模拟电子技术课程设计—— 高传真音频功率放大器

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1、电子技术课程设计报告——高传真音频功率放大器魔都大学机自学院自动化系自动化专业姓名:学号:指导老师:2018年6月29日一、用途家庭、音乐中心装置中作主放大器二、主要技术指标1.正弦波不失真输出功率Po＞5W(f=1kHz,RL=8W，Pomax＞5W)2.电源消耗功率PE＜10W3.输入信号幅度VS=200～400mV（f=1kHz，RL=8Ω，Po＞5W)4.输入电阻Ri＞10kW(f=1kHz)5.频率响应BW=50Hz～15kHz(RL=8W，Po＞5W)三、设计步骤1．选择电路形式功率放大器的电路有双电源供电的OCL互补对称功放电路，单电源供电的OTL功放电路，

2、BTL桥式推挽电路和变压器耦合功放电路等等。这里选用OTL电路。OTL功率放大器通常由功率输出级、推动级和输入级三部分组成。功率输出级有互补对称电路和复合管准互补对称电路，前者电路简单易行，但由于大功率管β不大，故推动级要求有一定功率，复合管准互补对称电路的优点是大功率管可用同一型号，复合后β较大，推动级只要小功率管就可以了，但复合管饱和压降增大故电源电压要相应高一些，晶体管数目要多一些。推动级通常是甲类放大，其工作电流大于功率管基极推动电流，故有一定电流要求。由于推动极电压幅度与输出级相同，通常采用自举电路达到，一般推动级都是共射极放大电路，具有一定的电压增益。输入级的

3、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。本次设计采用较简单的互补对称OTL电路，电路中的二极管是为消除交越失真而设。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，整体交流电压串联负反馈改善放大器各项指标。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。电路中的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，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：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

4、及校正电容是为防止寄生振荡而设。图1总设计图2.设计计算2.1电源电压确定Vcc≈1.258RLPo=1.258×8×5≈22V2.2功率级设计功放管参数：ICM=VCC2RL=222*8=1.375AVCEM=VCC2=222=11V???=0.2∗?0=0.2∗5=1?经查，BD137（12.5W、60V、1.5A）、BD136（12.5W、60V、1.5A）能满足上述要求。功率管所需推动电流：Ib3M=ICMβ=1.375A50=27.5mA耦合电容C6:C6=3~512πfLRL≈2200μF(取2200μF/25V)稳定电阻：过大则功率损失太大，过小温度稳定性不

5、良，通常取0.5~1Ω。2.3推动级设计IC2>IB3M=30mA取IC2=44mA,VCE2M=VCC=22VPC2M=VCC2×IC2=22V2×44mA=0.48W为了消除交越失真，这里选用二极管1N4002.R9+R10=VCC2-VBC3MIC2=250Ω一般有R10>R9≫RL,故取R9=80Ω，R10=170Ω。C5=3~512πfLR9

6、

7、R10≈110μF,故取110μF/15V。IB2=IC2β=44mA100=0.4mA典型电路中R7+W1，R8支路电流应不小于（3~5）IB2,取IR8=1.2mA，则R8=0.7V1.2mA=580Ω,R7+RW1

8、=VCC2IR8+IB2=111.2+0.4≈6.875kΩ选择R7=2.5kΩ，W1=4.7kΩ进行调节以达到最佳工作点。R7+RW1上反馈电流的峰值：Ib2M=Ib2=0.4mARbe2=1+β26Ie=65ΩRbe3=1+β326Ie=1.8Ω其中，Rbe3为大功率管的输入电阻，由于乙类放大Ie是变化的，难以准确计算，以???/2为?e的计算值。RL2'=170

9、

10、1.8+(1+50)×8

11、

12、80=372ΩAv2=-β2RL2'Rbe2=-100×37265=-572Vb2M=VCC2/Av2=11/572=0.02VIR8M=Vb2MR8=0.02V583=0.0

13、3mAIR7M=VCC/2R7+RW=11V6.9=1.6mA由于IR7M≫IR8M,所以IR8M可以忽略不计IM=IB2M+IR7M+IR8M≈IB2M+IR7M=2.03mA2.4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有0.2V，故输入级电压的配置可以比较随意，取R3、R4为2kΩ,R6为1kΩ，各压降分别为8V，8V，4V。VCE=22-20=2V,取T1为BD137IB1=IC1β=0.04mA取IR2=4IB1=0.16mA,则R