立体声音频功率放大器设计报告

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1、立体声音频功率放大器【摘要】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，就立体声音频功放而言，应该达到电气指标与实际听音指标的平衡与统一。本文介绍的是基于LM1875功率放大器的立体声音频功率放大器。本放大电路是由“前置放大器”、“有源带通滤波器”、“功率放大器”、“喇叭”几部分构成。关键字：立体声、功率放大器、LM1875【前言】（1）整体思路语音放大电路由“前置放大器”、“有源带通滤波器”、“功率放大器”、“喇叭”几部分构成。前置放大器：将前级输出的微小的电信号在电压幅度上进行放大

2、；带通滤波器：滤除各种噪声信号，而使正常的语音信号通过；功率放大器：放大电流，使信号能够驱动负载（喇叭）。（2）性能指标在放大通道的正弦信号输入电压幅度为500mV～1V，等效负载电阻RL＝8Ω时，放大器应满足：（1）额定输出功率（单通道）PO≥10W（可使用集成功率放大电路或大功率晶体三极管）。（2）频率响应：fL～fH＝20Hz～20kHz。（3）在满足PO和频率响应下的谐波失真≤3%。（4）在PO下的效率h≥55％。（5）信噪比(S/N)≥55dB。【总体方案设计】1.总体框图如下：↑↑5v电源10v~18v电源2.各模块方案设计及比较（1）前置放大电

3、路前置放大电路可以采用前面设计的差分放大电路经改进来实现，也可以采用集成运放构成测量用小信号放大电路。前者的设计方法已有详细介绍，在此不再赘述，下面介绍测量用放大电路的设计。在测量用的放大电路中，一般传感器送来的直流或低频信号，经放大后多用单端方式传输。典型情况下，信号的最大幅度可能仅有若干毫伏，共模噪声可能高达几伏。放大器输入漂移和噪声等因素对于总的精度至关重要，放大器本身的共模抑制特性也是同等重要的问题。因此前置放大电路应该是一个高输入阻抗、高共模抑制比、低漂移的小信号放大电路。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

4、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

5、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

6、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，采用低噪声场效应管组成放大器是合理的选择。如果采用集成运算放大器构成前置放大器，一定要选择低噪声、低漂移的集成运算放大器。对于前置放大器的另外一要求是要有足够宽的频带，以保证音频信号进行不失真的放大。本系统综合运用了NE5532高性能低噪声双运放，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。

7、用作音频放大时音色温暖，保真度高，在上世纪九十年代初的音响界被发烧友们誉为“运放之皇”，所以由它组成的电压放大器可以很好的满足设计要求。（2）带通滤波器电路方案一：有源滤波电路是用有源器件与RC网络组成的滤波电路。有源滤波电路的种类有低通（LPF）、高通（HPF）、带通（BPF）、带阻（BEF）滤波器，本实验着重讨论典型的二阶有源滤波器。由于声音频率在20到20kHZ之间，所以本实验需要二阶带通有源滤波器。基本原理：通带滤波器（BPF）能通过规定范围的频率，这个频率范围就是电路的带宽BW，滤波器的最大输出电压峰值出现在中心频率f0的频率点上。带通滤波器的带宽

8、越窄，选择性越好，也就是电路的品质Q越高。电路的Q值