音频功率放大器设计c

1 绪论随着时代科技的高速发展，大量的电子设备应运而生。

在现实生活中，绝大部分电子设备都离不开音频信号的处理，高效率音频放大器直接影响到了许多电子产品的质量。

传统的音频功放工作时，直接对模拟信号进行放大，工作期间必须工作于线性放大区，功率耗散较大，虽然采用推挽输出，减小了功率器件的承受功率，但在较大功率情况下，仍然对功率器件构成极大威胁。

功率输出受到限制。

低失真，大功率，高效率是对功率放大器提出的普遍要求。

高效率功率音频功率放大器设计的关键是功率放大器放大电路的研究，提高功放的效率的根本途径是减小功放管的功耗。

方法之一是减小功放管的导通角，增大其在一个信号周期内的截止时间，从而减小管子所消耗的平均功率，高频大功率放大电路中，功放工作处于丙类（C类）状态。

方法之二是使功放管工作处于开关状态（即D类状态），此时管子仅在饱和导通时消耗功率，而且由于管压降很小，故无论电流大小，管子的瞬时功率都不大，因此管子的平均功耗也就不大，电路的效率必然提高，但是应当指出，当功放中的功放管工作在C类或D类状态时，集电极电流将严重失真，因此必须采取措施消除失真，如采用谐振功率放大电路，从而使负载获得基本不失真的信号功率[1]。

1.1设计高效率功率音频功率放大器的目的和意义音频领域数字化的浪潮以及人们对音频节能环保的要求，要求我们尽快研究开发高效、节能、数字化的音频功率放大器。

传统的音频功率放大器工作于线性放大区，功率耗散较大，虽然采用推挽输出，仍然很难满足大功率输出；而且需要设计复杂的补偿电路和过流，过压，过热等保护电路。

这次音频功率放大器的设计为了达到高效率的设计，采用D类功率放大器，D 功放是基于脉冲宽度调制技术的开关放大器，包括脉冲宽度调制器，功率桥电路，低通滤波器。

这种类型的功放已经展示出了良好的性能，要想设计出并实现电源效率高于90%，THD低于0.01%，低电磁噪音的D类功率放大器，或者甚至包括能将高保真音质技术引入的D类的放大器[2]。

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。

c类 d类 e类功放
C类、D类和E类功放是指不同类型的音频功放设备。

音频功放
是用来放大音频信号的设备，常见于音响系统、汽车音响等领域。

以下是对C类、D类和E类功放的介绍：
C类功放，C类功放通常指的是A类、B类和C类功放中的C类
功放，它是一种低功耗、高效率的功放类型。

C类功放的工作原理
是利用开关管进行工作，因此可以实现较高的效率，但可能会引入
一定的失真。

由于其高效率，C类功放常被用于便携式音频设备、
低功耗要求的场合。

D类功放，D类功放是一种数字功放，它采用数字PWM（脉宽调制）技术，能够实现非常高的效率和低功耗。

D类功放在音频放大
方面表现出色，能够产生高质量的音频输出，并且通常比传统的A 类、B类功放更轻便。

因此，D类功放在现代音响设备中得到广泛应用。

E类功放，E类功放是相对较新的一种功放类型，它是在D类功
放的基础上发展而来的。

E类功放在效率和音质方面都进行了优化，能够提供更高的效率和更好的音频性能。

E类功放通常具有更小的
尺寸和更轻的重量，因此在一些对音响设备尺寸和重量有限制的场合下具有优势。

总的来说，C类、D类和E类功放都是现代音频放大设备中常见的类型，它们各自具有不同的特点和优势，可以根据具体的应用需求选择合适的功放类型。

单刀音频功率放大器的设计摘要本次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。

设计中主要采用OP07进行音频放大器的设计，OP07芯片是一种低噪声，非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路。

由于OP07具有非常低的输入失调电压（对于OP07A最大为25μV），所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施。

设计中的音频功率放大器主要由直流稳压电源、前置放大电路、二级放大电路和功率放大电路组成。

前置放大电路采用了反相比例运算放大器，二级放大电路用一个低通滤波器和一个高通滤波器组成一个带通滤波器，功率放大电路采用了OCL电路。

直流电源采用桥式电路进行整流，输出则采用了三端集成稳压器。

对前置放大电路和二级放大电路进行了输入、输出分析和频率响应分析。

对功率放大电路进行了输入和输出功率分析。

对直流电源进行了输出电压验证。

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。

关键词： 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 the speaker sound, and where the sound of electronic products to be used in audio amplifier.The main design using the OP07 audio amplifier design, the OP07 chip is a low-noise, non-chopper-stabilized bipolar op amp IC. OP07 has very low input offset voltage (for OP07A 25μV), OP07 in many applications do not require additional zero measures. The design of audio power amplifier by the DC power supply, preamplifier circuit, two amplification circuit and power amplifier circuit. Preamplifier circuit using a reversed-phase proportion of op amp, two amplifier with a low-pass filter and a high-pass filter composed of a band pass filter, power amplifier OCL circuit. The DC power bridge circuit rectifier, the output uses a three-terminal integrated voltage regulator.Preamplifier and two amplifier input, output and frequency response analysis. Power amplifier input and output power analysis. V alidation of the output voltage of DC power. Finally, the total circuit input-output analysis, frequency response analysis, noise analysis.Key words:OP07 audio power amplifier目录摘要 (I)Abstract (II)第一章音频放大器的概述 (1)1.1音频放大电路的回顾 (1)1.2音频功率放大器的介绍 (1)1.2.1 A类(甲类)功率放大器 (2)1.2.2 B类(乙类)功率放大器 (2)1.2.3 AB类(甲乙类)功率放大器 (2)1.2.4 C类(丙类)功率放大器 (2)1.2.5 D类(丁类)功率放大器 (3)1.3放大器的技术指标 (3)第二章音频功率放大器的设计 (6)2.1设计方案分析 (6)2.2前置放大电路设计 (6)2.3二级放大电路设计 (8)2.2.1 低通滤波器设计 (8)2.2.2 高通滤波器设计 (10)2.2.3 二级放大电路电路设计 (12)2.4功率放大器设计 (12)2.5 直流稳压电源设计 (13)2.6 OP07的功能介绍 (14)第三章电路的仿真 (16)3.1 前置电路的仿真 (16)3.1.1 输入与输出分析 (16)3.1.2 电路频率响应特性分析 (17)3.2二级放大电路仿真 (18)3.2.1电路输入与输出分析 (18)3.2.2电路频率响应特性分析 (19)3.3 功率放大电路功率仿真 (20)3.4 直流稳压电源仿真 (22)3.5音频功率放大电路仿真和分析 (23)3.5.1 电路输入与输出分析 (23)3.5.2电路频率响应特性分析 (24)第四章焊接调试组装 (26)4.1焊接 (26)4.2组装 (26)4.3调试 (26)4.4结果 (26)总结 (27)致谢 (28)参考文献 (29)第一章音频放大器的概述1.1音频放大电路的回顾音响技术的发展历史可以分为电子管、晶体管、集成电路、场效应管四个阶段。

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。

音频功率放大器原理图
音频功率放大器是一种用于提高音频信号功率的电路，通常用于音响系统和放大器中。

它能够将输入的低功率音频信号转换为输出的高功率音频信号，从而驱动扬声器发出更大的声音。

音频功率放大器的原理图如下所示：
（在此插入音频功率放大器原理图）。

原理图中包括输入端、放大电路、输出端和电源端。

输入端接收来自音源的低功率音频信号，放大电路对该信号进行放大处理，输出端将放大后的高功率音频信号传送至扬声器，电源端则为整个电路提供所需的电源电压。

放大电路是音频功率放大器的核心部分，它通常由功率放大器芯片、电阻、电容和电感等元件组成。

功率放大器芯片是最关键的部分，它能够将输入信号进行放大，并输出到扬声器。

电阻、电容和电感则用于对输入信号进行滤波和匹配，以保证信号质量和稳定性。

音频功率放大器的工作原理是将输入的音频信号转换为相应的电压信号，并通过放大电路进行放大处理，最终输出为高功率音频信号。

这样的设计能够满足扬声器对音频信号的驱动需求，使得音响系统能够发挥出更好的音质和音量表现。

在实际应用中，音频功率放大器可以根据需要进行不同的设计和调整，以满足不同的音响系统和放大器的要求。

例如，可以根据功率放大器芯片的规格和电路参数进行合理的选择，以及根据扬声器的阻抗和灵敏度进行匹配，从而实现最佳的音频放大效果。

总的来说，音频功率放大器是音响系统和放大器中不可或缺的部分，它能够将输入的低功率音频信号转换为输出的高功率音频信号，从而驱动扬声器发出更大的
声音。

通过合理的设计和调整，可以实现更好的音质和音量表现，从而提升整个音响系统的性能和体验。

实用音频功率放大器摘要介绍了如何设计并制作一款最大不失真输出功率P OR≥15W（失真度小于5%）;带宽BW≥（40～20000）Hz（功放部分）;在P OR下的效率≥50%;在前置放大级输入端交流短接到地时，R L=8Ω上的交流声V PP≤400mV;前置放大器具有低音、中音、高音调节功能;具有音量调节功能的实用功率放大器。

关键词：功率放大；音量调节；音调调节一总体方案设计系统的原理方案图如上图所示。

它主要由音频功率放大、控制器、键盘、显示电路组成。

该系统是一个具有低噪声、输出功率可调控的功放电路。

二单元模块设计2.1 功率放大模块由于题目已经要求使用分立元件做功放后级，且也规定使用OCL结构的功放电路，因此，我们就此要求进行方案设计。

（1）方案一前级使用高性能的集成运放，如NE5532、NE5534、LM381、OPA2134等，后级采用分立元件做后级，即用运放来驱动功放电路。

这样的电路制作起来相对简单，性能也不错，但是后级所需的电压值通常较高，难以满足题目的要求。

（2）方案二整个电路由分立元件构成，后级采用大功率三极管做输出，例如2SC5200，B817，TIP35等，以获得足够的输出功率。

但是大功率三极管在低压下难以发挥其作用，不仅系统不稳定，而且波形极易失真，带宽小。

（3）方案三整个电路也由分立元件构成，前级使用差动放大电路，后级使用中功率管构成互补对称功率放大电路。

由于要找到两只性能完全一致的NPN和PNP两种型号的大功率管是很困难的，但要找到两只性能完全相同的同型号的大功率管就容易多了。

与此同时，采用复合管作为功率放大三极管，电路简单，易调试。

综上所述，方案三电路比较简洁，功率管容易配对，调整方便，可兼顾多方面的指标要求，所以选择此方案。

其电路原理图如图1所示图1电路输入部分，由1VT 、2VT 组成单端输入、单端输出的差动放大电路，它具有一致性好，容易配对，工作噪声低等优点。

信号由的1VT 基极输入，从1VT 的集电极输出。

毕业设计论文音频功率放大器的设计与调试孙梦琳指导老师姓名：程军武专业名称：应用电子班级学号：09131148论文提交日期： 2011 年月日论文答辩日期： 2011 年月日2011年月日摘要音响技术是专门研究声音信号的转换，传送，记录和重放的一门技术。

现代人对听觉水平要求越来越高，所以对音响的音质真实性要求越来越多高，本立体声功率放大器是以集成电路 TDA2030A为主组成的立体声功率放大器，其采用典型的功率放大电路，具有失真小、外围元件少、稳定性高、频响范围宽、保真度高、功率大等优点，同时采用四运放 GL324A对输入音频信号进行处理及高、低音进行控制，从而更加保证输出声音的音质。

这是一款很适合无线电爱好者和音响发烧友自制的音响套材。

本功率放大器实际聆听，高音柔美细腻，低音丰满圆润。

关键词： TDA2030A GL324A功率放大AbstractAudio technology is devoted to the study of voice signal conversion, transmitted, record and playback of a foreign technology. The modern hearing level requirements more and more high, so the sound quality of audio authenticity wants more and more high, the stereo power amplifier is integrated circuit TDA2030A mainly comprised of stereo power amplifier, and its use of typical power amplifier circuit, which distortion is small, less component periphery, high stability, frequency response wide range, high fidelity, large power, etc, and also the SiYun put GL324A input audio signal processing and high, the bass control, and thereby more guarantee the quality sound output. This is a very suitable for radio enthusiasts and audio fancier homemade audio set of materials. The actual power amplifier to listen to, treble gently beautiful exquisite。

电子技术课程设计报告音频放大器的设计学院：机械与电子工程学院年级专业：机械电子工程102学号：2010012325姓名：杨建平指导教师：龙燕完成时间：2013.1.10成绩：中国陕西杨凌摘要本次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。

几乎所有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。

这款功放采用了典型的OCL功放电路，具有结构简单，输出功率大，失真小等特点，应用十分广泛。

本设计主要包括两部分放大电路电路：前置放大电路、OCL功率放大电路。

前置放大级采用的是集成运算放大器NE5532AP，NE5532AP 在噪声、转换速率、增益带宽积等方面具有优异的指标。

OCL功率放大电路采用TDA2030音频放大器芯片，其性能优良，由它组成的功率放大器可以很好的满足设计要求。

本设计将通过电路分析设计、NI Multisim电路仿真及分析完成。

关键词：NE5532AP；TDA2030；失真小；音频功率放大器目录1 设计任务 (4)1.1 设计目的和意义 (4)1.2 放大指标 (4)2系统设计 (4)2.1 总体方案设计 (4)2.2 具体电路设计 (5)2.2.1前置放大电路的设计 (5)2.2.2功率放大电路的设计 (6)2.3 系统总体电路 (7)2.4 系统所用元器件 (8)3系统调试与仿真 (8)3.1 前置放大器调试 (8)3.2 OCL功率放大电路的调试 (11)3.3 总电路调试 (12)4总结 (14)4.1 本系统的优缺点 (14)4.2 心得体会 (14)参考文献 (14)1 设计任务音频功率放大器设计1.1 设计目的和意义日常生活中涉及到发声的电子设备大多数都要用到音频功率放大器，本设计的目的就是为了满足其需要，要求在较小失真的情况下满足一定的放大倍数以推动负载（如扬声器）正常运行。

音频功率放大器电路设计(总4页) --本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--一、设计的题目及其要求（1）设计题目音频功率放大器电路仿真设计（2）课程设计的目标、基本要求及其功能：设计并实现OTL功率放大器，功率放大器的作用是给音响放大器的负载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，输出的信号的非线形失真尽可能的小，效率尽可能的高。

用multisim软件对OTL功率放大器进行仿真实现。

根据实例电路图和已经给定的原件参数，使用multisim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。

二、设计的基本思路及其设计出发点（1）设计的基本思路功率放大器的作用是给负载RL提供一定的输出功率，当RL一定时，希望输出功率尽可能大，输出信号的非线性失真可能小，且效率尽可能高。

由于OTL电路采用直接耦合方式，为了保证电路工作稳定，必须采取有效措施抑制零点漂移。

为了获得足够大的输出功率驱动负载工作，故需要有足够高的电压放大倍数。

因此，性能良好的OTL功率放大器应由输入级、推动级和输出级等部分组成。

（2）芯片的选择TDA 2030 是一块性能十分优良的功率放大集成电路，其主要特点是上升速率高、瞬态互调失真小，在目前流行的数十种功率放大集成电路中，规定瞬态互调失真指标的仅有包括TDA 2030 在内的几种。

我们知道，瞬态互调失真是决定放大器品质的重要因素，该集成功放的一个重要优点。

TDA2030 集成电路的另一特点是输出功率大，而保护性能以较完善。

根据掌握的资料，在各国生产的单片集成电路中，输出功率最大的不过20W，而TDA 2030的输出功率却能达18W，若使用两块电路组成BTL电路，输出功率可增至35W。

另一方面，大功率集成块由于所用电源电压高、输出电流大，在使用中稍有不慎往往致使损坏。

然而在TDA 2030集成电路中，设计了较为完善的保护电路，一旦输出电流过大或管壳过热，集成块能自动地减流或截止，使自己得到保护（当然这保护是有条件的，我们决不能因为有保护功能而不适当地进行使用）。

第二章高保真电路的组成及基本原理2.1电路整体方案的确定音频功率放大器的基本功能是把前级送来的声频信号不失真地加以放大，输出足够的功率去驱动负载（扬声器）发出优美的声音。

放大器一般包括前置放大和功率放大两部分，前者以放大信号振幅为目的，因而又称电压放大器；后者的任务是放大信号功率，使其足以推动扬声器系统。

功率放大电路是一种能量转换电路，要求在失真许可的范围内，高效地为负载提供尽可能大的功率，功放管的工作电流、电压的变化范围很大，那么三极管常常是工作在大信号状态下或接近极限运用状态，有甲类、乙类、甲乙类等各种工作方式。

为了提高效率，将放大电路做成推挽式电路，功放管的工作状态设置为甲乙类，以减小交越失真。

常见的音频功放电路在连接形式上主要有双电源互补推挽功率放大器OCL（无输出电容）、单电源互补推挽功率放大器OTL（无输出变压器）、平衡（桥式）无变压器功率放大器BTL等。

由于功放管承受大电流、高电压，因此功放管的保护问题和散热问题也必须要重视。

OCL电路由于性能比较好，所以广泛地应用在高保真扩音设备中。

本课题输出级选用OCL功率放大器，偏置电路选用甲乙类功放电路。

为了使电路简单，信号失真小，本电路选用反馈型音调控制电路。

为了不影响音调控制电路，要求前置输入阻抗比较高，输出阻抗低，本级电路选用场效应管共源放大器和源级跟随器组成。

高保真音频放大器组成框图2.2 OCL功率放大器的原理OCL功率放大器电路通常可分成：功率输出级、推动级和输入级三部分。

根据给定技术指标，选择下图所示电路功率输出级是由四个三极管组成的复合管准互补对称电路，可以得到较大的输出功率。

再用一些电阻来减小复合管的穿透电流，增加电路的稳定性。

前置电路用NPN型三极管组成恒压电路，保证功率输出管有合适的初始电流，以克服交越失真。

推动级采用普通共射放大电路。

输入级部分由三极管组成差动放大电路，减小电路直流漂移。

2.3音调控制电路的原理常用的音调控制电路有三种：一种是衰减式RC音调控制电路，其调节范围较宽，但容易产生失真；另一种是反馈型电路，其调节范围小一些，但失真小；第三种是混合式音调控制电路，其电路较复杂，多用于高级电子设备中。

c类功放输出功率
C类功放是一种常见的功率放大器类型，通常用于音频放大和RF （射频）放大应用。

C类功放的输出功率取决于多个因素，包括电源电压、负载阻抗、电路设计等。

一般来说，C类功放的输出功率可以达到几瓦到几百瓦不等。

需要注意的是，C类功放的输出功率通常受到一些限制因素的影响，例如：
失真：C类功放在输出信号的负半周和正半周只有一个半周的晶体管导通，因此会产生较大的失真。

因此，实际的输出功率可能会受到失真的影响。

效率：C类功放的效率通常较高，但是由于存在输出信号的失真，实际的效率可能会有所下降。

热量：由于功放器件在工作时会产生一定的热量，因此需要考虑散热和温度管理问题，以确保稳定的性能和长期可靠性。

因此，在设计和应用C类功放时，需要综合考虑电路设计、负载特性、电源供应和散热等因素，以实现期望的输出功率和性能。

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