音频功放电路设计与制作PPT格式课件下载.ppt

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（2）在满足输出功率5W、通频带为20Hz20kHz的前提下,尽可能降低输入信号幅度。

音频功率放大器设计与制作l焊接工具、耗材、仪器仪表1、电烙铁、焊锡丝、导线、螺丝刀、河口钳子、吸锡器；

2、电路板、元器件、电路原理图；

3、信号发生器、万用表、示波器、稳压电源；

4、笔、记录本。

音频功率放大器设计与制作l项目原理图

（一）前置放大电路音频功率放大器设计与制作l项目原理图

（二）功率放大电路部分音频功率放大器设计与制作l项目元器件列表对照元器件列表，分发元件，学生对照元件列表检查元件数量。

分类分类元件元件名称名称数量数量元件名称元件名称数量数量元件名称元件名称数量数量元件名称元件名称数量数量运放NE55321NE55341电解电容47u2电解电容220u4MOS管IRF5301IRF95301电解电容10u11044电位器503210414.7k122p1电阻110K22.2K13.3K11K2电阻22k1472200215k2音频功率放大器设计与制作l项目制作的方法1、分模块制作：

项目分两个个模块前置放大电路，功率放大电路；

2、分模块测试：

逐步制作，逐步测试，按照信号的传递方向，循序渐进；

3、紧扣任务要求，技术参数要逐级达标。

音频功率放大器设计与制作l电路制作、调试关键点1、前置放大电路制作、调试方法经过精确计算，当输入5mv的正弦信号时，前置放大电路输出7V左右正弦波信号。

调整电位器RW1和RW2即可。

2、功率放大电路制作、调试方法经过精确计算，当输入5mv的正弦波信号时，功放输出15v左右的信号。

调整电位器RW3和RW即可，减少噪音干扰。

音频功率放大器电路原理

（一）l前置放大电路方案分析采用集成运放前置放大级时，必须选用满足指标要求的集成运放芯片。

经综合考虑本设计选用NE5532。

集成运放构成前置放大电路时，为提高其输入电阻和共模抑制性能，减少输出噪声，必须采用同相放大电路结构。

为尽可能保证不失真放大，采用两级运放电路。

每级增益取决于电阻之间的比值。

这两级前置放大电路的增益安排在60dB左右。

音频功率放大器电路原理

（二）l低频功率放大级也有两种电路可以选择，即分立元件和集成低频功率放大器，常见的功率放大器可分为甲类、乙类和甲乙类三种。

本次设计功放采用甲乙类放大。

l分立元件低频功率放大器虽快被淘汰，但是由于分立元件低频功率放大器可对每级工作状态和性能逐级调整，由很大的灵活性和自由度，因此分立元件低功放比较容易满足题目中给出的指标。

音频功率放大器设计与制作lMOSFET低功放电路（即本设计采用电路）而MOSFET低功放电路的出现，给低功放OTL电路带来更大的方便。

OCL的输入激励若采用集成运放，则电路结构更为简洁且设计更加容易。

l我们最终选择NE5534和大功率MOSFET管IRF530和IRF9530组成的低功放电路。

NE5534担任电压驱动激励级，大功率MOSFET管担任OCL功率放大。

调整电位器使两管的静态电流为15mA20Ma左右，即为正常工作状态。

9.1功率放大电路概述功率放大电路概述能够向负载提供足够信号功率的放大电路称为能够向负载提供足够信号功率的放大电路称为功率放大电路功率放大电路，简称，简称功放功放。

功放既不是单纯追求输出高电压，也不是单纯功放既不是单纯追求输出高电压，也不是单纯追求输出大电流，而是追求在电源电压确定的追求输出大电流，而是追求在电源电压确定的情况下，输出尽可能大的功率。

情况下，输出尽可能大的功率。

功放电路的要求：

Pomax大大，三极管极限工作三极管极限工作=Pomax/PV要高要高失真要小失真要小9.1.1功率放大电路的特点功率放大电路的特点一、主要技术指标一、主要技术指标1.最大输出功率最大输出功率Pom功率放大电路提供给负载的信号功率称为输出功率。

是交流功率，功率放大电路提供给负载的信号功率称为输出功率。

是交流功率，表达式为表达式为PoIoUo。

最大输出功率是在电路参数确定的情况下，负载上可能获得的最大最大输出功率是在电路参数确定的情况下，负载上可能获得的最大交流功率交流功率2.转换效率转换效率功率放大电路的最大输出功率与电源提供的直流功率之比。

功率放大电路的最大输出功率与电源提供的直流功率之比。

直流功直流功率等于电源输出电流平均值及电压之积率等于电源输出电流平均值及电压之积。

3.最大输出电压最大输出电压Uom功率放大电路的分类功率放大电路的分类在放大电路中，若输入信号为正弦波时，根据晶体管在信号整个在放大电路中，若输入信号为正弦波时，根据晶体管在信号整个周期内导通情况分类周期内导通情况分类甲类甲类（=2）tiCOIcm2ICQtiCOIcm2ICQ乙类乙类（=）tiCOIcmICQ2甲乙类甲乙类（0时时，T1和和T4导通，导通，T2和和T3截止，负载上获得正半周电压；

截止，负载上获得正半周电压；

当当ui0T1导通导通T2截截止止iC1io=iE1=iC1,uO=iC1RLui0T2导通导通T1截止截止iC1io=iE2=iC2,uO=iC2RLui=0T1、T2截止截止9.2互补功率放大电路互补功率放大电路目前使用最广泛的功放是目前使用最广泛的功放是OTL电路和电路和OCL电路电路若考虑三极管的开启电压，输出波形将产生若考虑三极管的开启电压，输出波形将产生交越失真交越失真。

动画动画avi17-3.avi请完成请完成OCLOCL电路仿真，观察输入和输出波形；

电路仿真，观察输入和输出波形；

对于出现的问题将如何解决？

二、消除交越失真的二、消除交越失真的OCL电路的工作原理电路的工作原理tiC0ICQ1ICQ2消除交越失真思路：

消除交越失真思路：

图9.2.2消除交越失真的消除交越失真的OCL电路电路RLRD1D2T1T2+VCC+ui+uoVCCV5RR22RR11uiRR33ui=0，给给T1、T2提供静态电压提供静态电压UB1、B2UD1UD2UR2UUB1B1、B2B2略大于略大于TT11管发射结和管发射结和TT22管发射结开启电压之和，两管均处于微导通管发射结开启电压之和，两管均处于微导通状态，即都有一个微小的基极电流，分别为状态，即都有一个微小的基极电流，分别为IIB1B1和和IIB2B2。

静态时应调节静态时应调节RRRR1111，使使UUUUEEEE为为0,0,即即uuuu0000为为00。

动画动画avi17-2.avi当当ui=0时，时，T1、T2微导通。

微导通。

当当ui0（至至），T1微导通微导通充分充分导通导通微导通；

微导通；

T2微导通微导通截止截止微导通。

当当ui0（至至），T2微导通微导通充分导通充分导通微导通；

T1微导通微导通截止截止微导通。

当输入信号为正弦交流电时当输入信号为正弦交流电时图图9.2.3T1和和T2管在管在ui作用下输入作用下输入特性中的图解分析特性中的图解分析二管导通的时间都比输入信号的半个二管导通的时间都比输入信号的半个周期更长，功放电路工作在周期更长，功放电路工作在甲乙类状甲乙类状态。

态。

9.2.2OCL电路的输出功率及效率电路的输出功率及效率当输入电压足够大，且又不产生饱和失真的图解分析当输入电压足够大，且又不产生饱和失真的图解分析图图9.2.4OCL电路的图解分析电路的图解分析图中图中I区为区为T1管的输出特性，管的输出特性，II区区为为T2管的输出特性；

管的输出特性；

二只管子的静态电流很小，可二只管子的静态电流很小，可认为认为Q点在横轴上。

点在横轴上。

Uop=VCCUCES最大输出电压幅值最大输出电压幅值最大不失真输出电压的有效值最大不失真输出电压的有效值动画动画avi17-1.avi最大输出功率最大输出功率电源电源VCC提供的电流提供的电流电源在负载获得最大交流功率时所消耗的电源在负载获得最大交流功率时所消耗的平均功率等于其平均电平均功率等于其平均电流与电源电压之积。

流与电源电压之积。

转换效率转换效率理想情况下，理想情况下，UCES可忽略；

但大功率管可忽略；

但大功率管UCES较大，不能忽略较大，不能忽略复习：

复习：

1.功放电路的性能指标：

功放电路的性能指标：

最大输出电压、最大输出功率和效率最大输出电压、最大输出功率和效率2.功放电路的分类：

功放电路的分类：

甲类、乙类、甲乙类、丙类和丁类甲类、乙类、甲乙类、丙类和丁类变压器耦合、变压器耦合、OTL、OCL和和BTL3.OCL功放的性能指标：

功放的性能指标：

Uop=VCCUCES9.2.3OCL电路中晶体管的选择电路中晶体管的选择一、最大管压降一、最大管压降UCEmax=2VCC二、集电极最大电流二、集电极最大电流三、集电极最大功耗三、集电极最大功耗如何求如何求PT的最大功率？

的最大功率？

RLRD1D2T1T2+VCC+ui+uoVCCV5RR22RR11uiRR33晶体管集电极最大功耗仅为最大输出功率的五分之一。

晶体管集电极最大功耗仅为最大输出功率的五分之一。

在查阅手册选择晶体管时，应使极限参数在查阅手册选择晶体管时，应使极限参数BUCEO2VCCICMVCC/RLPCM0.2Pom例例9.2.1在图在图9.2.2所示电路中已知所示电路中已知VCC15V，输入电压为正弦波，输入电压为正弦波，晶体管的饱和管压降晶体管的饱和管压降UCES3V，电压放大倍数约为电压放大倍数约为1，负载电阻，负载电阻RL4欧，欧，

（1）求解负载上可能获得的最大功）求解负载上可能获得的最大功率和效率率和效率

（2）若输入电压最大有效值为）若输入电压最大有效值为8V，则负载上能够获得的最大功率为多少。

则负载上能够获得的最大功率为多少。

解解

（1）

（2）因为）因为UOUi，所以所以UOm8V。

最大输出功率最大输出功率RLRD1D2T1T2+VCC+ui+uoVCCV5RR22RR11uiRR33音频功率放大器设计与制作l验收要点1）基本要求：

会根据原理图正确安装、焊接；

元件焊点平滑光亮、均匀无毛刺、直径在2MM（根据情况）以内；

焊接手法快速、无虚焊、假焊、脱焊、堆焊等现象；

无焊接时烧坏元件的现象；

元器件的拆焊迅速；

元器件弯脚插接、布局符合要求。

5532芯片介绍芯片介绍发放电路原理图发放电路原理图仿真完成前置放大电路仿真完成前置放大电路.使用虚拟仪器完成信号放使用虚拟仪器完成信号放大任大任务。

项目制作方法项目制作方法l1、分模块制作：

项目分两个个模块l前置放大电路，功率放大电路；

l2、分模块测试：

l3、紧扣任务要求，技术参数要逐级达标。

前置放大电路调试方法前置放大电路调试方法l将大信号放大，且输出端不失真；

l输出效率尽量要高；

l输入噪音尽量要低；

l频带要宽。

布置任务布置任务分发元器件分发元器件搭建电路。

搭建电路。

通频带测试通频带测试NE5534NE5534芯片介绍及周围电路芯片介绍及周围电路l功能介绍电压驱动电路简单讲解电压驱动电路简单讲解功率放大电路功率放大电路l1、MOSFET低功放电路（即本设计采用电路）而MOSFET低功放电路的出现，给低功放OTL