音频功率放大电路设计模拟电子技术
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实验报告课程名称: 电路与模拟电子技术实验 指导老师: 成绩:__________________实验名称: 音频功率放大电路 实验类型: 研究探索型实验 同组学生姓名:__________一、实验目的和要求1、理解音频功率放大电路的工作原理。
2、学习手工焊接和电路布局组装方法。
3、提高电子电路的综合调试能力。
4、通过myDAQ 来分析理论数据和实际数据之间的关系。
二、实验内容和原理(必填)音频功率放大电路,也即音响系统放大器,用于对音频信号的处理和放大。
按其构成可分为前置放大级、音调控制级和功率放大级三部分。
作为音响系统中的放大设备,它接受的信号源有多种形式,通常有话筒输出、唱机输出、录音输出和调谐器输出。
它们的输出信号差异很大,因此,音频功放电路中设置前置放大级以适应不同信号源的输入。
为了满足听众对频响的要求和弥补设置了音调控制放大器,希望能对高音、低音部分的频率特性进行调节扬声器系统的频率响应不足,。
为了充分地推动扬声器,通常音响系统中的功率放大器能输出数十瓦以上功率,而高级音响系统的功放最大输出功率可达几百瓦以上。
扩音机的整机电路如下图所示,按其构成,可分为前置放大级,音调控制级和功率放大级三部分。
专业: 姓名:学号: 日期: 地点: 桌号装订线点名册上的序号前置 放大级 音调控制 放大级 功率 放大级前置放大电路:前置放大级输入阻抗较高,输出阻抗较低。
前置放大级的性能对整个音频功放电路的影响很大,为了减小噪声,前置级通常要选用低噪声的运放。
由A1组成的前置放大电路是一个电压串联负反馈同相输入比例放大器。
理想闭环电压放大倍数为:231R R A vf +=输入电阻:1R R if = 输出电阻:0of =R 功率放大级:对于功率放大级,除了输出功率应满足技术指标外,还要求电路的效率高、非线性失真小、输出与音箱负载相匹配,否则将会影响放音效果。
集成功率放大器通常有OTL 和OCL 两种电路结构形式。
课程设计任务书学生姓名:专业班级:电信指导教师:工作单位:信息工程学院题目: 音频功率放大器的设计仿真与实现初始条件:可选元件:集成功放,电容、电阻、电位器若干;或自选元器件。
直流电源±12V,或自选电源。
可用仪器:示波器,万用表,毫伏表等。
要求完成的主要任务:(1)设计任务根据技术指标和已知条件,选择合适的功放电路,如:OCL、OTL或BTL电路。
完成对音频功率放大器的设计、装配与调试。
(2)设计要求1 输出功率10W/8Ω;频率响应20~20KHz;效率>60﹪;失真小。
2 选择电路方案,完成对确定方案电路的设计。
3 利用Proteus或Multisim仿真设计电路原理图,确定电路元件参数、掌握电路工作原理并仿真实现系统功能。
4 安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告书。
5 选做:利用仿真软件的PCB设计功能进行PCB设计。
时间安排:1 第18周前半周,完成仿真设计调试;并制作实物。
2 第18周后半周,硬件调试,撰写、提交课程设计报告,进行验收和答辩。
指导教师签名:年月日日月年系主任(或责任教师)签名:目录1 设计任务与要求……………………………………………………………………………..错误!未定义书签。
1.1设计任务…………………………………………………………………………………...错误!未定义书签。
1.2设计要求…………………………………………………………………………………...错误!未定义书签。
2 设计方案………………………………………………………………………………………...错误!未定义书签。
3 选择器件与参数运算………………………………………………………………………错误!未定义书签。
3.1运放NE5532介绍……………………………………………………………………..错误!未定义书签。
3.2 TDA 2030介绍………………………………………………………………………….43.3功率计算 (5)4 单元电路设计 (6)4.1主电源电路 (6)4.2调音电路 (6)4.3功率放大电路 (7)5 电路设计仿真 (9)5.1仿真电路图 (9).9…………………………………………………………仿真结果5.2.6 心得体会 (10)7 参考文献 (11)附表一:电路原理图………………………………………………………………………….错误!未定义书签。
梧州学院课程设计论文课程名称模拟电子技术 .论文题目音频功率放大器设计.系别电子信息工程系 .专业电子信息工程 .班级电本一班 . 学号 201301902100 .学生姓名聪明的小强 .指导教师 xxxx .完成时间 2014 年 12 月目录第一章、系统原理分析与设计任务 (3)1.1功率放大器的基本原理 (3)1.2设计任务 (3)第二章、设计方案分析 (4)2.1 TDA2030简介 (5)2.2 主要单元电路 (6)2.3 所需元器件 (6)第三章、制作、调试过程与测量数据分析 (7)3.1制作、调试过程与测量数据分析 (8)3.2 作品展示 (9)3.3小结 (10)3.4参考文献 (10)第一章系统原理分析与设计任务1.1 功率放大器的基本原理利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。
因为声音是不同振幅和不同频率的波,即交流信号电流,三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍,β是三极管的交流放大倍数,应用这一点,若将小信号注入基极,则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍,然后将这个信号用隔直电容隔离出来,就得到了电流(或电压)是原先的β倍的大信号,这现象成为三极管的放大作用。
经过不断的电流及电压放大,就完成了功率放大。
功率放大器,简称“功放”。
很多情况下主机的额定输出功率不能胜任带动整个音响系统的任务,这时就要在主机和播放设备之间加装功率放大器来补充所需的功率缺口,而功率放大器在整个音响系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用,在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。
1.2 设计任务设计一个音频功率放大器,声音信号可直接由话筒或线路输入。
设计指标:(1). 最大不失真输出功率:Po≥8W。
(2). 额定负载电阻:R L=8Ω或4Ω。
(3). 频带宽度:50HZ~20KHZ。
(4). 非线性失真度:小于5%。
(5). 具有音调控制功能第二章设计方案分析2.1 TDA2030简介TDA2030是德律风根生产的音频功放电路,采用V型5 脚单列直插式塑料封装结构。
课程设计题目高保真音频功率放大器设计学院专业班级姓名指导教师年月日课程设计任务书学生姓名:专业班级:指导教师:工作单位:题目: 高保真音频功率放大器设计初始条件:可选元件:集成功放LA4100或LA4102;集成功放4430;集成功放TD2030;集成功放TDA2004、2009;集成功放TA7240AP(集成功放的选择应满足技术指标)。
电容、电阻、电位器若干;或自备元器件。
直流电源±12V,或自备电源。
可用仪器:示波器,万用表,毫伏表要求完成的主要任务:(1)设计任务根据技术指标和已知条件,选择合适的功放电路,如:OCL、OTL或BTL电路。
完成对高保真音频功率放大器的设计、装配与调试。
(2)设计要求①输出功率10W/8Ω;频率响应20~20KHz;效率>60﹪;失真小。
②选择电路方案,完成对确定方案电路的设计。
计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图,阐述基本原理。
(选做:用PSPICE或EWB软件完成仿真)③安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。
时间安排:1、年月日集中,作课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。
2、年月日,查阅相关资料,学习电路的工作原理。
2、年月日至年月日,方案选择和电路设计。
2、年月日至年月日,电路调试和设计说明书撰写。
3、年月日上交课程设计成果及报告,同时进行答辩。
指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日摘要本文设计的高保真音频功率放大器,带八欧负载,输出功率可达10W,整体电路分为四级:电源、前置放大电路、音调调节电路、功率放大电路;正负电源用7815和7915设计,前置放大和音调调节电路用NE5532设计,功率放大电路用TDA2030设计,制作和调试后,各项指标已实现。
关键字:音频功率放大器,音调调节,TDA2030,NE5532。
目录1设计内容及技术参数指标 (4)1.1设计内容 (4)1.2设计要求和技术参数 (4)2方案论证及电路框图 (4)2.1方案论证 (4)2.2电路框图 (4)3单元模块设计与参数计算 (5)3.1电源模块 (5)3.2前置放大电路 (6)3.2.1设计的必要性 (6)3.2.2芯片选择 (6)3.3音调调节电路 (7)3.3.1功能 (7)3.3.2电路 (7)3.3.3原理说明 (7)3.4功率放大电路 (8)3.4.1方案选择 (8)3.4.2原理说明 (9)4 PCB电路板制作和焊接 (9)4.1原理图设计 (9)4.2 PCB设计 (9)4.3 PCB板制作 (9)4.4焊接 (9)5安装与调试 (10)5.1分级测试 (10)5.1.1前置放大级 (10)5.1.2音调调节级 (10)5.1.3功率放大级 (10)5.2联调 (10)5.2.1通频带测试 (10)5.2.2计算 (11)6总结 (12)附录1完整电路图 (13)附录2元件清单 (13)1设计内容及技术参数指标1.1设计内容本次课程设计内容为设计一个高保真音频功率放大器。
模拟电子技术课程设计-OCL音频功率放大器的设计OCL(开环放大器)音频功率放大器(Power Amplifiers,简称PA)在众多影音系统中具有重要作用,它可以将信号从入口功率放大到输出功率,提供音频设备更大的输出能力。
本文针对OCL音频功率放大器的设计,构成了一套有效的设计方案,以满足多种应用需求。
首先,将放大器分成三个部分,即核心部分、驱动部分和外部部分。
其中,核心部分是使模拟电路正常工作的关键部件,它包括电源模块、放大电路模块和调节模块。
核心部分有效地实现了放大器发挥功能的基本规则,如输入输出参数的设计,过电流、热保护以及通信信号的设计要求。
接着,是放大器的驱动部分,它的电路设计和实现是实现放大器功率放大功能的关键。
其中包括低频网络电路、高频网络电路、振荡网络电路以及功率放大器电路。
驱动部分使用了先进的电子元件,实现了信号功率放大、音质优化和阻抗调整的功能,以便根据不同的工作环境实现平滑的音频效果。
最后,放大器的外部部分,其设计主要包括声音控制、连接端口以及控制按钮等与用户接口相关的内容。
这些设计可以实时调整和监控放大器的工作参数,使用者可以更轻松地使用和控制设备。
通过以上三个部分,完成了OCL音频功率放大器的基本设计方案,并通过实验确认了其输入电平、输出电平、负载阻抗、线性度、信噪比等主要性能指标,以及高。
质量的音频失真和优良的视听效果,达到了实用的应用效果。
本文的研究主要针对OCL音频功率放大器,分析了全面覆盖其主要工作特性的设计要素,并给出了实用的设计思路,以及实验精度调节等具体实现技术,有效解决了放大器在实际应用中的质量问题。
号计设课程目题高保真音频功率放大器设计院学业专级班姓名指导教师日月年武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书课程设计任务书学生姓名:专业班级:指导教师:工作单位:题目: 高保真音频功率放大器设计初始条件:可选元件:集成功放LA4100或LA4102;集成功放4430;集成功放TD2030;集成功放TDA2004、2009;集成功放TA7240AP(集成功放的选择应满足技术指标)。
电容、电阻、电位器若干;或自备元器件。
直流电源±12V,或自备电源。
可用仪器:示波器,万用表,毫伏表要求完成的主要任务:(1)设计任务根据技术指标和已知条件,选择合适的功放电路,如:OCL、OTL或BTL电路。
完成对高保真音频功率放大器的设计、装配与调试。
(2)设计要求①输出功率10W/8Ω;频率响应20~20KHz;效率>60﹪;失真小。
②选择电路方案,完成对确定方案电路的设计。
计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图,阐述基本原理。
(选做:用PSPICE或EWB软件完成仿真)③安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。
时间安排:1、年月日集中,作课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。
2、年月日,查阅相关资料,学习电路的工作原理。
2、年月日至年月日,方案选择和电路设计。
2、年月日至年月日,电路调试和设计说明书撰写。
3、年月日上交课程设计成果及报告,同时进行答辩。
指导教师签名:年月日日系主任(或责任教师)签名:年月1武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书摘要本文设计的高保真音频功率放大器,带八欧负载,输出功率可达10W,整体电路分为四级:电源、前置放大电路、音调调节电路、功率放大电路;正负电源用7815和7915设计,前置放大和音调调节电路用NE5532设计,功率放大电路用TDA2030设计,制作和调试后,各项指标已实现。
关键字:音频功率放大器,音调调节,TDA2030,NE5532。
题目名称:高保真音频功率放大器姓名:朱**班级:测控112学号:日期:2013年*月*日模拟电子电路课程设计任务书适用专业:测控技术与仪器、电子信息工程、电气工程及其自动化设计周期:一周一、设计题目:高保真音频功率放大器的设计与调试二、设计目的音频放大器的目的是以要求的音量和功率水平在发声输出元件上重新产生真实、高效和低失真的输入音频信号。
音频频率范围约为20 Hz~20 kHz,因此放大器必须在此频率范围内具有良好的频率响应。
音频功率放大器的主要作用是向负载提供功率,要求输出功率尽可能大,效率尽可能高。
非线性失真尽可能小。
三、设计要求及主要电路指标设计要求:设计并仿真高保真音频功率放大器。
1、方案论证,确定总体电路原理方框图。
2、单元电路设计,元器件选择。
3、仿真调试及测量结果。
主要电路指标输出功率10W/8Ω,频率响应20~20KHZ,效率>60﹪,失真小。
四、仿真需要的主要电子元器件1、运算放大电路2、BJT 三极管3、滑线变阻器4、电阻器、电容器等五、设计报告总结(要求自己独立完成,不允许抄袭)。
1、对所测结果进行全面分析,总结消除交越失真的办法。
2、分析讨论仿真测试中出现的故障及其排除方法。
3、给出完整的电路仿真图。
4、体会与收获。
一、方案论证与比较1.1 方案提出方案一:甲类放大器作为一种最古老,效率最低,最耗电,最笨重,最耗资,失真最小的放大器它有吸引人的音质。
甲类放大器输出电路本身具有抵消奇次谐波失真,且甲类放大器管子始终工作在线性曲线内,晶体管自始自终处于导通状态。
因此,不存在开关失真和交越失真等问题。
甲类放大器始终保持大电流的工作状态。
方案二:OCL互补对称功放电路一般包括驱动级和功率输出级,前者为后者提供一定的电压幅度,后者则向负载提供足够的信号频率,以驱动负载工作。
驱动级应用运算放大器μA741来驱动互补输出级功放电路。
功率输出级由双电源供电的OCL互补对称功放电路构成。
信息工程学院课程设计报告书题目: 基于Multisimde 音频功率放大器设计与仿真课程:电子线路课程设计专业:班级:学号:学生姓名:指导教师:2015 年 1 月 3 日信息工程学院课程设计任务书信息工程学院课程设计成绩评定表摘要TDA2030功率放大电路具有失真小、功率大、所需元件少、制作简单、效果良好等优点,用它来做电脑有源音箱的功率放大部分或MP4等小型功放再合适不过,本论文便是用TDA2030来制作音频功率放大器原件。
高效率的音频功率放大器不仅仅是在便携式设备中需要,在大功率的设备中也占有较大的比重。
随着人们居住条件的改善,高保真音响设备和高档的家庭影院也逐渐兴起。
音频功率放大器在这些设备中起到了很重要的作用。
关键字:TDA2030功率放大电路、音频功率放大器、高效率AbstractTDA2030 power amplifier circuit with small distortion, high power, which needs few components, simple fabrication, the advantages of good effect, can use it to make power computer amplifying part or MP4 small power is again appropriate however, this thesis is to make use of TDA2030 audio poweramplifier original. Audio power amplifier with high efficiency is not only the need in portable devices, also account for a large proportion in high power devices. With the development of people's living conditions improve, high fidelity audio equipment and high-end home theater also gradually on the rise. Audio poweramplifier plays a very important role in these devices.Keywords: TDA2030 power amplifier circuit, audio power amplifier, high efficiency目录1前言 (1)1.1音频放大器的发展 (1)1.2 音频放大器设计背景 (1)1.3 音频放大器设计意义 (1)2任务与条件 (3)2.1初始条件 (3)2.2要求完成的主要任务 (3)2.3设计方案 (3)3选择器件与参数运算 (4)3.1运放NE5532介绍 (4)3.2 TDA 2030介绍 (5)3.3功率计算 (6)4单元电路设计 (7)4.1主电源电路 (7)4.2调音电路 (7)4.3功率放大电路 (8)5电路设计仿真 (10)5.1仿真电路图 (10)5.2仿真结果 (10)总结 (12)参考文献 (13)1前言1.1音频放大器的发展上个世纪80 年代以前,输出功率仅几瓦的声频功率放大器都要采用分立元件来制作。
模电研讨题目音频功率(100W)放大电路的设计姓名班级电子信息工程学院学号时间2011-5-22音频功率(100W)放大电路的设计Xxx北京交通大学电子信息工程学院摘要:随着现代电子技术的发展,集成电路被广泛地应用于各类电子电路中。
随着半导体技术的进,功率放大电路也得到了飞速的发展和应用。
音频功率放大器是功率集成电路的重要组成部分,并且广泛应用于消费类电子产品中。
我国是全球最大的消费类电子商品市场和生产基地,音频功率放大器的需求日益倍增。
因此研究音频功率放大器有着非常重要的现实意义。
本文通过对音频功率放大电路知识和技术指标的学习及研究,设计了一款100W的音频功率放大电路,对这个电路分别进行了仿真,并且对并进行了比较。
这款功率放大电路采用甲乙类(也就是AB类)互补推挽功率放大电路中的OCL互补功率放大电路。
关键词:音频放大电路;功率放大电路;OCL互补功率放大中图分类号:文献标志码:AAudio power (100W) amplifier designXXXElectronics and Information Engineering,Beijing Jiaotong UniversityAbstract: With modern electronic technology, integrated circuits are widely used in various types of electronic circuits. With the progress of semiconductor technology, power amplifier has also been rapid development and application. Audio power amplifier is an important part of power integrated circuits, and is widely used in consumer electronics products. China is the world's largest consumer electronics market and production base, increasing the demand for double audio power amplifier. Therefore, the audio power amplifier research has very important practical significance.Based on the audio power amplifier circuits of knowledge and technical indicators of learning and research, designed a 100W audio power amplifier circuit, this circuit was simulated, respectively, and on and compared. The power amplifier circuit is Class A and B (that is, class AB)complementary push-pull power amplifier circuit Power Amplifier OCL complementary.Key words:Audio Amplifier ; Power amplifier ;Complementary power amplifier OCL1.综述(引言)1.1音频功率集成电路概况音频功率放大电路是一种很常用的电子电路,广泛应用于家庭影院、音响系统、立体声唱机、伺服系统、车载娱乐系统、手机、掌上电脑以及工业制造中的电机驱动等电子系统。
《模拟电子技术》课程标准适用专业:铁道机车专业课程编码:C2—3开设时间:第2学期课时数:56一、课程性质《模拟电子技术》是针对电子产品工艺和生产人员、电子工程师、电气维修与工艺员、工业信号检测与处理工、生产管理与技术支持员等所从事的测试电子元器件、焊接电子线路板、检测电子产品参数、工业信号检测与处理、维修电路板及整机产品等典型工作任务进行分析后,归纳总结出来其所需求的元件测试、焊接、调试、检测、维修等能力要求而设置的课程。
该课程的主要内容包括掌握二极管、三极管、运放等常用半导体器件的应用,掌握放大电路等常用模拟电路的基本概念、基本原理和分析方法,通过直流稳压电源制作与调试、音频单管放大电路的设计与制作、集成音频放大电路的制作与调试、功率放大电路的设计、制作与调试等4个项目的实施来进行课程的学习。
学生以学习小组为单位,通过共同完成项目的设计、制作、调试,培养学生具备较强的电子基本技能、电路分析能力、参与意识、责任意识、协作意识和自信心。
二、课程培养目标1.知识目标:(1)培养学生谦虚、好学;(2)培养学生勤于思考、做事认真;(3)培养学生分析问题、解决问题;(4)培养学生独立学习能力和决策。
(5)培养学生具有阅读有关技术资料,自我拓展学习本专业的新技术、新工艺,获取新知识的能力;2.能力目标:(1)培养学生的沟通能力及团队协作精神;(2)培养学生良好的职业道德;(3)培养学生勇于创新、敬业乐业的工作作风;(4)培养学生的质量意识、安全意识。
(5)有较强的表达能力、沟通能力、组织实施能力;(6)具备基本的生产组织、技术管理能力;3.专业能力目标:(1)掌握常见仪表的使用方法;(2)正确选择元器件的能力;(3)各种电子手册及资料的检索与阅读能力,把英语作为分析技术资料的辅助工具;(4)模拟电子电路识图与分析能力;(5)电路安装与焊接能力;(6)电路测试方案设计能力和测试数据分析能力;(7)电路故障排除能力;(8)简单电路设计能力;三、与前后课程的联系1.与前续课程的联系本课程的前续课程有《电工技术与应用》。
1 概述在介绍音频功率放大器的文章中,有时会看到“THD+N”,THD+N是英文Total Hormonic Distortion +Noise 的缩写,译成中文是“总谐波失真加噪声”。
它是音频功率放大器的一个主要性能指标,也是音频功率放大器的额定输出功率的一个条件。
THD+N性能指标THD+N表示失真+噪声,因此THD+N自然越小越好。
但这个指标是在一定条件下测试的。
同一个音频功率放大器,若改变其条件,其THD+N的值会有很大的变动。
这里指的条件是,一定的工作电压VCC(或VDD)、一定的负载电阻RL、一定的输入频率FIN(一般常用1KHZ)、一定的输出功率Po下进行测试。
若改变了其中的条件,其THD+N值是不同的。
例如,某一音频功率放大器,在VDD=3V、FIN=1kHz、RL=32Ω、Po=25mW条件下测试,其TDH+N=0.003%,若将RL改成16欧,使Po增加到50mW,VDD及FIN不变,所测的TDH+N=0.005%。
一般说,输出功率小(如几十mW)的高质量音频功率放大器(如用于MP3播放机),它的THD+N指标可达10-5,具有较高的保真度。
输出几百mW的音频功率放大器,要用扬声器放音,其THD+N一般为10-4;输出功率在1~2W,其THD+N更大些,一般为0.1~0.5%.THD+N这一指标大小与音频功率放大器的结构类别有关(如A类功放、D类功放),例如D类功放的噪声较大,则THD+N的值也较A类大。
这里特别要指出的是资料中给出的THD+N这个指标是在FIN=1kHz下给出的,在实际上音频范围是20Hz~20kHz,则在20Hz~20kHz范围测试时,其THD+N要大得多。
例如,某音频功率放大器在1kHz时测试,其TDH+N=0.08%。
若FIN改成20Hz-20kHz,,其他条件不变,其THD+N变为小于0.5%。
输出额定功率的条件过去有用“不失真输出功率是多少”这种说法来说明其输出功率大小。
课程设计报告课程名称:模拟电子技术基础设计名称:带前置放大的音频功率放大器姓名:学号:班级:日期:摘要本电路设计采用前置放大电路和音频功率放大电路相结合的放大模式,前者采用有“运放之皇”的NE5532对电压进行放大,后者采用性能优良的LM386对电压和电流放大,给音响放大器的负载(扬声器)提供一定的输出功率。
当负载一定时,希望输出的功率尽可能大,输出的信号的非线形失真尽可能的小,效率尽可能的高。
在前置放大和功放之间加上一个滑动变阻,就保证了音量可调,在滑动变阻器之前再加上一足够大电阻,这样保证了信号不失真。
除此之外,加上相应的旁路电容又使得电路具有杂音小,有电源退偶,无自激等优点。
根据实例电路图和已经给定的原件参数,使用multisim10软件模拟电路,并对其进行静态分析,动态分析,显示波形图,计算数据等操作。
关键词: NE5532 LM386 性能优良音量可调杂音小目录一、设计的目的及任务1.1设计的目的1.2 设计的任务及要求二、电路设计总方案及原理框图2.1原理框图2.2电路设计方案三、各组成部分的工作原理3.1.1弱信号前置放大级电路图3.1.2前置放大电路图工作原理3.2.1音频功率放大电路图3.2.2音频功率放大电路的工作原理四、电路仿真4.1 设计的总电路图4.2应用Multisim 11进行的仿真结果五、电路的安装及调试六、电路的实验结果七、实验总结八、仪器仪表明细清单参考文献一、设计的目的及任务1.1设计的目的1,了解音频放大电路的形成和用途。
2,掌握音频放大电路的一种实现方法。
3,提高独立设计电路和验证试验的能力。
4,熟悉运用Multisim 11软件进行仿真,学会焊接技术。
1.2 设计的任务及要求前置放大器的放大倍数为10 倍,使用单电源低噪声集成运放NE5534、OP-27A,功率放大采用LA4100、或LM386、或其他型号。
音量可调,杂音小,有电源退耦,无自激。
二、电路设计总方案及原理框图2.1原理框图图1系统原理框图2.2电路设计方案根据推任务要求,设计总电路需要弱信号前置放大级电路和功率放大电路两个基本电路,其中前置级主要完成小信号的电压放大任务;功率放大级则实现对信号的电压和电流放大任务。
摘要这次的模拟电路课程设计题目为音频功率放大器,简称音频功放,音频功率放大器主要用于推动扬声器发声,凡发声的电子产品中都要用到音频功放,比如手机、MP4播放器、笔记本电脑、电视机、音响设备等给我们的生活和学习工作带来了不可替代的方便享受。
我主要采用了两种方法对其进行了分析和设计,一种利用了A386集成芯片对其进行放大输出,另一种是利用二极管进行偏置的互补对称电路,即分立元件进行设计放大。
期间遇到了不少问题,不过好在在老师的指导,同学的帮助下终于成功调试成功,听到了悦耳的嗡嗡声,设计题目也算比较圆满的完成了。
在设计的过程中,首先对自己的设计思路有个整体的认识,即对音频功率放大器的原理了解,在查阅了很多资料,以及对实验器材有了初步了解以后,利用课本及一些资料上所描述的同相放大电路和甲乙类互补对称功率放大电路的基本知识,通过对两种方法的对比评析确定了下面的课程设计。
总体设计步骤↓↓↓↓1 设计概述1、1音频功率放大器的设计作为模拟电子课程设计课题设计,本课题提出的音频功率放大器性能指标比较低,主要采用理论课程里介绍的运算放大集成电路和功率放大集成电路来构成音频功率放大器。
1、1、1 设计任务和要求采用运算放大集成电路和功率放大集成电路设计音频功率放大器,其要求如下:①输入信号为vi=10mV, 频率f=1KHz;②额定输出功率Po≥2W;③ 负载阻抗RL =8Ω。
1、1、2 功率放大器的基本原理音频功率放大器实际上就是对比较小的音频信号进行放大,使其功率增加,然后输出。
其原理如图(一)所示,前置放大主要完成对小信号的放大,使用一个同向放大电路对输入的音频小信号的电压进行放大,得到后一级所需要的输入。
后一级的主要对音频进行功率放大,使其能够驱动电阻而得到需要的音频。
设计时首先根据技术指标要求,对整机电路做出适当安排,确定各级的增益分配,然后对各级电路进行具体的设计。
max Po =8W,输出电压U = L R Po max =8V ,要使输入为10mv 的信号放大到输出的8V ,所需的总放大倍数为800。
1 初始条件和设计要求1.1 初始条件具备模拟电子电路的理论知识;具备模拟电路基本电路的设计能力;具备模拟电路的基本调试手段;自选相关电子器件;可以使用实验室仪器调试。
1.2 设计要求1、不失真输出功率≥2.4 W,频率响应:20HZ~20KHZ2、输入阻抗≥ 50KΩ,输入电压≤ 5mv3、具备高音和低音的音调控制功能4、效率>60%5、安装调试并完成符合学校要求的设计说明书3.1 电路组成我们设计的电路有两部分组成:(1)直流稳压电源首先我们考虑到直流稳压电源是每个电子设备的基础器件,应该与主电路分开设计,单独放置一个模块。
其次我们设计的是高保真音频功率放大器,因此对直流电源有着很高的要求,要尽可能的滤掉交流分量,达到稳压效果,使输出信号失真度达到最小。
(2)双声道高低音音频功率放大器实验要求是要有高低音可调电路,但是我们考虑到信号是由左右声道组成,所以为了达到最好的输出效果,我们设计了高低音调节外兼有左右声道的立体声高保真音频功率放大器。
此音频功率放大器所用的核心芯片是国际通用高保真音频功率放大集成电路TDA2030A。
4.1 直流稳压电源4.1.1 直流稳压电源原理图图4-1-14.1.2 直流稳压电源所选元件双24V变压器,二极管1N4007,1000uf电解电容,0.33uf独石电容,三端稳压管LM7815,LM7915,0.1uf瓷片电容,220uf电解电容4.1.3 直流稳压电源原理直流稳压电源分为四部分:变压,整流,滤波,稳压。
变压:此处我们选择双24V的交流变压器,输出相位相反的24V交流电。
整流:我们选择了耐压较好的整流二极管1N4007。
滤波:我们放置了多组电容,达到最好的滤波效果。
首先电流经过二极管整流后,先经过两个1000uf的大电容,滤掉直流中的交流分量,此处电容越大越好。
经过初步电容滤波的输出电压V0=(1.1-1.2)V2。
然后在经过两个0.33uf的电容,用以抵消输出端较长接线的电感效应,以防止自激震荡,还可抑制电源的高频脉冲干扰,一般取0.1-1uf。
硬件设计知识点总结大全硬件设计指的是针对特定的应用需求,通过电路设计、PCB设计和原型制作等流程,将电子产品所需的硬件实现到产品中。
硬件设计包括了电路设计和PCB设计两方面的内容,主要的知识点包括模拟电子技术、数字电子技术、模拟信号处理、数字信号处理、微控制器与嵌入式系统、高频技术、功率电子技术、传感器技术等。
1. 模拟电子技术模拟电子技术是指处理模拟信号的技术,主要知识点包括:模拟信号基础、放大电路、滤波电路、调制解调器、功率放大器等。
模拟电子技术的应用领域非常广泛,例如在通信设备、音频设备、视频设备等领域都有着广泛的应用。
2. 数字电子技术数字电子技术是指处理数字信号的技术,主要知识点包括:数字信号基础、数字逻辑电路、存储器、计数器、时序电路等。
数字电子技术的应用在计算机、数字通信、数字音频等领域有着广泛的应用。
3. 模拟信号处理模拟信号处理是指对模拟信号进行处理和分析,主要知识点包括:模拟信号采集、模拟信号滤波、模拟信号放大、模拟信号调制等。
模拟信号处理在通信设备、音频设备、视频设备等领域有着广泛的应用。
4. 数字信号处理数字信号处理是指对数字信号进行处理和分析,主要知识点包括:数字信号采集、数字信号滤波、数字信号变换、数字信号编解码等。
数字信号处理在计算机、数字通信、数字音频等领域有着广泛的应用。
5. 微控制器与嵌入式系统微控制器与嵌入式系统是指将微控制器与外围设备、传感器等硬件进行整合,形成一个完整的嵌入式系统,主要知识点包括:微处理器基础、外设接口、系统集成、实时操作系统等。
微控制器与嵌入式系统在家电、工控设备、汽车电子等领域有着广泛的应用。
6. 高频技术高频技术是指对高频信号进行处理和分析,主要知识点包括:高频电路设计、射频通信、天线设计、微波技术等。
高频技术在通信设备、雷达系统、无线电设备等领域有着广泛的应用。
7. 功率电子技术功率电子技术是指对高功率电源进行处理和控制,主要知识点包括:开关电源、逆变电源、整流电路、电机控制等。
成绩课程设计说明书
题目音频功率放大电路设计
课程名称:模拟电子技术
学院: 电子信息与电气工程学院学生姓名:
学号:
专业班级:
指导教师:
2014年6月7日
课程设计任务书
音频功率放大电路设计
摘要:设计了一个音频功率放大电路,该电路具有音频功率放大和高低音调节功能。
电路由前置电压放大级,音调控制级,功率放大级三部分组成。
其中前置电压放大级由 NE5532P组成的反相比例运算电路来实现,前置放大器主要负责信号的电压放大。
音调控制级由阻容网络组成的RC型负反馈音调控制电路来实现,音调控制电路主要负责音调调节等功能。
功率放大级由集成功率器件TDA2030A连成OCL双电源电路来实现。
功率放大级主要负责将从音调控制级输出的信号进行电流放大,然后驱动喇叭工作。
TDA2030A具有体积小,输出功率大,失真小等特点,内含多种保护电路,工作安全可靠性高。
关键词:音频放大;功率放大;音调调节;集成器件
1. 设计背景
1.1 课程设计 (1)
1.2功率放大电路概述 (1)
2. 设计方案 (1)
3. 方案实施 (3)
3.1 电路图设计 (3)
3.2电路图仿真 (7)
3.3画原理图 (9)
3.4 PCB 制作 (9)
4. 安装调试 (9)
5. 结果与结论 (10)
5.1结果 (10)
5.2结论 (11)
6. 收获与致谢 (11)
7. 参考文献 (12)
8. 附件 (12)
8. 1电路仿真图 (12)
8.2电路原理图 (13)
8.3 PCB布线图 (14)
8.4元器件清单 (15)
1. 设计背景
1.1课程设计
这学期学习了模拟电子技术基础和数字电子技术这两门课。
模拟电子技术基础这门
课程主要讲了常见半导体器件,各种放大电路及其频响和反馈,信号的运算和处理,波形的发生和信号转换,功率放大电路和直流电源等。
学过之后为加强我们的实际操作能力,学校要求我们完成一次课程设计任务。
我们计划设计一个音频功率放大电路。
它能够很好的应用到我们所学有关功率放大这节内容。
1.2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功率放大电路。
功率放大器的作用是
给负载RL(扬声器)提供一定的输出功率。
当负载一定时,希望输出的功率尽可能大,输出的信号的非线性失真尽可能小,效率尽可能高。
功率放大器的常见电路形式有OTL 电路和OCL电路。
有用集成运算放大器和晶体管组成的功率放大器,也有专门的集成功率放大器。
从能量的控制和转换的角度看,功率放大电路与其他放大电路在本质上没有根本的区别:只是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情况下,输出尽可能大的功率。
功放的主要技术指标为最大输出功率和转换效率。
在电源电压确定后,输出尽可能大的功率和提高转换效率始终是功放研究的主要问题。
因而围绕这连个性能指标的改善,可组成不同电路形式的功放。
2. 设计方案
本次课程设计要求制作一个带有高低音调节功能的音频功率放大电路,额定输出功
率为4W带宽为50Hz~15KHz输入阻抗大于100KQ,可以在Multisim 仿真软件上进行测试。
音频功率放大器是一种应用广泛、实用性强的电子音响设备,作用是将声音源输入的信号进行放大,然后输出驱动扬声器发出声音。
声音源的种类有很多种,故输出信号的电压差别很大,从零点几毫伏到几百毫伏。
一般动率放大器的输入灵敏度是一定的,这些不同的声音源信号如果直接输入到功率放大器的话,对于输入信号过低的,功率放大器功率输出不足,不能充分发挥功放的作用;假如输入信号的幅值过大,功率放大器的输出信号将严重过载失真。
这样就失去了音频放大的意义了,所以一个实用的音频功率放大系统必须设置前置放大
器,以便使放大器适应不同的输入信号,或放大,或衰减, 或进行阻抗变换,使其与功率放大器的输入灵敏度相匹配。
在音频功放电路中,需要体现的是电路的功率放大功能。
然而实际中却有许多噪音,且输入信号电压较小,所以所设计电路第一级应当进行电压放大,并能够消除噪音,所以采用了前置放大电路。
前置放大电路可以由分立元件组成,也可由集成运放放大电路组成。
但分立元件组成的放大电路结构复杂,而集成运放放大电路设计简便,易于实施。
因此前置放大电路计划用集成运放NE5532P来实现。
由于电路要求要能够进行高低音调
节,因而采用了音调控制电路。
而常用的音调控制电路有三种形式,一是衰减式RC音调控制电路,其调节范围宽,但容易产生失真;另一种是反馈型音调控制电路,其调节范围小一些,但失真小,而且电路简便易行;第三种是混合式音调控制电路,但其电路复杂,多用于高级收录机。
结合本次课程设计要求,决定采用衰减式RC音调控制电路。
经过了前两极,第三极要进行功率放大,所以采用了功率放大电路。
功率放大有两种方案。
一可以由三极管与电容组成的复合管放大电路来实现,但这种设计电路结构复杂,二可以由集成功率器件TDA2030A来实现,TDA2030A是—块性能十分优良的功率放大电路,其主要特点是上升速率高、瞬态互调失真小,输出功率大,保护性能比较完善,并且外围电路简单,使用方便。
所以决定采用集成功率器件TDA2030A来实现功率放大。
结合以上,本课程设计中采用由NE5532P S成的前置放大电路放大器,由阻容网络组成的RC 型负反馈音调控制电路,由集成功率器件TDA2030A连成OCL电路的功率放大级。
其基本设计路线如图1所示。
图1基本设计路线图
3. 方案实施。