高保真音频功率放大器电路 上海大学

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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电路上海大学机自学院自动化系电气工程及其自动化专业姓名:*****学号:******指导老师:徐昱琳2015年6月26日一、任务及要求用中小型规模集成电路设计一个高保真音频功率放大器的电路，在EDA软件上完成硬件系统的仿真。高保真音频功率放大器的技术指标如下：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二、总电路图：方案特点：该电路是较典型

2、的OTL电路，局部反馈稳定了工作点，总体串联负反馈控制了放大倍数并提高了输入电阻和展宽频带，退耦滤波电容及矫正电容是为防止寄生震荡而设。三、详细的设计过程如下：（1）电源电压的确定当负载电压一定时，电源电压的大小直接与输出功率有关，VCC≅1n8∙P0∙RL，其中n为电源电压利用系数，通常取n=0.8左右。在本例子中，输出电压P0>5W，VCC≅10.88∙5∙8=22V。（2）功率级的设计功放管的要求：ICM=VCC2RL=1.375AVCEM=12VCC=11VPCM=0.2PO=1W功率管可使用3DD15、2Z730C三极管。功率管需推动电流：IB3M=ICMβ=1.375A/50=

3、27.5mA耦合电容C6：C6=(3~5)12πfLRL≅2000μF，取2200μF/25V稳定电阻R11；过大则功率损失太大，过小温度稳定性不良，通常取0.5~1Ω。现取1Ω1W。（3）推动级（中间级）的计算IC2>IB3M=27.5mA取IC2=33mA.VCE2M=VCC=22VPC2M=VCC2∙IC2=11∙33mV=363mV未超过3DG12的700mV，故仍可选用3DG12消除交越失真选择二极管2CP12(100mV,0.9V)R9+R10=VCC2-VBC3MIC2=11-133=300Ω一般R10>R9≫RL故取R9=100Ω，R10=200ΩC5=(3~5)12πfL

4、R9∥R10≅100μF取100μF/15VIB2=IC2β=33mA100=0.33mA典型电路中R7+W2，R8支路电流应≥（3~5)IB2取IR8=1.4mAR8=0.7V1.4mA=470ΩR7+W2=VCC2IR8+IB2=11V1.73mA≅6.35K选择R7=2K,W2=4.7K进行调节以达到最佳工作点。当功率级达到尽限运用时，故推动级基极信号电流的峰值IB2M应与静态值IB2相等即0.33mA,由于推动级用的是中功率晶体管，故其输入电阻为：γbe2≅（1+β）26Ie≅52Ω（γbb’很小）推动级的负载电阻可等效为：RL2'≅R10∥γbe3+(1+β3)R9∥RL其中，γ

5、be3为功率的输入电阻，由于乙类放大Ie是变化的，不好准确计算，只好以ICM/2为Ie的计算值。γbe3≅（1+β3）26Ie≅1.3Ω故RL2≅R10∥γbe3+(1+β3)R9∥RL=150∥1.3+(1+50)8∥100≅410Ω推动级电压放大倍数AV2为AV2=-β2RL2γbe3=-10041052≅-787推动级基极推动电压为：VB2M=VCC2AV2=11/787=0.014VR8对信号的分流为：IR8M=VB2MR8=0.014V470Ω=0.03mAR7+RW上反馈电流的峰值IR7M.IR7M=VCC2R7+RW=11V6.35K≅1.73mA总推动信号交流峰值为：IM=

6、IB2M+IR7M+IR8M=0.33mA+0.03mA+1.73mA=2.09mA（4）输入级设计由于推动级需要2.09mA的交流推动信号，故输入级静态电流应大于2.09mA,取IC1=3mA,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，R6为2KΩ,2KΩ,1KΩ。则各降落6V，6V,3V,VCE=22-2×6-3=7V.VCE'=VCC-7V=15V,取T1为3DX201.IB1=IC1β=3mA100=0.03mA取IR2=4IB1=4×0.03=0.12mA则R2=3mA×2k+0.7V0.12mA≅55.83KΩ取R2=55KR1≅61KΩ取R1=6

7、1K.耦合电容凭经验选取C2=C3=10μ/10V，C4=100μF/15V(5)负反馈设计取R5=10Ω，不要太大，以免降低总开环倍数。γbe1=200+（1+β1）26Ie1=200+650=850ΩAV1=-β1R3∥R8∥γbe2∥R7+W1-AV2γbe1+(1+β1)RS≅-0.45总开环倍数为:AV0=AV1∙AV2∙AV3=(-0.45)×(-787)×1=354(倍)根据题目要求：Avf=V0Vi=Po