音频功率放大器的设计毕业论文

1、单刀音频功率放大器设计摘要信息本课程以音频功率放大器(音频功率放大器)为标题，主要用于放大扬声器的声音，所有发出声音的电子产品均使用音频放大器。该设计主要是采用OP07的音频放大器设计，OP07芯片是低噪声、斩波不停止双极运算放大器集成电路。由于OP07的输入偏移电压很低(OP07A的最大值为25V)，因此许多应用程序不需要采取额外的零曹征措施。设计的音频功率放大器主要由直流电源、前置放大器、二次放大电路和功率放大电路等组成。前放大器电路使用逆比例运算放大器，第二放大器电路使用低通滤波器和高通滤波器组成带通滤波器，功率放大器电路使用OCL电路。直流电源使用桥式电路整流，输出使用三端集成电压调节

2、器。对前置和二次放大电路进行了输入、输出分析和频率响应分析。对功率放大器电路进行了输入和输出功率分析。已对直流电源执行输出电压验证。最后对总电路进行了输入、输出分析、频率响应分析、噪声分析。关键字：OP07音频功率放大器Abstractthe curriculum design entitled the Audio power amplifier，referred to as audio amplifier，Audio power amplifier is mainly used to promote ttothe main design using the op 07 audio ampli

3、fier design，the op07 chip is a low-noise，Non-chopper-stabilized bipolar op amp ICthe design of audio power amplifier by the DC power supply，preamplifier circuit，Two amplifation circuit and power amplifier circuit . preementPreamplifier和two amplifier input、Output and frequency response analysis . pow

4、er amplifier input and Output power analysis . validation of thiskey words : op 07 audio power amplifier列表摘要IAbstractII第一章音频放大器概述11.1音频放大电路审查11.2音频功率放大器简介11.2.1类a(a类)功率放大器21 . 2 . 2 b类(b类)功率放大器21 . 2 . 3 AB a类(b类)功率放大器21.2.4 C类(C类)功率放大器21.2.5 D类(D类)功率放大器31.3放大器规格3佐原健二音频功率放大器设计62.1设计方案分析62.2前置放大器设计62

5、.3二次放大器设计82.2.1低通滤波器设计82.2.2高通滤波器设计102.2.3两级放大电路设计122.4功率放大器设计122.5直流电源设计132.6 OP07的功能简介14第三章电路模拟163.1前电路模拟163.1.1输入和输出分析163.1.2电路频率响应特性分析173.2 2 2两级放大器模拟183.2.1电路输入和输出分析183.2.2电路频率响应特性分析193.3功率放大器电路功率模拟203.4直流电源模拟223.5音频功率放大器电路仿真与分析233.5.1电路输入和输出分析233.5.2电路频率响应特性分析24第四章焊接调试装配264.1焊接264.2组装264.3调试26

6、4.4结果26总结27审计28参考文献29第一章音频放大器概述1.1音频放大电路综述声学技术的发展历史可以分为管子、晶体管、集成电路和fet四个阶段。1906年，美国德福雷斯发明了一种真空晶体管，开创了人类电声技术的先河。自1927年贝尔实验室发明负反馈NFB(Negative feedback)技术后，声音技术的发展引领了新时代，更具代表性的例子是“威廉森”放大器在1947年威廉森老师设计Hi-Fi(High Fidelity)放大器的文章中成功地将负反馈技术20世纪60年代，晶体管的出现使功率放大器进入了一个更广阔的世界。晶体管放大器的细致感人的音调、低失真、宽频率响应和动态范围等特性也相

7、应地产生各种电路，例如输出转换器无输出放大器(OTL)无输出放大器(OCL)放大器等。随着晶体管制造技术的不断提高和新技术的应用，实用性指标和可靠性指标都有了很大的改进，更大的输出功率、更小的尺寸、更轻的重量、更多的功能和智能方向(例如，美国CROWN公司的MA-5000VZA功率放大器、最大输出功率4000w/8、完全的可靠性设计)使生产者可以在要求苛刻的环境中持续工作，因此裴珉姬工作3年可编程输入处理模块u SP3插入；可以对12000个放大器的运行状态进行程序控制曹征和各种参数检测。各种精密的可靠性保护措施大大提高了其可靠性。1983年，M.B.Sandler等学者提出了d类放大脉冲代码

8、调制(PCM)数字放大器的基本结构。美国trip ass设计了一种称为“t”类任务的增强型d类数字放大器。意大利POWERSOFT于1999年推出数字放大器的商用产品后，第四代音频功率放大器、数字放大器进入工程应用程序，得到世界同行的认可，市场日益扩大，最终将取代所有类型的模拟放大器。1.2音频功率放大器简介根据电流传导角度的大小，可以分为a类(a类)、AB类(b类)、b类(b类)、c类(c类)和d类(d类)功率放大器。1 . 2 . 1 a类(a类)功率放大器a类(a类)功率放大器电流传导角度=180，理想效率为50%，通常适用于小型信号电压放大器。a类功率放大器的主要特征是放大器的工作点q

9、设置在负载线的中点附近，晶体管在输入信号的整个周期内传导。放大器在特性曲线的线性范围内工作，因此瞬态失真和交替失真较小。电路简单，调试方便。由于效率低下，设计基本上不会重复使用，因此非线性失真更大。1 . 2 . 2 b类(b类)功率放大器b类(b类)功率放大器电流传导角度=90，理想效率为78.5%。b类功率放大器的主要特征是放大器的静态点在(VCC，0)上，没有信号输入时输出端很少消耗功率。在Vi的正弦期间，一个管子通过另一个管子被阻塞，输出端是正弦波。同样，如果Vi是负半衰期，则输出端为负半波正弦波，需要用两个管子推动工作。效率高(78.5%)是特点，但缺点是有在非线性区域工作的放大器，

10、导致交叉扭曲“大”。如果信号在-0.6v到0.6v之间，则两个管子都不能正常工作。1 . 2 . 3 AB a类(b类)功率放大器AB类(a类)功率放大器电流传导角度90180，理想效率为50%78.5%。AB a类(a类)放大器实际上是a类(a类)和b类(b类)的组合，每个设备的传导时间在50%到100%之间，并依赖于偏置电流的大小和输出级别。这种类型放大器的偏置设计为b类(b类)，然后增加偏置电流，使放大器进入b类(b类)。AB类功率放大器的优点是可以避免交叉失真。高效率，晶体管功耗特性。1.2.4 C类(C类)功率放大器c类(c类)功率放大器电流传导角度90，理想效率78.5%。c类功率

11、放大器的主要特点是，在c类状态下放大器的电流波形严重失真，因此只使用调谐电路作为负载过滤谐波成分，选择信号源以消除失真。1.2.5 D类(D类)功率放大器d类(d类)功率放大器电源管是开关状态，理想效率为90%到100%。d类(数字音频)放大器也称为开关放大器，它将输入模拟音频信号转换为脉冲信号，然后使用脉冲信号控制高功率开关设备通过/关闭音频功率放大器。具有高效率的突出优点。放大器由输入信号处理电路、开关信号形成电路、高功率开关电路、低通滤波器等四部分组成。优点包括：1.效率高，通常可以达到85%以上。2.体积小，比模拟放大电路节省了更大的空间。低失真，频率响应曲线。周围组件少，便于设计和调

12、试。1.3放大器规范要评价放大器系统或设备是否满足高保真要求，通常将主观听力评价与客观指标测试相结合，并以客观测试指标为主要标准。因为使用了仪器测试设备的性能指标。可以看到非常直观的定量结果，这无疑是最科学、最可靠的。音频功率放大器的技术指标，包括输出功率、频率特性、信噪比、瞬态响应和非线性失真。这里，输出功率、频率特性等被称为静态特性指标，通常以正常状态信号测量。瞬态特性和非线性失真等是由异常信号测量确定的动态特性指标。1，额定功率低于特定值(r1%)的音频放大器的输出失真的最大功率称为额定功率，表达式。Po=Uo2/RL (1-1)Uo是负载两端的最大非失真电压，RL是额定负载阻抗。测量条

13、件如下：信号发生器输出频率为1kHz，电压Ui=20mV正弦信号。功率放大器的输出端额定负载电阻RL(代替扬声器)，输入端ui，输入电压Ui逐渐增加；在Uo波形中没有谐波失真(r1%)之前，其输出电压为最大输出电压。测量后必须快速降低Ui，以免损坏功率放大器。2、频率响应音频放大器的频率特性是反映不同信号频率放大能力的物理量。通常将输出级别描述为随频率变化的关系曲线。表示振幅-频率特性，通常称为振幅-频率特性或频率响应(又称-频率响应)。在解释音频放大器的频率特性时，有两点必须明确。一个是有效频率范围。频率范围，20Hz到20kHz完全反映功率放大器的频率特性指标。对于音频放大器的频率特性指示

14、符，有效频率范围扩大，该频率范围内的相对参考级不均匀性减小。表明音频放大器的频率特性指标很好。放大器的电压增益相对于中间音频fo (1kHz)的电压增益下降到3dB时，相应的低音频率fL和高音频率fH称为放大器的频率响应。3、谐波失真谐波失真是信号通过音频设备后新增的谐波分量。它本来是信号波形中没有的波形变化，是不想要的。其值表示为新添加的谐波分量的均方值和原始信号电压的均方值的百分比。即：(1-2)Ul-正弦波基本电压有效值；U2，u s.un2次，3次，n次谐波电压有效值。谐波失真是由电路或设备运行时非线性引起的。高保真放大器的谐波失真一般应控制在0.05%以下，目前很多优秀放大器的振幅可

15、以达到0.01%。降低放大器谐波失真的措施包括：应用适当的电压或电流负反馈。 fT高线性放大装置的选择。最大限度地提高各级管道参数的一致性或对称性。选择优秀电路，如a类放大、双差分放大、完全互补输出或完全对称。4、信号噪声比信号噪声比(S/N)是在信号通过音频设备后增加的各种噪声(例如低频声音、刘涛AC声音、tick声音等)与给定信号级别的dB差异或信号幅度和噪声范围的比率，如果该值通常表示分贝，并表示为从播放设备输出的绝对噪声电压或级别值，则显示为噪声级别。现代高保真后级放大器的S/N通常可达到90dB以上，问题不会太明显。我知道多级放大器的S/N主要取决于一级，所以在系统中，我们要重点改进前置放大器或前置放大器的S/N。因为影响S/N的因素很多，提高S/N可能会很困难，有时需要很大的努力才能提高2-3个dB。人