实用低频功率放大器

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1、东北石油大学课程设计课程通信电子线路课程设计题目实用低频功率放大器院系电气信息工程学院专业班级信11-1学生姓名学生学号指导教师张秀艳、任晶秋2013年7月19日东北石油大学课程设计任务书课程通信电子线路课程设计题目实用低频功率放大器专业通信工程姓名学号主要内容、基本要求、主要参考资料等主要内容：设计具有弱信号放大能力的低频功率放大器。该功率放大器在带宽、失真度、效率等方面要具有较好的指标、较高的实用性。基本要求：1）在放大通道的正弦信号输入电压幅度为（5～700）mV，等效负载电阻为8Ω下，放大通道应满足：（1

2、）额定输出功率≥10W；（2）带宽BW≥(50～10000)HZ；（3）在下和BW内的非线性失真系数≤3%；（4）在下的效率≥55%；（5）在前置放大级输入端交流短接到地时，=8Ω上的交流声功率≤10mW。2）自行设计满足本设计任务要求的稳压电源。主要参考资料：[1]胡翔骏.电路分析(第二版)[M].北京：高等教育出版社，2007.[2]谭博学，苗汇静.集成电路原理及应用[M]北京：电子工业出版社，2008.[3]夏路易.电路原理图与电路板设计教程PROTEL99SE[M].北京电子出版社，2002.完成期限20

3、13.7.15—2013.7.19指导教师专业负责人2013年7月15日摘　要实用低频功率放大器主要应用是对音频信号进行功率放大，本文介绍了具有弱信号放大能力的低频功率放大器的基本原理、内容、技术路线。整个电路主要由稳压电源、前置放大器、功率放大器、波形变换电路共4部分构成。稳压电源主要是为前置放大器、功率放大器提供稳定的直流电源。前置放大器主要是电压的放大。功率放大器实现电流、电压的放大。波形变换电路是将正弦信号电压变换成规定要求的方波信号。设计的电路结构简洁、实用，充分利用到了集成功放的优良性能。实验结果表明

4、该功率放大器在带宽、失真度、效率等方面具有较好的指标、较高的实用性，为功率放大器的设计提供了广阔的思路。关键词：正弦波—方波转换电路；弱信号前置放大级电路；功率放大电路；自制稳压电源电路目　录1.设计要求12.方案设计12.1设计思路12.2方案论证与比较12.3方案选择33.各单元模块工作原理及计算33.1波形变换电路33.2弱信号前置放大级电路53.3功率放大级电路63.4系统整体电路图73.5自制稳压电源电路84.系统调试84.1稳压电源的调试84.2前置放大电路和波形转换电路的调试95.总结96.系统需要

5、的元器件清单9参考文献10通信电子线路课程设计（报告）1.设计要求（1）在放大通道的正弦信号输入电压幅度为（5～700）mV，等效负载电阻为8Ω下，放大通道应满足：　　①额定输出功率POR≥10W；　　②带宽BW≥（50～10000）Hz；　　③在下和BW内的非线性失真系数≤3%；　　④在下的效率≥55%；　　⑤在前置放大级输入端交流短接到地时，=8Ω上的交流声功率≤10mW（2）自行设计并制作满足本设计任务要求的稳压电源。（3）转换后的方波信号波形　　①上升时间tr≤1µs　　②下降时间tf≤1µs　　③峰－峰

6、值电压Vp-p为200mV（4）波输入激励放大通道后的输出波形①在下额定输出功率≥10W②在下输出波形下降时间tf≤12µs③在下输出波形顶部斜降≤2%④在下输出波形过冲量≤5%2.方案设计2.1设计思路该系统是一个高增益、高保真、高效率、低噪声、宽频带、快响应的音响与脉冲传输、放大兼容的实用电路。为达到设计要求，前置放大电路要具有较强的抑制噪声的能力，因此在前置放大电路、前置放大电路与功率放大电路之间都采用阻容耦合的方式，这样具有较强的隔直作用，同时在同相放大的接地端也要加隔直电容，波形变换电路采用具有良好抗干

7、扰能力的迟滞比较器，功率放大采用由集成芯片构成的功率放大电路。2.2方案论证与比较：2.2.1波形变换电路：方案一：利用运放在开环状态下的饱和特性，10通信电子线路课程设计（报告）采用过零比较器将正弦波信号经过两级运放放大后，产生了正弦波饱和失真的方波信号，由于输出方波幅值远大于题目要求，再经过反相衰减电路最终得到题目要求的正负极性对称的200mVp-p的方波信号。方案二：先经过前级放大后再直接采用施密特触发器进行变换与整形。而施密特电路可用高精度、高速运算电路搭接而成，利用稳压管将电压稳定在6．2V左右，然后利

8、用电阻分压得到要求的正负对称的峰一峰值为200mV的方波信号。运放选用NE5532，施密特电路采用高精度、高速运算放大器LF357。方案三：利用运放的正反馈作用，使转换部分的波形上升沿和下降沿都变得很陡，利用稳压管将电压稳定在6．2V左右，然后利用电阻分压得到要求的正负对称的峰一峰值为200mV的方波信号。运放选用NE5532。本系统采用方案二，且施密特电路采用高精度、高