电极输出,

为双端输入单端输出差分电路。

根据电路图得前级差分放大电路增益:

1

211)////(A be b l ce ce u r R R r r +-=β 若l R 远远小于21//r ce ce r ,则

1

1A be b l u r R R +-≈β 所以使用镜像电流源作为差分放大电路有源负载,可使单端输出电路的增益近似等于双端输出电容的增益。

2.第二级为共射放大电路,T7为放大管,恒流源作有源负载,以增大放大倍数。

3.第三级中的T8和T9管复合成PNP 型管,与NPN 型管T10构成准互补输出级。二极管D1和D2为输出级提供合适的偏置电压,可以消除交越失真。

4.引脚2为反相输入端,引脚3为同相输入端。电路由单电源供电。输出端(引脚5)应外接输出电容后再接负载,主要是用来滤去一些杂波。

5.电阻R7从输出端连接到T2的发射极,形成反馈通路,并与R5和R6构成反馈网络,从而引入了深度电压串联负反馈,能够起到稳定电压的作用,从而使整个电路具有稳定的电压增益。

4.试验要求:

1.从网上下载LM386.PDF资料并阅读。

2.按所给元件及电路图组装LM386电路

3.按要求测试下列内容:

a.用毫伏表(或示波器)测试放大器的电压增益,并用dB 方式表示。(1KHz)

b.测试放大器最大输入动态范围。(1KHz)

c.测试放大器的带宽。

d.测试放大器的效率。(1KHz)

e.在电路连接成200倍增益时,重复按a、b、c的要求测试。根据测试结果写出实验报告。

5.注意事项:

1.电源线与地线的走线尽量宽,尽量短:

2.与电源之间的连线要尽量拧紧,插件尽量焊接牢靠;

3.最后输出的负载线不要焊接在芯片上;

4.接去耦电容时,10uf的去偶电容尽可能的靠近芯片的电源

引脚来放置;

6.实验数据分析:

1.根据LM386参数手册,当管脚1和8之间不接任何元件的时候增益为20倍,当接上一个10uf的电容时,增益变为200倍。

在实验实际测量时,情况一时输入100mVrms,1kHz的交流信号,输出为1.964Vrms,算出实际增益为1.964/0.1=19.6。用分贝表示增益理论值为20log(20)=26dB,而实验测量值为25.96dB。

情况二下输入为10mVrms,1kHz的交流信号,输出为1.923Vrms,算出实际增益为 1.923/0.01=192.3.用分贝表示增益理论值为20log(200)=46dB,而实验测量值为45.5dB。

实验测量值与理论值有一定偏差,引起实验误差的主要因素有:

(1)焊接时电源线与地线的走线实际上是一个电阻,它的存在会导致分压,使实际输入到芯片的电压小于100mVrms(10mVrms),影响到增益效果。

(2)电源之间的连接线,以及焊接不够牢靠,产生了接触噪声。

2.改变输入信号有效值,测得20倍增益时最大不失真电压为115.3mVrms,200倍增益时最大不失真电压为11.8mVrms。

3.输入信号幅值不变,改变信号频率。

(1)在20倍增益时,fL=74Hz,fH=885.5kHz,BW=885.5kHz。

(2)在200倍增益时,fL=136Hz,fH=206kHz,BW=205.8kkHz。

根据放大电路中增益带宽积不变的性质,在获得较高增益时,通频带会减小。

4.电源利用效率:

(1)20倍增益时%474

.901.010/964.12=?=η (2)200倍增益时%56.474

.8601.010/923.12=?=η 7.问题与反思:

当电路接为20倍增益的时候,电路工作还算正常,但当电路接为200倍增益时,在输出端会出现失真,经检查,主要有如下原因:

1:电源线与地线的走线较长且较细,并且有些地方粗细不均匀。

2:部分零件焊接不够牢靠。

3:在焊接时没有注意走线的方式,实际焊接应该尽量走直线,避免噪声,以及对增益的影响。

4:焊接过程中有较多虚焊的地方。降低了芯片的增益。

8、测试表

见音频放大器测试报告:

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

实验三_晶体管共射级单管放大器实验报告

实验三晶体管共射级单管放大器实验报告学号:姓名: 一、题目:晶体管共射级单管放大器 二、实验原理: 下图为电阻分压式工作点稳定单管放大 器实验电路图。晶体管共射电路是电压反向放大器。当在放大器的输入端加入输入信号U i后,在放大器的输出端便可得到一个与U i相位相反,幅值被放大了的输出信号U o,从而实现了电压放大。 实验电路图 三、实验过程

1.放大器静态工作点的测量与测试 ①静态工作点的测量 置输入信号U i=0,将放大器的输入端与地端短接,然后选用量程合适的万用表分别测量晶体管的各电极对地的电位U、U和U。通过 I=(U-U)/R 由U确定I。 ②静态工作点的调试 在放大器的输入端加入一定的输入电压U i,检查输出电压U o的大小和波形。若工作点偏高,则放大器在加入交流信号后易产生饱和失真,若工作点偏低则易产生截止失真。 2.测量最大不失真输出电压 将静态工作点调在交流负载的中点。在放大器正常工作的情况下,逐步加大输入信号的幅度,并同时调节R w,用示波器观察U o,当输出波形同时出现削底和缩顶现象时,说明静态工作点已调在交流负载线的中点。然后反复调整输入信号,使波形输出幅度最大,且无明显失真时,用示波器直接读出U opp。 3.测量电压放大倍数 调整放大器到合适的静态工作点,然后加入输入电压U i,在输出电压U o不失真的情况下,测出U i和U o的有效值, A u=U o/U i 4.输入电阻R i的测量 在被测放大器的输入端与信号源之间串入一已知电阻R,

在放大器正常工作的情况下,用毫伏表测出U s和U i。 根据输入电阻的定义可求出R i。 5.输出电阻R o的测量 在放大器正常工作条件下,测出输出端不接负载的输出电压U o和接入负载的输出电压U L。 U L=R L U O /(R O+R L) 计算出Ro。 在测试中保证负载接入前后输入信号的大小不变。 四、实验数据 1.调试静态工作点 测量值计算值 U(V)U(V)U(V)R(K)U(V)U(V)I(mA) 2.测量电压放大倍数 ∞

音频功率放大器实验报告_音频功率放大器课程设计报告.docx

音频功率放大器实验报告_音频功率放大器课程设计报告 本科实验报告 课程名称:姓名:学院:系:专业:学号:指导教师: 电子电路安装与调试 信息与电子工程学院 电子科学与技术 一、实验目的二、实验任务与要求 三、实验方案设计与实验参数计算(3.1 总体设计、3.2 各功能电路设计与计算、3.3完整的实验电路……)四、主要仪器设备五、实验步骤与过程六、实验调试、实验数据记录七、实验结果和分析处理八、讨论、心得 一、实验目的 1、学习并初步掌握音频功率放大器的设计、调试方法。 2、学习并掌握电路布线、元器件安装和焊接。 3、掌握音频功率放大器各项主要性能及指标的调试方法。 二、实验任务与要求 1、设计 (1)设计一音频功率放大器,使其达到如下主要技术指标:负载阻抗:R L =4Ω额定功率:P o =10W 带宽:BW ≥(50~15000) Hz 音调控制: 低音:100Hz ±12dB 高音:10kHz ±12dB 失真度:γ≤3% 输入灵敏度:U " i (2)设计满足以上设计要求的稳压电源。 2、在Altium Designer中画出原理图, 并进行PCB 板的编辑与设计。 3、根据给定的功率放大器的原理图(三),做如下工作: (1)分析计算晶体管前置放大器的直流工作电压、电流、输入电阻、输出电阻、各级放大器的交流增益。 (2)分析音调控制电路的工作原理,计算4个极端情况下的交流增益。(3)安装实验电路板 (4)调试和测试实验电路的增益、频响特性曲线、输入电阻和输出电阻、以及改变某实验名称:音频功率放大器的设计、安装和调试姓名:陈肖苇学号:3140104580_ 些电路参数后的性能测试(电路图中括号内的数字)。 (5)分析实验数据,并与理论计算值比较,讨论二者之间的误差和产生误差的原因。三、实验原理和实验方案设计 作为音频放大器的音源部分,其输出电平既有高至数百毫伏(如调谐器:50~500mV,线路输出:100~500mV),也有低至1mV (如话筒:1~5mV),相差达几百倍。音频放大器就是要把这些不同大小的音源放大后驱动喇叭,发出同等强度的声音。因此,根据不同音源的需要,可以画出音频放大器的原理框图,如图1所示。 P.2 装订线 图1音频功率放大器框图 1、各部分电路电压增益的确定 根据额定输出功率P o =10W和负载R L =4Ω,可求得输出电压为 : V o ===6.32V 所以整机中频电压增益为:A O um =

音频功率放大器的设计报告

音频功率放大器的设计报告 目录 一、设计任务和要求 (2) 二、设计方案的选择与论证 (2) 三、电路设计计算与分析 (4) UA741介绍 (4) 前级电路原理图及仿真结果 (5) (6)TDA2030介绍·················································· 音频功放电路原理图及仿真结果 (7) 结果与分析 (8) 总原理图 (9) PCB图 (10) 四、总结及心得 (12) 五、附录 (14) 六、参考文献 (15)

音频功率放大器的设计 一、设计任务和要求 1、设计任务 设计一音频功率放大器,满足: (1)、输出功率为1W---2W; (2)、输出阻抗8-16欧姆; (3)、带宽:100Hz—10KHz; 2、设计要求 (1)、根据设计指标,确定电路的理论设计; (2)、学会合理的选择电路的元器件; (3)、利用multisim软件完成对相关电路模块的仿真分析; (4)、按时提交课程设计报告,画出设计电路图,交一份A3的图纸,完成相 应的答辩; 二、设计方案的选择与论证 音频功率放大器,简称音频功放,该设备主要用于推动扬声设备发声,因而,在很多电子设备上均有应用,比如,手机、电脑、电视机、音响设备等,是我们生活、学习不可或缺的重要设备,为我们的生活带来了很多便利。 音频功率放大器实际上就是对比较小的音频信号进行放大,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。后一级的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

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

场效应管放大器实验报告

实验六场效应管放大器 一、实验目的 1、了解结型场效应管的性能和特点 2、进一步熟悉放大器动态参数的测试方法 二、实验仪器 1、双踪示波器 2、万用表 3、信号发生器 三、实验原理 实验电路如下图所示: 图6-1

场效应管是一种电压控制型器件。按结构可分为结型和绝缘栅型两种类型。由于场效应管栅源之间处于绝缘或反向偏置,所以输入电阻很高(一般可达上百兆欧)又由于场效应管是一种多数载流子控制器件,因此热稳定性好,抗辐射能力强,噪声系数小。加之制造工艺较简单,便于大规模集成,因此得到越来越广泛的应用。 1、结型场效应管的特性和参数 场效应管的特性主要有输出特性和转移特性。图6-2所示为N沟道结 图6-2 3DJ6F的输出特性和转移特性曲线 型场效应管3DJ6F的输出特性和转移特性曲线。其直流参数主要有饱和漏极电 流I DSS ,夹断电压U P 等;交流参数主要有低频跨导 常数 U △U △I g DS GS D m = = 表6-1列出了3DJ6F的典型参数值及测试条件。 表6-1 参数名称饱和漏极电流 I DSS (mA) 夹断电压 U P (V) 跨导 g m (μA/V) 测试条件U DS =10V U GS =0V U DS =10V I DS =50μA U DS =10V I DS =3mA f=1KHz 参数值1~3.5 <|-9|>100

2、场效应管放大器性能分析 图6-1为结型场效应管组成的共源级放大电路。其静态工作点 2 P GS DSS D )U U (1I I - = 中频电压放大倍数 A V =-g m R L '=-g m R D // R L 输入电阻 R i =R G +R g1 // R g2 输出电阻 R O ≈R D 式中跨导g m 可由特性曲线用作图法求得,或用公式 )U U (1U 2I g P GS P DSS m -- = 计算。但要注意,计算时U GS 要用静态工作点处之数值。 3、输入电阻的测量方法 场效应管放大器的静态工作点、电压放大倍数和输出电阻的测量方法,与实验二中晶体管放大器的测量方法相同。其输入电阻的测量,从原理上讲,也可采用实验二中所述方法,但由于场效应管的R i 比较大,如直接测输入电压U S 和U i ,则限于测量仪器的输入电阻有限,必然会带来较大的误差。因此为了减小误差,常利用被测放大器的隔离作用,通过测量输出电压U O 来计算输入电阻。测量电路如图3-3所示。 图3-3 输入电阻测量电路 在放大器的输入端串入电阻R ,把开关K 掷向位置1(即使R =0),测量放大器的输出电压U 01=A V U S ;保持U S 不变,再把K 掷向2(即接入R ),测量放大器的输出电压U 02。由于两次测量中A V 和U S 保持不变,故 S D DD g2 g1g1 S G GS R I U R R R U U U -+= -=

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,

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,

模电课设—音频功率放大器报告

课程设计 题目音频功率放大器的设计仿真与实现学院信息工程学院 专业 班级 姓名 指导教师 年月日

课程设计任务书 学生姓名:专业班级: 指导教师:工作单位:信息工程学院 题目: 音频功率放大器的设计仿真与实现 初始条件: 可选元件:集成功放,电容、电阻、电位器若干;或自选元器件。 可用仪器:示波器,万用表,毫伏表等。 要求完成的主要任务: (1)设计任务 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。完成对音频功率放大器的设计、仿真、装配与调试,并自制直流电源。 (2)设计要求 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。 ③利用Proteus或Multisim仿真设计电路原理图,确定电路元件参数、掌握电路工作原理并仿真实现 系统功能。 ④安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告书。 ⑤选做:利用仿真软件的PCB设计功能进行PCB设计。 时间安排: 1、2016年12月查阅资料,确定设计方案; 2、2017年01月4日-2017年01月7日完成仿真、制作实物等; 3、2017年01月8日-2017年01月9日调试修改; 4、2017年01月9日-2017年01月10日完成课程设计报告; 5、2016年01月 11日完成答辩。 指导教师签名:年月日 系主任(或责任教师)签名:年月日

目录 摘要.......................................................................................................................................... I 1引言.. (1) 2音频功率放大器的工作原理及组成 (2) 2.1前置放大电路 (2) 2.2功率放大电路 (2) 3方案设计与选择 (4) 3.1 功率放大器的选择 (4) 3.1.1 OTL互补对称功率放大器 (4) 3.1.2用集成器件TDA2030实现 (5) 3.1.3 基于TDA2030的双电源互补对称功放 (6) 3.1.4 基于TDA2030的双电源桥式推挽互补对称功放 (6) 3.1.5 比较与选择 (8) 3.2 整体电路 (8) 3.2.1 主要元件:TDA2030 (8) 3.2.2 放大电路的基本设计 (9) 3.3 各模块功能与设计 (10) 3.3.1 放大模块 (10) 3.3.2 输入模块 (11) 4电路原理及分析 (13) 4.1电路图 (13) 4.2 波特图输出如图 (13) 4.3 输入输出波形仿真 (14) 4.3.1 仿真波形情况 (14) 4.3.2 灵敏度测量 (15) 5 实际测试 (16) 6 主要元件介绍及参数 (17) 6.1 TDA2030 (17) 6.1.1 TDA2030参数 (17)

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)

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

音频功率放大器报告资料

电子设计实践课程 设计报告 ——音频功率放大器 学院:机械与电子工程学院 专业:电子科学与技术 组员: 指导老师: 2013.11.29

一、设计要求和设计目的 音频功率放大器具体要求: 1、恒流驱动 2、8欧扬声器 3、输出功率5W以上 4、音量数字控制(可以用拨动开关设置) 5、音源为MP3 最后要算出功耗、输出功率和频率响应曲线。 根据设计要求,完成对音频功率放大器的设计。 进一步加强对模拟电子技术知识的理解和对Multisim软件的应用。 了解集成功率放大器内部电路工作原理,掌握其外围电路的设计与主要性能参数的测试方法。 学习音频功率放大器的设计方法与小型电子线路系统的安装调试方法。 二、设计总体方案 2.1设计思路 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。声音源的种类有很多种,故输出信号的电压差别很大,从零点几毫伏到几百毫伏。一般动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的话,对于输入信号过低的,功率放大器功率输出不足,不能充分发挥功放的作用;加入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。这样就失去了音频放大的意义了,所以一个实用音频功率放大系统必须设置放大器,同时弄个反馈电路来保持恒定电流。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。最后音频放大器由功率放大器和反馈电路两部分组成。 2.2 音频功放各级的作用和电路结构特征

本次设计是大于5瓦音频放大器,由于时间有限,上网找了一些电路图,下幅电路图稍微修改后是最合适的。由于电路采用,使电路不用那么复杂。 放大器由3554AM芯片实现和3288RT反馈,并通过电阻控制,最后采用功率放大电路。最后负载用扬声器。 三、选择器件及参数计算 3.1运放3554AM介绍 35554AM 是前置放大运放,与很多标准运放相似,它具有较好的噪声性能,优良的输出驱动能力及相当高的小信号与电源带宽。 3.2运放3288RT介绍 3288RT 是反馈运放,与很多标准运放相似,它具有较好的噪声性能,。 3.3其他零件: R1___________1KΩ电阻 R2___________1KΩ电阻 R3__________0.3Ω电阻 R4_________1600Ω电阻 R5_________200kΩ电阻 R6____________8Ω电阻 R7___________1KΩ电阻 C1_________0.47uF电容器 C2___________1μF电容器 D1______________1DH62 二极管 D2______________1DH62 二极管 Vin_________1V.40-4MHz信号源 3.4功率的计算

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)

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。

非线性丙类功率放大器实验报告讲解

非线性丙类功率放大器实验报告 姓名: 学号: 班级: 日期: 37 38 非线性丙类功率放大器实验 一、实验目的 1. 了解丙类功率放大器的基本工作原理, 掌握丙类放大器的调谐特性以及负载改变时的动态特性。 2. 了解高频功率放大器丙类工作的物理过程以及当激励信号变化对功率放大器工作状态的影响。 3. 比较甲类功率放大器与丙类功率放大器的功率、效率与特点。 二、实验基本原理 非线性丙类功率放大器的电流导通角 o 90<θ, 效率可达到 80%,通常作为发射机末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。特点:非线性丙类功率放大器通常用来放大窄带高频信号 (信号的通带宽度只有其中心频率的 1%或更小 ,基极偏置为负值,电流导通角o 90<θ,为了不失真地放大信号,它的负载必须是 LC 谐振回路。 丙类功率放大器

丙类功率放大器的基极偏置电压 V BE 是利用发射极电流的直流分量 I EO (≈ I CO 在射极电阻上产生的压降来提供的,故称为自给偏压电路。当放大器的输入信号 ' i v 为正弦波时,集电极的输出电流 i C 为余弦脉冲波。利用谐振回路 LC 的选频作用可输出基波谐振电压 v c1, 电流 i c1。图 8-3画出了丙类功率放大器的基极与集电极间的电流、电压波形关系。分析可得下列基本关系式: 011R I V m c m c = 式中, m c V 1为集电极输出的谐振电压及基波电压的振幅; m c I 1为集电极基波电流振幅; 0R 为集电极回路的谐振阻抗。 2102111212121R V R I I V P m c m c m c m c C === 39 式中, P C 为集电极输出功率 CO CC D I V P = 式中, P D 为电源 V CC 供给的直流功率; I CO 为集电极电流脉冲 i C 的直流分量。 放大器的效率η为 CO m c CC m c I I V V 1121? ?

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

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