音频功率放大器的设计.doc

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1、目录一、摘要二、设计任务三、设计要求四、设计方案及原理分析五、硬件单元电路的设计六、调试一、摘要随着现代电子技术的不断发展，功率放大电路也得到了飞速的发展和应用。特别是半导体技术的进步，使功率放大电路向模块化、小型化、集体化的方向不断发展。一般放大电路主要用于放大信号的电压或电流，而功率放大电路则主要实现信号的放大，以便送到执行机构中去完成某种任务。功率放大电路是一种十分常用的电子电路，广泛应用于家庭影院、音响系统以及工业制造中的机械系统、电机驱动等电子系统。通常的音频功率放大多采用直接线性放大形式。如：甲、乙、丙类放大等。这些电路的优点不少，但主要缺点是效率不够高。一般<50

2、%。在电能损耗上十分可惜。本电路介绍了一种8W音频功率放大器电路的工作原理及其电路与版图设计。二、设计任务设计并制作一个带音调控制的音频功率放大器。图1音频功率放大器组成框图三、设计要求1．基本要求（1）输出额定功率：PO≤1W。（2）负载阻抗：RL=8Ω（3）频率响应：fL～fH=40Hz～10KHz（4）音调控制特性：1KHz处增益为0dB，100Hz和10KHz处有±12dB的调节范围，AVL=AVH≥+20dB（5）输入阻抗：Ri>>20KΩ。2．发挥部分（1）具有电子混响延时功能（2）输出功率达到8W以上。四、设计方案及原理分析根据课题的要求，该音频功率放大器可由框图

3、实现。下面主要介绍各部分电路的特点及要求。1、前置放大器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。声援源的种类有多种，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

4、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

5、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。前置放大器电路设计（图1）电路分析：该前置放

6、大器由两级放大器组成，第一级采用NE5532构成电压串联负反馈电路输入阻抗较高，就相当于对前级电路开路。第二级放大器采用NE5532组成的电压并联负反馈电路，该电路具有输出电阻小、抗共模干扰信号强的特点，对后级电路就相当于一个恒流源，即输出电压不受后级电路阻抗的影响，从而该电路具有隔离作用，即使前后电路互不影响。第一级放大器的电压放大倍数为：；第二级放大器的电压放大倍数为：；电容C1、C3的作用是高频滤波，电容C2、C4是去耦电容，消除低频自激振荡。前置放大器的下限频率由电容C5和电阻R1决定。根据音频信号的特点，前置放大器选择由NE5532集成运算放大器构成的电压放大器完成。

7、NE5532是一种双运放高性能低噪声运算放大器，电压控制范围在3V~20V。它能显示出更好的噪声性能，提高输出驱动能力和相当高的小信号和电源带宽。这使该器件特别适合应用在高品质和专业音响设备，仪器和控制电路和电话通道放大器。其引脚功能如下：NE5532引脚图2、音调控制电路音调控制电路的主要功能是通过对放音频带内放大器的频率响应曲线的形状进行控制从而达到控制放音音色的目的，以适应不同听众对音色的不同爱好。此外还能补偿信号中所欠缺的频率分量，使音质得到改善，从而提高放音系统的放音效果。在高保真