高保真音频放大器

1、电子技术课程设计报告 音频功率放大器的设计上海大学机自学院自动化系电气专业姓名: 张贵学号 :12120807指导老师 : 徐美华2014年 6月 26日一、题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Ri 10k( f=1kHz )5. 频率响应BW=50Hz 10kHz( RL=8， Po5W)四、设计步骤1电路形式电路分析及特点：特点：是较典型的

2、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， 退耦滤波电容及校正电容是为防止寄生振荡而设。分析：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。电路中的二极管 D 是为了消除交越失真而设， 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形式进行，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。2设计计算设计计算工作由输出

3、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 P0 5W Vcc18 5 8 22(V)0.8（ 2）输出级（功率级）的计算I CMVcc / 2RL 11/ 81.375AVceM1 Vcc11V2PC M0.2P01W功率管需推动电流：Ib3MI / 1.375/ 50 27.5mACM耦合电容： C6(3 5)12000uF ,现取 2200uF/25V2 fL RL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 0.51欧姆。（ 3）推动级（中间级）的计算IC 2Ib3M27.5mA 取IC2=40mAVC 2VCC22VPV /2?IC211 40

4、 440mWC 2MCC消除交越失真二极管 D1N4148VCCVbc 3M(111)VR9R102IC 225040mA因为 R9 R10RL取R9=170? ,R10=80?C3(35)1110uFR/ R2 f，取 C3=110uF/15VL910IC 240mAIb 20.4mA100典型电路中 R71、 R3之路电流应不小于（ 35）I b2+W取IR8 =1.4mA,则R8=580VCC /211VR7 RW16.1KIR8 Ib 21.8mA选取 R7=2.5 K,RW1 =4.7 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

5、Ib2M 应与静态 Ib2相等即 0.4mA。R7+RW1 上反馈电流的峰值 :IR7MVCC/211V=RW1.8mAR76.1K因为 IR7MIR8M ,所以 IR8M可以忽略不计。IM Ib2 M IR7 MTR8M Ib 2MIR7M0.4mA 1.8mA 2.2mA（4）输入级计算由于推动级需要 2.2mA的交流推动信号，故输入级静态电流需大于2.2mA,取IC1 =4mA 。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为2K，R6为1K ，各压降分别为 8V，8V ，4V，VCC=22V-20V=2V 。I C14Ib10.04mA100取 IR2 4

6、Ib1 0.16mAR24mA ? 2K0.7V0.16mA54K则(R2取54K,R1取 62K)120V 8.7VR0.16mA62K耦合电容选取 C2=10uF/10VC3=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即ViP0 ? R 6.3V=5W,V 06.3VAif21倍Vi300mV且 Aif1R12 R5Fi5R所以 R12200取 R12 =100 (电阻 )+ 470 （电位器）（ 6）电路指标验算：输出功率 P02VOMP05W2RL达到指标电源消耗功率 PEVCC VOMPE10WRL达到指标3、电路仿真及调试（1）

7、静态调试输出级中点电压 V 0VCC11V2（3）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 6.325V ，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 P0V 02 / RL(6.3679V )2 / 85.069W5W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6.325 伏，测输入电压VS 的值。当输出电压V0=6.325V 时，电源的输入电压为225.4mv，在200400mV 之间，满足条件。电源消耗功率：用电流表测量电源

8、电流，计算电源消耗的功率。电流 I414.6mA电源功率PUI22V ?414.6mA9.121W10W 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=6.324V ，从而保证输出功率为5W。由上图可知： V1=439.6mV由上图可知： V2=225.1mVV 2225.110.5KRi? R?10KV 1V 2439.6 225.1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 0.707 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 7.205Hz，上限频率未测出。五、小结本次实验的难度并不大，只要照着老师给的范例来做就行了。因为并不是第一次使用EWB ，所以做起来并不难。但是途中遇到了一个至今为解决的问题， 那就是测频率响应时