高保真音频功率放大器设计.pdf

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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 上海大学机自学院自动化系 自动化*:*学号:*:*2018 年 6 月 29 日 一、项目名称 高传真音频功率放大器!二、用途 家庭、音乐中心装置中作主放大器 三、主要技术指标 1.正弦波不失真输出功率 Po5W(f=1kHz,RL=8)2.电源消耗功率 PE10W (Po5W)3.输入信号幅度 VS=200400mV（f=1kHz，RL=8，Po5W)4.输入电阻 Ri10k (f=1kHz)5.频率响应 BW=50Hz10kHz (RL=8，Po5W)四、设计步骤 1电路形式 电路特点分析：较典型的 OTL 电路，局部反馈稳定了工作点，总体串联

2、电压负反馈控制了放大倍数并提高输入电阻和展宽频带，退耦滤波电容及校正电容是为防止寄生振荡而设。功率放大器通常由功率输出级、推动级（中间放大级）和输入级三部分组成。功率输出级由互补对称电路组成。推动级(中间放大级）一般都是共射极放大电路，具有一定的电压增益。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。2.设计计算：、设计计算工作由输出级开始，逐渐反推到推动级、输入级。（1）电源电压的确定 输出功率 WP50 )(228588.01VVcc （2）输出级（功率级）的计算 WPPVVccVARLVIMMCceccCM12.01121375.18/112/0 功率管需推动电

3、流：mAIICMMb5.2750/375.1/3 耦合电容：uFRfCLL200021)53(6,现取2200uF/25V 稳定电阻R12：过大则损失功率过大，过小温度稳定性不良，通常取1欧姆。/（3）推动级（中间级）的计算 mAIIMbC5.2732 取IC2=40mA VVVCCC222 222/CCCMCIVPmW4404011 消除交越失真二极管D1N4148 25040)111(223109mAVIVVRRCMbcCC 因为LRRR109 取R9=170,R10=80.uFRRfCL110/21)53(1093，取C3=110uF/15V mAmAIICb4.01004022 典型电

4、路中R7+W1、R3之路电流应不小于（35）Ib2 取IR8=,则R8=580 KmAVIIVRRbRCCW1.68.1112/2817 选取R7=K,RW1=K，以达到调节的最佳点。当功放级达尽限运用时，推动级也达尽限运用，故推动级基极信号电流的峰值Ib2M应与静态Ib2相等即。R7+RW1上反馈电流的峰值:IR7M=mAKVRRVWCC8.11.6112/7 因为MRMRII87,所以MRI8可以忽略不计。mAmAmAIITIIIMRMbMRMRMbM2.28.14.072872（4）输入级计算 由于推动级需要的交流推动信号，故输入级静态电流需大于,取IC1=4mA。推动级所需电压信号只，

5、故输入级电压的配置可较随便，取R3，R4为2K，R6为1K，各压降分别为8V，8V，4V，VCC=22V-20V=2V。mAIICb04.0100411 取mAIIbR16.0412 则KmAVVRKmAVKmAR6216.07.8205416.07.02412(R2取54K,R1取62K)耦合电容选取C2=10uF/10V C3=C4=100uF/15V：（5）负反馈设计 取R5=10，不宜太大以免降低总开环倍数 由题意知P0=5W,即VRPVi3.60 213003.60mVVVVAiif倍 且55121RRRFAiif 所以 20012R 取 R12=100(电阻)+470（电位器）（6

6、）电路指标验算：/输出功率P0 WRVPLOM5220 达到指标 电源消耗功率PE WRVVPLOMCCE10 达到指标 3、电路仿真及调试（1）静态调试,输出级中点电压VVVCC1120 （1）动态调试 输出功率Po：在 f=1kHz，RL=8,输出波形基本不失真时，测出输出电压值 VO必须大于，计算出输出功率大于 5W。输入和输出电压波形 此时输出功率WWVRVPL5069.58/)3679.6(/2200 灵敏度测试：在 f=1kHz，RL=8，Po5W时，测出VS的值，必须控制在200400mV之间。将信号略减小使输出保持约伏，测输入电压 VS的值。当输出电压 V0=时，电源的输入电压

7、为，在 200400mV 之间，满足条件。电源消耗功率：%用电流表测量电源电流，计算电源消耗的功率。电流mAI6.414 电源功率 WWmAVUIP10121.96.41422 输入电阻 Ri：在放大器输入端串一只 10k 电阻 R1，保持输出 5W 功率，分别测出 R1 前端电压值 V1 和后端电压值 V2，计算出输入电阻。保证输出电压 V0=，从而保证输出功率为 5W。由上图可知：V1=由上图可知：V2=KKRVVVRi5.10101.2256.4391.225212 频率响应 在上述情况下增加或降低输入信号频率（幅度不变），输出电压随之下降，当其下降到原来的倍时，或输出波形产生明显失真，记下放大器的上、下限频率值。下限频率，上限频率未测出。小结 本次实验难度不是很大，因为老师已经给我们提供了示例，所以我们本身不需要太多的设计，我认为这次的课程主要是要让我们在课