电子技术课程设计--高保真音频功率放大器

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1、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电气工程及其自动化姓名:XXX学号:XXXXXXXX1目录一、设计课题1二、用途1三、主要技术指标和要求13.1指标13.2要求1四、设计步骤14.1电路形式24.1.1总体设计思路框图24.1.2电路图24.1.3电路分析及特点34.2设计计算3五、电路仿真及调试65.1静态调试65.2动态调试7六、小结1112一、设计课题高保真音频功率放大器，完成对功率放大器的设计、计算、仿真调试，并撰写报告。题目分析：音频放大器的目的是以要求的音量和功率水平在发声输出元件上重新产生真实

2、、高效和低失真的输入音频信号。音频放大器的主要作用是向负载提供功率，要求输出功率尽可能大，效率尽可能高，非线性失真尽可能小。二、用途家庭、音乐中心装置中作主放大器。三、主要技术指标和要求3.1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PE＜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～15kHz。3.2要求1.用中小型集成电路设计所要求的电路；2.在EDA软件上完成硬件系统

3、功能的仿真；3.写出设计、调试、总结报告。四、设计步骤124.1电路形式功率放大电路的电路放大形式有很多，有双电源供电的OCL互补对称功放电路，单电源供电的OTL功放电路，BTL桥式推挽电路和变压器耦合功放电路等等。我选用的是OTL电路。4.1.1总体设计思路框图图14.1.2电路图124.1.3电路分析及特点分析：由于OTL电路采用直接耦合方式，为了保证电路工作稳定，必须采取有效措施抑制零点漂移。为了获得足够大的输出功率驱动负载工作，故需要有足够高的电压放大倍数。因此，性能良好的OTL功率放大器应由输入级、推动级和输出级等部分组成。输入级：

4、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。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，具有一定电压增益。输出级：主要作用是级负载提供足够大的输出信号功率，可采用甲乙类单电源互补对称功放电路。电路中的二极管D是为了消除交越失真而设，R11是稳定功放管静态电流用的。推动级的偏置由功放级引入电压并联负反馈形式进行，起稳定工作点的作用。整体交流电压负反馈改善放大器各项指标。特点：是较典型的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

5、带，退耦滤波电容及校正电容是为防止寄生振荡而设。4.2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.电源电压的确定当负载电阻一定时，电源电压的大小直接跟输出功率有关，∵Po＞5W，∴不妨设Po=6W，则Vcc≅10.88×6×8=24V2.输出级（功率级）的设计每个管的最大集电极电流：ICM=VCC2RL=1.512T3、T4间最大反向电压：VCeM=12VCC=12V每个管的最大集电极管耗：PCM=0.2PO=1.2W功率管所需推动电流：IB3M=ICMβ=30mA（选放大倍数为50的三极管）耦合电容：C6=(3~5)12

6、πfLRL≅2000μF（取2200µF/25V）稳定电阻：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。1.推动级设计IC2>IB3M=30mA取IC2=44mA，VCE2M=VCC=22VPC2M=VCC2×IC2=0.48W消除交越失真选二极管D1：R9+R10=VCC2-VBC3MIC2=250Ω一般R10>R9≫RL，故取R9=90Ω，R10=160ΩC5=3~512πfLR9∥R10=110μF，取110μF/15VIB2=IC2β=44mA100=0.4mA典型电路中R7＋W1,R8支路电流应不小于（3~5）IB

7、2,取IR8=1.4mA，则R8=0.7V1.4mA=510ΩR7+RW1=VCC2IR8+IB2≈6.6kΩ选择R7=2.4kΩ，W1=4.7kΩ进行调节以达到最佳工作点。12R7+RW1上反馈电流的峰值:IR7M=VCC2R7+RW1=1.8mA∵IR7M≫IR8M，∴IR8M可以忽略不计IM=IB2M+IR7M+IR8M≅IB2M+IR7M=2.2mA1.输入级设计由于推动级需要2.2mA的交流推动信号，故输入级静态电流需大于2.2mA,取IC1=0.4mA。推动级所需电压信号只0.2V，故输入级电压的配置可较随便，取R3、R4为2K，

8、R6为1K，各压降分别为8V，8V，4V，VCE=22-20=2V,VCE'=22-2=20V,取T1为2N2222。IB1=IC1β=0.04mA取IR2=4IB