音频功率放大电路设计(附仿真)
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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。
音频功率放大电路设计音频功率放大电路设计(A)一、设计并制作一音频功率放大电路,具体要求如下:(1)功率放大电路能够提供10倍的电压增益;(2)功率放大电路的下限频率小于100Hz(20分),上限频率大于10KHz; (3)在负载电阻为8? 的情况下,输出功率≥700mw;(4)功率放大电路效率大于50%;(5)输出信号无明显失真。
(6)输入电阻:600?说明:功率器件不能选用集成音频功率放大电路。
参考元器件:TL082,3DG6/3DG21,3AX83/3BX83,1N4148/1N4001/2CP10,3DD15中功率管或2N3055大功率管等主要测试设备:直流电源,信号源,示波器和8? 负载二、整体方案选择音频功率放大电路系统方框图如图1.1.1所示,主要由前置放大电器和功率输出放大器组成。
u i前置放大器功率输出级u o要求功率放大电路能够提供10倍的电压增益,这样的增益要求很容易实现,通常功率输出级的增益为20 dB左右。
前置放大级采用前置低频放大器集成电路,我们选用A类运算放大器作为前置运算放大器,它具有噪音低、功耗小、一致性好的优点。
设计要求放大器的带宽≥100Hz~10KHz,为了满足100Hz的低频响应,要求各级的输入耦合电容和输出耦合电容必须足够大,特别是耦合到负载RL=8?的电容CL,根据1/wCL<>1/w图1.1.1RL=1/(2??100?8)=198.95?F。
为了满足耦合要求,CL应大于1/wRL值的50倍,即CL=9947.5?F。
实际中无法选用如此大的电容,所以功放输出级只能采用无输出耦合电容CL的OCL电路形式。
OCL电路形式需要采用对称双电源供电。
在负载电阻为8? 的情况下,输出功率≥700mw。
由pom?u2Roml可得uom=2RLpom≈3.5V,所以VP?P≥7V就可以了。
功率放大电路效率大于50%和输出信号无明显失真两个指标事相互关联的,若要求非线性失真小,则末级功放就必须工作在甲乙类,这时效率就回降低,因此必须两者兼顾。
1、设计题目:音频功率放大电路2、设计任务目的与要求:要求:设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的音频功率放大电路,负载为扬声器,阻抗8Ω。
指标:频带宽50HZ ~20kHZ ,输出波形基本不失真;电路输出功率大于8W ;输入灵敏度为100mV ,输入阻抗不低于47K Ω。
3、整体电路设计:⑴方案比较:①利用运放芯片 LM1875和各元器件组成音频功率放大电路,有保护电路,电源分别接+30v 和-30v 并且电源功率至少要50w ,输出功率30w 。
②利用运放芯片TDA2030和各元器件组成音频功率放大电路,有保护电路,电源只需接+19v ,另一端接地,负载是阻抗为8Ω的扬声器,输出功率大于8w 。
通过比较,方案①的输出功率有30w ,但其输入要求比较苛刻,添加了实验难度。
而方案②的要求不高,并能满足设计要求,所以选取方案②来进行设计。
⑵整体电路框图:⑶单元电路设计及元器件选择: ①单元电路设计:功率放大器按输出级静态工作点的位置可分为甲类、乙类和甲乙类三种;若按照输出级与负载的耦合方式,甲乙类又可分为电容耦合(OTL 耦合)、直接耦合(OCL 电路)和变压器耦合三种。
变压器耦合容易实现阻抗匹配,但体积大,较笨重。
又OCL电路电源输入要求较高,所以采用OTL电路。
采用单电源的OTL 电路不需要变压器中间抽头,但需要在输出端接上大电容,且低频特性不如OCL 好。
根据“虚短”、“虚断”的原理,利用电阻的比值,可求得电路所需的放大倍数,其中可加入一个电位器替代反馈电阻,这样就能够实现电路放大倍数的调整。
因为功率放大电路是追求在电源电压确定的情况下,输出尽可能大的功率,可以采取OTL电路来实现。
为了提高转换功率,我们要对电路进行改善,这主要围绕功率放大电路频率响应的改善和消除非线性失真来改进电路,因此要用到若干个电阻电容来保护电路。
OTL电路会产生交越失真,为了消除这种失真,应当设置合适的静态工作点,使电路中的两只放大管均工作在临界导通或微导通的状态,这可以通过加入两个二极管来实现,因为二极管具有单向导电性。
民族学院科技学院信息工程系课程设计报告书题目: 高保真音频功率放大器的仿真设计与实现课程:电子线路课程设计专业:电气工程及自动化班级: K0312416学号: K031241619学生:吴松祥指导教师:庆2015年 1 月 5 日信息工程系课程设计任务书2015年 1 月 5 日信息工程学院系设计成绩评定表目录1设计要求及思路 (2)1.1 题目 (2)1.2 设计任务 (2)1.3 设计要求 (2)1.4 设计思路 (2)2仿真软件介绍 (5)2.1 仿真软件概况 (5)2.2 仿真软件优点及应用围 (5)2.3 仿真软件版本 (5)3 电路原理图 (6)3.1 工作原理论述 (8)3.2 理论分析 (8)4 仿真部分 (9)4.1 仿真曲线分析 (10)4.2 仿真曲线结论 (13)5 实物 (14)5.1 元件清单 (14)5.2 实物展示 (14)6 心得体会 (15)7 参考文献 (16)1 设计要求及思路1.1 题目:高保真音频功率放大器的仿真设计与实现1.2 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、装备与调试。
1.3设计要求:在8Ω扬声器的负载下,达到10W的输出功率,频率响应20-20KHz,效率>60%,失真小。
1.4设计思路:1.4.1 功放电路,我们决定在OCL、OTL和BTL电路中选择其一进行设计。
图表 1OTL电路图图表2OCL电路OTL(Output Transformer Less)电路:称为无输出变压器功放电路。
是一种输出级与扬声器之间采用电容耦合而无输出变压器的功放电路,它是高保真功率放大器的基本电路之一,但输出端的耦合电容对频响也有一定影响。
OTL电路的主要特点有:采用单电源供电方式,输出端直流电位为电源电压的一半;输出端与负载之间采用大容量电容耦合,扬声器一端接地;具有恒压输出特性,允许扬声器阻抗在4Ω、8Ω、16Ω之中选择,最大输出电压的振幅为电源电压的一半,即1/2 VCC,额定输出功率约为 /(8RL)。
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。
音频功率放大电路的设计1 设计目的设计一个能把音频信号放大的电路。
设计一个能把音频信号放大的电路。
2 设计思路图1 1 设计流程图设计流程图设计流程图3 设计过程音频功率放大器实际上就是对音频信号进行放大,使其功率增加,然后输出。
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。
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,设计时首先根据技术指标要求,设计时首先根据技术指标要求,对整机电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。
P max o =6W ,输出电压U=max o L P R =6V ,要使输入为10mV 的信号放大到输出的6V ,所需的总放大倍数为600。
音频功率放大器各级增益的分配,前级电路电压放大倍数为600;音频功放的电压没有放大。
音频功放的电流放大倍数为800。
3.1电路设计一、前端放大器的设计:如图2所示所示由于话筒提供的信号非常弱,由于话筒提供的信号非常弱,要在音调控制级前加一个前置放大器。
要在音调控制级前加一个前置放大器。
要在音调控制级前加一个前置放大器。
考虑到考虑到设计电路对频率响应及零输入时的噪声、设计电路对频率响应及零输入时的噪声、电流、电流、电流、电压的要求,电压的要求,电压的要求,前置放大器选用集前置放大器选用集成运算放大器LF353LF353。
前置放大电路是由LF353放大器组成的一级放大电路,放大倍数为4,4,即即A=1+R 7/R 6=600=600,取,取R 5=599K Ω,R 4=1K Ω,所用电源V cc =+8V =+8V,,V ee =-8V =-8V。
音 频功 放 输 出声 音前 级电 路图2 前端放大器前端放大器经过前级运放的放大,经过前级运放的放大,由由A 'v =U i /U io =U i /10mV=600,可以得到U i =6V 。
课程设计任务书
学生姓名:专业班级:
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
错误!未找到引用源。
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
系主任(或责任教师)签名:年月日。
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。
毕业论文学生姓名尹有友学号171107078学院物理与电子电气工程学院专业电子信息工程题目基于Proteus的音频放大电路设计与仿真指导教师付浩副教授/学士2015年5月论文原创性声明内容本人郑重声明:本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
本论文除引文外所有实验、数据和有关材料均是真实的。
尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。
其他同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
学位论文作者签名:日期:年月日摘要:音频放大电路具有电路元件多,电路逻辑规模大等特点,本文针对音频放大电路在设计时遇到的参数匹配性低、电路调试复杂等问题,借助PROTEUS仿真软件平台设计了一种效率较高、操作简单的音频放大电路系统。
该电路系统由前置放大模块、音量控制模块、功率放大模块等模块组成,通过调整电路元件及其参数,在PROTEUS软件平台对各电路模块进行电路设计和仿真分析。
本电路在PROTEUS仿真环境下最终可以使电路将微弱的音频信号进行高效率地放大、传输,实现音频放大的功能。
该电路系统模块设计简单、结构清晰,成本低,对于生活中扩音器、功放设备等诸多领域中具有很好的推广价值。
关键词:音频放大电路,Proteus,仿真测试Abstract:Audio amplifier has a circuit element. The scale of the logic circuit and other characteristics, this paper for audio amplification circuit encountered in the design of parameters matching, circuit debugging complex etc., with Proteus simulation software platform, designs a kind of high efficiency and simple operation, audio amplification system.The circuit system is composed of pre amplifier module, tone adjustment module, power amplifier module, through adjusting circuit components and parameters, in the Proteus Software Platform of each circuit module of circuit design and simulation analysis. In the PROTEUS simulation environment, the circuit can amplify and transmit the weak audio signal in high efficiency, and realize the function of audio frequency amplification.. The circuit module of the system design is simple, clear structure, low cost, has good popularization value for life amplifier, power amplifier equipment and many other fields.Key words:Audio amplifier,Proteus,Simulation test目录1 前言 (3)2 Proteus软件及其对实验教学的意义 (4)2.1 Proteus软件 (4)2.2 基于Proteus仿真技术的音频放大电路设计思路及其意义 (4)3 音频放大电路系统设计 (5)3.1 设计要求 (5)3.2 系统总体框架图 (5)3.3 总体设计图 (4)4 功能模块的设计 (6)4.1 前置放大模块 (6)4.2 音量控制模块 (7)4.3 功率放大模块 (7)4.4 电源模块 (8)5 Proteus设计与仿真 (9)5.1 音频放大电路的Proteus设计与仿真 (9)5.1.1 前置放大器电路仿真和分析 (9)5.1.1.1 电路组成 (9)5.1.1.2 电路测试与分析 (10)5.2.1 音量调节电路仿真和分析 (10)5.2.1.1 电路组成 (10)5.2.1.2 电路测试与分析 (10)5.2.2 OCL功率放大电路的仿真和分析 (12)5.2.2.1 电路组成 (12)5.2.2.2 参数测试 (13)5.2.3 电源模块 (13)5.2.4 音频放大电路 (14)5.3 音频放大电路测试和分析 (15)结论 (16)参考文献 (17)致谢 (18)1 前言音频放大器是音响系统中的关键部分,普遍应用于日常生活中,具有很强的实用性,其主要功能是将微弱的音频信号进行放大、传输,最终以足够的强度去推动扬声器使原声重现。
课程设计报告--音频功率放大器设计音频功率放大器设计报告一、引言音频功率放大器是电子工程领域中的一个重要组成部分,它能将输入信号放大并驱动扬声器输出高质量的音频信号。
音频功率放大器设计的主要目标是提高音频信号的功率,同时保持音频信号的稳定和高保真度。
本报告将介绍一个音频功率放大器的设计过程,包括电路设计、原理图设计、仿真和测试结果等。
二、电路设计1. 器件选择首先需要选择适合的放大器芯片和其他必要的元件。
在音频功率放大器设计中,常用的芯片有TDA2030、TDA2050等,选择芯片时需考虑芯片的功率输出、输入电压、高保真度等参数。
2. 电路图设计根据所选芯片的数据手册和设计要求,进行电路图的设计。
电路图设计主要包括输入电路、放大电路、输出功率放大电路等部分。
在设计过程中应注意信号的阻抗匹配、滤波等问题。
三、原理图设计根据电路设计,绘制电路的原理图。
原理图将各个部分的连接关系以及元件的数值等信息展示出来,为后续的仿真和测试提供便利。
四、仿真基于设计好的原理图,进行电路仿真。
使用仿真软件(如Proteus、Multisim等)对电路进行仿真,验证放大器的性能指标,包括功率输出、频率响应、失真度等参数。
五、测试结果根据仿真结果,制作音频功率放大器的实物电路,并进行测试。
测试包括输入信号的幅值、频率、输出功率、失真度等参数的测量。
根据测试结果,评估设计的音频功率放大器的性能和有效性。
六、总结通过本次课程设计,了解了音频功率放大器的设计过程,掌握了电路设计、原理图设计、仿真和测试等技能。
同时也深入了解了音频功率放大器的重要性和应用领域。
在今后的学习和工作中,将进一步拓展音频功率放大器设计的知识,不断提高设计水平,为音频领域的发展做出更大的贡献。
模拟电子技术课程设计报告设计题目:高保真音频功率放大器的仿真设计与实现一要求及思路1.1 题目:高保真音频功率放大器的仿真设计与实现1.2 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、调试与装配。
鼓励自制稳压电源。
1.3 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⑤选做:利用仿真软件的PCB设计功能进行PCB设计。
1.4 设计思路:1.4.1 功放电路,我们决定在 OCL、OTL 和 BTL 电路中选择其一进行设计。
图表1 OTL电路图表2 OCL 电路OTL(Output Transformer Less)电路:称为无输出变压器功放电路。
是一种输出级与扬声器之间采用电容耦合而无输出变压器的功放电路,它是高保真功率放大器的基本电路之一,但输出端的耦合电容对频响也有一定影响。
OTL 电路的主要特点有:采用单电源供电方式,输出端直流电位为电源电压的一半;输出端与负载之间采用大容量电容耦合,扬声器一端接地,具有恒压输出特性,允许扬声器阻抗在4Ω、8Ω、16Ω 之中选择,最大输出电压的振幅为电源电压的一半,即 1/2 V CC,额定输出功率约为 1/(8RL)。
OCL(Output Capacitor Less)电路:称为无输出电容功放电路,是在OTL 电路的基础上发展起来的。
OCL 电路的主要特点有:采用双电源供电方式,输出端直流电位为零;由于没有输出电容,低频特性很好;扬声器一端接地,一端直接与放大器输出端连接,因此须设置保护电路;具有恒压输出特性;允许选择4Ω、8Ω 或16Ω 负载;最大输出电压振幅为正负电源值,额定输出功率约为1 /(2RL)。
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。
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)。
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: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。
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<<C5;
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。
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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。
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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
六、实验总结
本次实验除了元件选取与连线比较麻烦外,最难的还是参数的选取,参考PPT将电路搭建完成,但对参数还是有很大疑问。
通过翻阅书本与上网查资料,大致了解了前两部分的参数设计,由于上学期的模电的知识不够扎实,对功率放大电路部分的参数设计还有疑问。
在今后,还需要在这些方面加强学习。
通过仿真,各项指标基本达到了要求。
七、仿真原件
功率放大器.ms14
话音放大器.ms14
音调控制电路.ms
14
音频放大器最终版.ms14
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