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高保真音频功率放大器设计 高保真音频功率放大器设计 PAGE 高保真音频功率放大器设计 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 姓名:吴青耘 学号: 指导老师: 李智华 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Po＞5W (f=1kHz,RL=8?) 2. 电源消耗功率PE＜10W ( Po＞5W ) 3. 输入信号幅度VS=200～400mV （f=1kHz，RL=8Ω， Po＞5W ) 4. 输入电阻 Ri＞10k? ( f=1kHz ) 5. 频率响应 BW=50Hz～10kHz ( RL=8?，Po＞5W) 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 （2） 输出级（功率级）的计算 功率管需推动电流： 耦合电容：,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 取IC2=40mA 消除交越失真二极管D1N4148 因为 取R9=170?,R10=80? ，取C3=110uF/15V 典型电路中R7+W1、R3之路电流应不小于（3~5）Ib2 取IR8=,则R8=580 选取R7=,RW1=，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= 因为,所以可以忽略不计。 （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，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。 取 则(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=，不宜太大以免降低总开环倍数 由题意知P0=5W,即 倍 且 所以 取R12=(电阻)+（电位器） （6）电路指标验算： ?输出功率P0 达到指标 ?电源消耗功率PE 达到指标 3、电路仿真及调试 （1）静态调试 输出级中点电压 动态调试 ?输出功率Po： 在f=1kHz，RL=8Ω,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 ?灵敏度测试： 在 f=1kHz，RL=8Ω，Po＞5W时，测出VS的值，必须控制在200～400mV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，电源的输入电压为，在200~400mV之间，满足条件。 ③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 电源功率 = 4 \* GB3 ④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= = 5 \* GB3 ⑤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程设计中学会使用软件对电路进行仿真设计。虽然数电模电的相关课程我们已经学完，但距离自己根据具体要求设计相关电路还是有不小的差距。所以我们要好好利用软件来进行电路的仿真设计功能来进行自学，实现自我的更上一层楼。