南昌大学实验报告
学生姓名： 学号： 专业班级： 实验类型：□验证□综合□设计□创新 实验日期： 实验成绩：
音频功率放大电路设计 一、设计任务
设计一小功率音频放大电路并进行仿真。
二、设计要求
已知条件：电源9±V 或12±V ；输入音频电压峰值为5mV ；8Ω/0.5W 扬声器；集成运算放大器（TL084）；三极管（9012、9013）；二极管（IN4148）；电阻、电容若干
基本性能指标：P o ≥200mW （输出信号基本不失真）；负载阻抗R L ＝8Ω；截
止频率f L ＝300Hz ，f H ＝3400Hz
扩展性能指标：P o ≥1W （功率管自选）
三、设计方案
音频功率放大电路基本组成框图如下：
音频功放组成框图
由于话筒的输出信号一般只有5mV 左右，通过话音放大器不失真地放大声音
信号，其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗；滤波器用来滤除语音频带以外的干扰信号；功率放大器在输出信号失真尽可能小的前提下，给负载R L （扬声器）提
供一定的输出功率。
应根据设计要求，合理分配各级电路的增益，功率计算应采用有效值。基于
运放TL084构建话音放大器与宽带滤波器，频率要求详见基本性能指标。功率放大器可采用使用最广泛的
OTL （Output Transformerless ）功率放大电路和OCL （Output Capacitorless ）功率放大电路，两者均采用甲乙类互补对称电路，这种功放电路在具有较高效率的同时，又兼顾交越失真小，输出波形好，在实际电路中得到了广泛的应用。
对于负载来说，OTL电路和OCL电路都是射极跟随器，且为双向跟随，它们利用射极跟随器的优点——低输出阻抗，提高了功放电路的带负载能力，这也正是输出级所必需的。由于射极跟随器的电压增益接近且小于1，所以，在OTL电路和OCL电路的输入端必须设有推动级，且为甲类工作状态，要求其能够送出完整的输出电压；又因为射极跟随器的电流增益很大，所以，它的功率增益也很大，这就同时要求推动级能够送出一定的电流。推动级可以采用晶体管共射电路，也可以采用集成运算放大电路，请自行查阅相关资料。
在Multisim软件仿真时，用峰值电压为5mV的正弦波信号代替话筒输出的语音信号；用性能相当的三极管替代9012和9013；用8 电阻替代扬声器。由于三极管（9012、9013）最大功率为500mW，要特别注意工作中三极管的功耗，过大会烧毁三极管，最好不超过400mW。如制作实物，因扬声器呈感性，易引起高频自激，在扬声器旁并入一容性网络（几十欧姆电阻串联100nF电容）可使等效负载呈阻性，改善负载为扬声器时的高频特性。
四、电路仿真与分析
黄色为输入信号，蓝色为输出信号。输出信号峰峰值放大，且波形基本不失真。
输出阻抗用8Ω电阻替代，输出功率为236mW>200mW
幅频特性图：频率范围大致在300~3400Hz
电路前一部分为宽带放大电路，将300~3400Hz 的信号放大，而范围外的进行减弱；后一部分为集成运放与晶体管组成的功放，电压增益为Av=Vo/Vi 。
五、计算
（1）话音放大器
前置放大器应采用低噪声电路。前置放大器的
另外一要求是要有足够宽的频带，以保证音频信号
进行不失真的放大。
取Rf=19k ，R1=1k ，则Auf=20
（2）滤波器（音调控制电路）
采用的是高、低音分别可调的音调控制电路。负
反馈式音调控制电路的噪音和失真较小，并且在调节
音调时，其转折频率保持固定不变，而特性曲线的斜
率却随之改变。
R24是高音调节，R21是低音调节。C8是音频信
号输入耦合电容，C5、C6是低音提升、衰减电容，一
般C5=C6；C7是高音提升和衰减电容，
要求C7<fl1一般为几十赫兹，且fl2=10*fl1;fh2一般为几十千赫兹，且
fh2=10*fh1；
R21=R24=9*R20；R20=R23=R25；C5=C6；
FL=300Hz,FH=3400Hz ；
根据设计要求的放大倍数和各点的转折频率大
小，确定出音调控制器电路的电阻、电容大小。
取C1=C8=10uF
取R21=R24=470K ，则R20=R23=R25=54K ；
由于fL1=0.1fL=30Hz,得C5=C6=0.01uF ；
1221212121C R f C R f L P L ππ=
=
fH1=10fH=34000Hz,得R3=15K,C3=300nF ；
（3）功率放大器
功率放大器采用OTL 功率放大
电路和OCL 功率放大电路组成的甲
乙类互补对称电路，这种功放电路
在具有较高效率的同时，又兼顾交
越失真小，输出波形好。
运放构成负反馈放大器，提供电压增益。11
R R A P V -=
R7支路提供合适的静态工作
点，一般1~3mA 。
T1~T4构成两组复合管，T3、T4 选取大功率管，从而可以提供较大的负载
电流输出。
电阻R14、R15一般阻值很小。
喇叭有电感性质，会影响输出的阻抗特性，在输出并接一条RC 支路，使输
出的频率特性更好。
运放741电源处接有RC 去耦电路，以滤除因功率管工作电流大而造成的电
源电压的波动。
电路的下限频率取决于耦合电容，一般取值较大；上限频率频率取决于元件
（运放、三极管等）的频率特性，以及外接电阻、电容的大小。
共射极电路的上限频率比较高。
18
201
3608.1226.13123212≈≈≈=≈=≈=≈=⇒=V V V V V V V iPP
OPP V O OPP L O O L
O O A A A A A A A V V A V
V V V R P V R V P 取
总谐波
失真0.002%；负载功率P o=235.788mW
