高频开关电源在高保真音频功放中的应用

高频开关电源在高保真音频功放中的应用

发布时间：2010-7-31 19:53 发布者：lavida

1 引言

一般高保真音频功率放大器使用的电容滤波整流电源必须使用大容量变压器才能保证较高的性能，因此电源系统存在体积大、质量重、成本高等问题。设计良好的线性稳压电源，具有很高的性能，并可在一定程度上减轻电源系统的质量。但由于稳压电路必须使用优质元件，这会进一步降低电源的性价比。同时，稳压电路中的功率管因为工作在放大区，消耗的功率较大，会导致电源系统效率的下降。

高频开关电源(以下简称开关电源)具有体积小、质量轻、效率高的特点，因而在电子产品中获得了广泛应用。但由于一般的开关电源在音频功率放大器中的表现并不尽如人意，因此它一直没能在高保真音频功率放大器中获得广泛应用。

深入分析开关电源在音频功率放大器中表现欠佳的原因，是开发音频专用开关电源的关键。实践证明，基于对音频功率放大器电源的特殊要求和开关电源特点的分析结果，采取针对性措施设计的开关电源，在音频功率放大器中表现得很优秀。实验和主观听音评价都表明，它完全可取代其他形式的电源成为高保真音频功率放大器电源的主流。

2 开关电源的电磁干扰并不是主要矛盾

一般认为，开关电源的电磁干扰是影响其音质表现的主要因素，然而通过对这些干扰频率成分的分析，可以发现这实际上是一种误解。

开关电源电磁干扰的形成有多种原因，主要包括如下几个方面：

(1) 输入电路的电磁干扰

工频交流电经过整流滤波后是以导通时间短、峰值大的脉冲电流方式提供能量的。这种脉冲电流包含一系列的谐波分量。这些谐波分量会沿着传输电路产生传导干扰和辐射干扰。然而这种干扰并不是开关电源所特有的，它也出现在一般的使用电源变压器的电容滤波整流电路中。因此这并不是开关电源的主要干扰。

(2) 开关回路产生的电磁干扰

开关回路产生的电磁干扰是开关电源的主要干扰源之一。开关电源的功率变换管工作在大电流开关状态，其变换波形为矩形波。由于矩形波具有丰富的奇次谐波，因此，会产生特有的谐波干扰。

事实上，变换波形不可能是理想的矩形波，开关功率晶体管开启和关断瞬间矩形波会产生畸变。开关功率晶体管负载是高频变压器，由于高频变压器的初级线圈与储存在开关管寄生电容中电荷的作用，在开关管导通的瞬间，变压器初级会出现很大的电流，会造成一种幅度较大的尖脉冲，叠加在矩形波的起始部分，其频带较宽且谐波丰富，会产生高频干扰。当原来

饱和的开关管关断时，由于变压器的漏磁通，致使一部分能量没有从一次线圈传输到二次线圈，储藏在漏感中的这部分能量将和集电极(或漏极)电路中的电容、电阻形成带有尖峰的衰减振荡，叠加在关断电压上，形成关断电压尖峰，其特点也是谐波丰富，并且频率很高。这些谐波干扰可以传导到输入输出端对电网和负载形成传导干扰。另外，由高频变压器的初级线圈、开关管和滤波电容等构成的高频开关电流环路可能产生较大的空间辐射，形成辐射干扰。

(3) 二次整流回路产生的电磁干扰

二次整流回路一方面会产生和一次整流回路类似的谐波干扰，但由于变换频率远高于工频，因此这种干扰的频率要高很多。另一方面二次整流二极管在正向导通时会使PN结内的电荷积累，二极管加反向电压时积累的电荷会消失并产生反向交流。由于开关管变换器的频率较高，二极管由导通转变为截止的时间很短。因此，要在短时间内使存储的电荷迅速消失就会有很大的反向浪涌电流流过变压器，在变压器漏感和其他分布参数的影响下，也会形成频率很高的电磁干扰。

纵观这些干扰，可以看到，它们都是一些超过电源开关频率的高频干扰。文献[3-4]指出：开关电源电磁干扰的频率都高于开关电源的开关频率。

电磁兼容性不好的开关电源确实会影响收音机、电视机、移动通信设备等无线电设备的正常工作。但如果将开关频率设计在100 kHz以上(采用MOS管一般可将开关频率做到200 kHz)，即使对这些干扰不采取特别的措施，也不会影响到通频带相对比较窄的音频功率放大器的正常工作。

事实上，正因为开关电源存在各种各样的电磁干扰，在开关电源几十年的发展过程中，人们也在降低其电磁干扰方面做出了很大的努力。通过吸收电路降低电路中电压和电流的变化率；使用软开关技术修正变换波形；使用EMI滤波技术抑制开关电源的传导干扰；选择合适的驱动电路，控制开关开启和关断时电压和电流的变化率；优选元器件(包括功率管、二极管、变压器等)；进行合理的PCB布局、布线及接地，减小PCB的电磁辐射和PCB上电路之间的串扰；加强屏蔽等措施。设计出符合EMC(电磁兼容)标准的开关电源已不难。

3 音频功率放大器开关电源形式的选择

音频功率放大器电源要求功率储备量大，只有这样才能应付交响乐巨大的动态；同时由于经常处于负载的迅速变化中，电源的反应速度必须非常快，才能还原那些猝发性的高频信号。大的功率储备量和高反应速度是设计音频功率放大器专用开关电源的两条基本原则。通常的开关电源没有在这两方面做出特别的考虑，这正是它们无法适应音频功率放大器的根本原因。事实表明依照这两条原则设计出来的开关电源，在音频功率放大器中的表现是优秀的。

开关电源的高频变换电路形式很多，常用的变换电路有推挽、全桥、半桥、单端正激和单端反激等形式。半桥式变换器电路因为比普通单端式电路输出功率大得多，比较适合在瞬时输出功率大、动态范围大的音频功率放大器中使用，此外高频变压器初级在整个周期中都流过电流，能防止高频变压器磁芯出现单向偏磁发生磁饱和，磁芯体积利用得更加充分，在同样的功率下磁芯可用得更小。同时它又克服了推挽式电路的缺点，对功率晶体管配对程度要求

较低，对晶体管耐压和输入滤波电容耐压要求也比较低。加上它比全桥式变换器结构简单、成本低，所以它是音频功率放大器开关电源首选的变换形式。

开关电源的稳压是通过调节功率开关管的占空比来实现的。常用的改变占空比的控制方式有2种：即脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)和脉冲频率调制(Pulse Frequency Modulation，PFM)。脉冲宽度调制器根据开关电源输出电压，自动地改变方波脉冲宽度，从而改变功率晶体管的导通时间，以此稳定开关电源的输出电压。脉冲频率调制器则保持导通时间不变，根据开关电源输出电压，自动地改变方波频率而改变占空比。由于频率控制方式的工作频率是变化的，后续电路滤波器的设计比较困难，因此，音频功率放大器的开关电源也与绝大部分的开关电源一样，适宜采用PWM控制。

大多数开关电源均采用电压型控制电路。其基本工作过程为：比较电路将经采样后的输出电压与基准电压相比较，当某种因素引起输出电压变化时，比较结果将产生误差信号，开关电路的脉冲宽度则受放大后的误差信号控制，达到稳定输出电压之目的。这种控制方式与文献[2]中分析的具有比较放大电路的线性稳压电源存在相似的缺点：误差放大电路会影响电源的瞬态响应，当负载迅速变化时因调控网络的滞后，电源输出电压会出现瞬间下跌。因为晶体管音频功率放大器等价于一个阻抗迅速变化的负载，而采用电压型控制电路的开关电源因不能跟踪这种迅速变化，所以并不适合于音频功率放大器。

从电源的输出端看，由于输出电压相对比较稳定，△U总是比较小的，误差信号必须经过放大才能驱动PWM电路。反观输出电流，由于总体来说电源内阻较小，因此只要有微小的△U，就会反应为很大的△I。如果将△I直接加到PWM电路中去，利用它控制脉冲宽度，从而调整输出电压，就跳过了误差放大环节，电源的反应速度将大大提高。这就是电流型控制电路。因此，采用电流型控制电路的开关电源瞬态响应(达10μs级)要远优于电压型控制电路(仅ms级)。由于电源的内阻不是线性电阻，电流控制比较难实现高精度。因此，晶体管音频功率放大器开关电源应该同时引入2种控制方式。

开关干扰虽不是影响音质的主要因素，但为了达到电磁兼容标准，采取了各种常规的抑制干扰措施，并加上软开关技术。图1是适合音频功率放大器的开关电源工作流程图。

依照图1设计的1 000W，±70V音频功率放大器开关电源不论从测试情况看还是从实际工作表现上看都很优秀。

4 100 Hz纹波的测试

开关电源首先直接对交流电进行整流滤波，然后再进行开关变换、二次整流、PWM控制稳压。

在整个过程的前端会产生频率为100 Hz的纹波，这种可能对声音造成污染的纹波分量的大小是反映电源品质的一个重要指标。由于滤波电容一般都用得不是很大(2 000μF左右)，重负荷时前端产生的纹波是比较强的，虽然在后面的过程可消减这种纹波，但并不能完全消除它。图2～3是在4 A的负载电流下对电源纹波进行定量测试的结果，测量方法与文献类似。

从图中可看出，纹波的P-P值约为20mV，虽然比文献中的线性稳压电源高了5倍，但仍然很小，特别是在负载电流比较小的情况下纹波更小，实践表明，将开关电源实际应用到晶体管音频功率放大器中去时，并不会造成100 Hz的交流声干扰。

5 开关干扰的测试

图4～5是在4 A的负载电流下对负载端电源传导干扰的定量测试结果，测量方法与纹波电压的测量类似。从图4可看出主干扰的幅度约为1 V(P-P)，并不算大。从图5可看出主干扰的频率约为7 MHz，远远落在音频范围之外，故不会对音频功率放大器的工作造成影响。

通过观察与开关电源相距0.5 m并与之共电源插线板的计算机、电视机，没有发现传导干扰和辐射干扰对它们的影响；将调频收音机放在离开关电源0.5 m处也不会受到任何影响；但将中波收音机放在离开关电源1 m处会受到明显的干扰，这与调幅波抗干扰能力较差有关(一般采用电子起辉的日光灯都会严重地干扰中波收音机的工作)，同时也与实验用开关电源没有采取屏蔽措施有关。

6 瞬态交流负载特性测试

电源的瞬态交流负载特性比其静态负载特性更能反映电源性能。通过对它的测试可以清楚地反映电源的动态特性，并能计算电源在各种情况下的动态内阻。具体的测量方法与文献相似。

测得零信号输入时电源电压为±70.88 V。将电源接入功率放大器，用8 Ω的大功率电阻作为功放的负载RZ。设定信号发生器的信号频率为50 Hz，将信号加入功放输入端，同时用示波器观察RZ两端的波形，调节信号幅度，在即将出现削波失真时测量RZ两端的电压。测得峰值电压为68 V，对应交流电压有效值为48 V，如图6所示，因此最大正弦波输出功率为288 W。固定输入电压，让功率放大器工作在最大正弦波输出状态，改变信号频率，测量在不同频率下电源电压的瞬间变化情况。

因为正负电源的瞬间变化情况非常相似，仅给出正电源瞬间变化情况的实验结果。

在图7中，示波器水平基线以上的曲线部分表示功率放大器处于负半周工作状态，这时NPN 型功放管的偏置降低，直到截止，因此正电源的电压会上升，水平基线以下的曲线部分表示功率放大器处于正半周工作状态，正电源负载加重，电压出现下跌。其下跌幅度为0.7 V，因为此时的峰值电流为68 V／8 Ω=8.5 A，故此时电源的动态内阻为0.082 4 Ω。

图8～11分别为50 Hz，500 Hz，5 kHz，50 kHz时正电源电压的瞬间变化情况，根据这些图可以计算电源在各种频率负载下的动态内阻。计算结果如表1所示。

计算结果表明，随着负载频率的增大，开关电源的动态内阻会明显减小。当频率为20 Hz，50 Hz时开关电源的内阻约为文献[2]中的线性稳压电源内阻的2倍，500 Hz时开关电源的内阻约为线性稳压电源内阻的1.3倍，当频率为5 kHz时开关电源的内阻下降到线性稳压电源内阻的24％，50 kHz时的内阻只有线性稳压电源内阻的10％左右。这表明这款开关电源有着极低的高频内阻(在频率为50 kHz时电源内阻只有10-3Ω数量级)。电源之所以具有这种频率特性，很可能与PWM电路的动作还受到△I／△t(电流变化率)的影响有关。

虽然电源的低频内阻相对文献中提供的线性稳压电源来说是高了一些，但相对于传统的电容滤波全波整流电路仍然是非常小的。

因此可预计，这款开关稳压电源在高保真音频功率放大器中将会有良好的表现。

7 实际试听表现

试听用器材与文献基本相同，只是放大器的不失真功率由162 W变为288 W。这是因为开关电源的输出电压高达±70.88 V，用它驱动的OCL功率放大器不失真功率要大得多。实测这款采用了失真校正技术的功率放大器在200W功率输出时1 kHz非线性失真小于0.007％。对比电源是文献中提到的由1 500W变压器为核心组建的传统电容滤波桥式整流电源，变压器次级使用双49 V抽头，滤波后空载直流电压约为±68 V，与开关电源电压接近。试听节目源包括大编制交响乐、弦乐、美声、通俗等各类优质CD，SACD片源。

(1) 静态对比

将功率放大器的静态电流调到200 mA左右，不管是用传统的电容滤波桥式整流电源供电还是用开关电源供电，静态时背景都非常宁静，将耳朵贴近低音扬声器也听不到交流声，但将耳朵贴近高音扬声器能昕到均匀的高频噪声。如果将功率放大器的静态电流调到1.5 A左右，

使用传统的电容滤波桥式整流电源供电时，耳朵贴近低音扬声器可以听到交流声。但使用开关电源供电时依然听不到交流声。究其原因，在于电容滤波电路的纹波分量会随负载的加重而变大。而采用开关电源时虽然负载加重也同样会导致一次整流滤波后的纹波分量变大，但后面的变换、稳压电路则可降低纹波，使得负载加重时纹波的变化不明显。

(2) 动态对比

通过播放各类节目源，进行反复的A，B对比，可以发现用开关电源供电时在低音的冲击力、宽松度、形体感；中音的密度、纯净度；特别是高音的穿透力、细腻度各个方面都明显胜出。而且没有任何开关干扰影响音质的迹象。

特别是对大编制交响乐，用开关电源供电时，在乐曲的高潮部分，虽然管弦乐齐奏发出巨大声响，但还可清晰地听到那些微弱的声音，如翻乐谱的声音、演奏者的气息声等，令人感到细节丰富、声场定位准确、临场感强烈。特别是对那些近年来录制的SACD片源，在大动态时能感受到整个乐队演奏背景非常宁静。而用传统的电容滤波桥式整流电源供电，则必须集中精力去捕捉才能发现一些微弱声音，高潮时声场定位变得模糊，整个乐队演奏背景宁静度严重下降，使人感到演奏似乎是在一个比较嘈杂的环境下进行的。

如果将开关电源与文献中的线性稳压电源进行中小音量对比，发现它们的区别很小，一般没有经验的人很难听出它们的差别，但高保真音响爱好者在A，B对比的情况下还是能发现它们的细微区别，例如用线性稳压电源供电显得低音鼓的声音要浑厚一些，声音的尾韵要略长，用开关电源供电则显得低音收得稍快，低音乐器的位置显得稍偏高一点。在中高音区，用线性稳压电源供电在声音的圆润度方面略好，开关电源在解析力方面略强。总体来看虽然风格稍有不同，但没有高下之分，两者的表现相当，处于同一个层次上。

因为笔者所介绍的开关电源的输出电压比文献中介绍的线性稳压电源的输出电压高出很多，用开关电源驱动功率放大器可得到大得多的不失真输出功率。因此在大音量情况下对比，用开关电源供电显得轻松自如、推力十足。但这种对比是不公平的，如果将线性稳压电源的输出电压也提高到±70 V，预计这两种电源的表现将不分伯仲(因为变压器次级没有设计电压更高的抽头，没有进行这种比较)。

8 结论

设计成功的开关电源，其性能可远远超过容量相同的传统电容滤波电源，并且质量不到传统电源的1／10。如果通过深入研究，进一步改进PWM电路的控制方式，降低电源在低频负载时的动态内阻。预计其性能可以超过线性稳压电源。加上开关电源具有效率高、成本低、体积小等优点，它完全可能也应该成为高保真音频功率放大器的主流电源。

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出驱动扬声器。声音源 的种类有多种，如传声器（话筒）、电唱机、录音机（放音磁头）、CD唱机及线路传输等，这些声音源的输出信号的电压差别很大，从零点几毫伏到几百毫伏。一般功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中的话，对于输入过低的信号，功率放大器输出功率不足，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，这样将失去了音频放大的意义。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。另外在各种声音源中，除了信号的幅度差别外，它们的频率特性有的也不同，如电唱机输出信号和磁带放音的输出信号频率特性曲线呈上翘形，即低音被衰减，高音被提升。对于这样的输入信号，在进行功率放大器之前，需要进行频率补偿，使其频率特性曲线恢复到接近平坦的状态，即加入频率均衡网络放大器。 对于话筒和线路输入信号，一般只需将输入信号进行放大和衰减，不需要进行频率均衡。前置放大器的主要功能一是使话筒的输出阻抗与前置放大器的输入阻抗相匹配；二是使前置放大器的输出电压幅度与功率放大器的输入灵敏度相匹配。由于话筒输出信号非常微弱，一般只有100μV~几毫伏，所以前置放大器输入级的噪声对整个放大器的信噪比影响很大。前置放大器的输入级首先采用低噪声电路，对于由晶体管组成的分立元件组成的前置放大器，首先要选择低

高保真高还原度的音响系统

高保真高还原度的音响系统 一、现实情况 音响系统主要包括信号源、功率放大器、扬声器箱（音箱）三大部分。信号源主要有磁带录放座、收音座、电唱机等模拟信号源、CD、VCD、DVD、mp3等数字化信号源，随着时代的发展和数字化技术的成熟，数字化信号源的音质和使用方便性与传统的模拟信号源比有着明显的优越性，有取代传统的模拟信号源的趋势。目前大量使用的信号源主要是mp3、CD、VCD和DVD机。市场上销售的许多品牌和型号都已经有了比较好的电声指标，因此本项目仅涉及音响系统的后两部分：功率放大器和扬声器箱。人们对消费品的需求会随着经济和社会的变化而变，音响产品市场也会有冷有热，但是，人类对音乐的需求是永恒的，对音响产品的需求也必然是永恒的。目前音响产品市场的不景气也从一个侧面说明现在市场上的音响产品质量有不尽人意之处，大有改良的必要，从对许多音响消费者的调查中发现，目前的情况是：许多人对所买的音响产品不满意，这其中当然不乏本来就是廉价的低端产品，即便是一些所谓的高挡产品，其音乐音响的表现也不能令人满意。随着人们生活水平的逐步提高，对音响的欣赏品位也在成熟，同时因为现在市场上的音响产品本身的确存在着缺陷，因此，这种不满意的程度会与日俱增，已经有人在感慨：现在有钱也买不到好音响？ 本项目正是为改变这个情况而开发研制，有完全自主独立的知识产权，技术上已经成熟。经过多年来在一定范围内试用，普遍反应效果很好、不同凡响。音响效果优于目前任何一种国内外家用音响。可以和任何国际名

牌产品一争高低。 二、项目研究、开发的意义及必要性，国内外现状和技术发展现在的家用音响存在的问题主要在于结构性缺陷，几乎所有的厂商都是在外观和一些辅助功能方面下功夫，却忽略了决定音响效果的基础电路，至今仍然延续使用数十年前的基本主电路结构。这里边有理论研究的深层次问题（许多人认为，音频放大是一个简单的问题而不予关注）、也有技术障碍和成本问题。以下我们来简单的加以分析： 现阶段无论国内国外任何品牌、所有家用级别音响都仍然沿袭着一种基 现简要的谈一下这里边的问题， 1、图中第二框既是一般所称呼的功放机，现将其称为全频段功率放大器是根据它的工作方式来定义。在电子技术中，放大器的工作频率带宽是有限额的，否则将会产生相位、频率、瞬态互调等放大信号失真，因此，有高性能要求的放大器都必定做成窄频率带宽，以确保信号的放大质量，而在民用音频放大器中，这个问题长期被人忽略，时至今日仍然延续使用全频段放大器模式。或者在此模式内绞尽脑汁的使用着各式各样的高级电子元件，但都收效甚微，因为在根本上解决不了全频段放大器客观存在的天然缺陷。主要问题在于全频段放大器对音乐中瞬态信号的处理能力很差，表

高保真音频功率放大器设计心得体会

高保真音频功率放大器设计心得体会 对作品的自我评价 我们这次所做的高保真音频功率板，我个人认为是比较成功的。首先，上机试音，发现其效果不错，中音不俗，低音不错，高音一般，失真较小，能过满足一般的听觉需求；其次，我们所做的功放板在元件位置的摆放、元件焊点的焊接以及板块的整体布局等方面，还是达到了不错的效果，线条的走向还算不错，加了三四条跳线。最后，我们的整机测试的技术指标也符合所给定的要求。这是我们第一次通过自己设计电路、仿真、购买元件、焊接装配调试而做出的成果，不紧加深巩固了模电基础知识，也学到了许多课本上没有的知识。 对作品提出的改进意见 我们的功放板同样也存在一些问题:有一定的交流噪声和触摸噪声，高音部分不太理想，这可能与我们的元器件的选取、元件布局以及布线走向有关。元器件的选取方面，电容的选取可不太好，特别是一些瓷片电容，不稳定，抗干扰能力差，最好把这些瓷片电容换掉；还有我们的布线走向和元件布局可能也不太好，可以试着把电源供电部分从中分开，焊在另一块板子上，以减少交流电源对输入信号的干扰，提高信噪比。还有就是部分走线有点太长，这对提高音质较少噪音有影响，我们可以试着通过Protel等软件绘制出合理的PCB(印刷电路板)图，然后制作一块印刷电路板，把元器件重新安在上面，当然，这是一个“大手术”，在排除其他干扰情况下这一步也可以不要。 心得体会 这次模拟电子基础课程设计的学习，学到了很多关于模电理论方面和实践方面的知识，受益匪浅。我对这门课程设计非常感兴趣。不仅锻炼了自己的动手能力，也从一定程度上巩固了Multism仿真软件的应用，亦加深了对模电功率放大器方面知识的理解。 我们最先要做的是绘制一份合理的高保真音频功率放大器的电路原理图，在这过程中我们根据各种元件的用途、型号及实际应用效果，查找了许多有关方面

高保真功率放大器

课程论文 题目：高保真音频功率放大器的设计与制作 学生姓名： 学生学号： 系别： 专业： 年级： 任课教师：

高保真音频功率放大器的设计与制作 摘要：以TDA2030A型电路为核心器件构成高保真音频功率放大器的功率放大部分，推动扬声器系统放音，构成一种输出功率满足10W/8Ω，频率响应20~20KHZ，失真小的有源音响。 关键词：带通滤波，功率放大，uA741，TDA2030A。 引言：使用模拟元器件构建成一种实用的模拟电子系统，难点不是功能电路的设计和分析，是功能电路之间的匹配和协调。高保真音频功率放大器是使用TDA2030A做后级放大，uA741做前级放大，构成一个完整的功率放大器。 1、设计目的 1.1学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握CAD电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。 1.2学会高保真功率放大器的设计方法。 1.3培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。 2、设计任务及要求 2.1制作一个高保真音频功率放大器，输出功率10W/8Ω，频率响应 20~20KHZ，效率>60﹪，失真小； 2.2利用集成运算放大器uA741做前级放大，利用TDA2030A做后级放大，利用实验箱现成电源或自己在实验箱上设计电源，构成一个完整的功率放大器。最后利用随身听作信号源，利用实验箱自带扬声器，进行功能验证。 2.3设计电路结构，选择电路元件，计算确定元件参数。 2.4用CAD画出电路原理图，并生成印刷电路板。 3、方案设计及论证 设计原理总框图如下所示：

3.1前置放大器起匹配作用，其输入阻抗高（不小于10kΩ），可以将前面 的信号大部分吸收过去，输出阻抗低（几十Ω以下），可以将信号大部风传送出去。同时，它本身又是一种电流放大器，将输入的电压信号转化成电流信号，并给予适当的放大。前置放大电路还包括一个有源带通滤波器，把相同元件压控电压源滤波器的LPF 和HPF串连起来实现抑制低于20HZ和高于20KHZ的信号。 3.2功率放大器起关键作用，它将驱动放大器送来的电流信号形成大功率信号，带动扬声器发声，它的技术指标决定了整个功率放大器的技术指标。 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。但是甲类放大器通常需要偏置电压才能工作，放大输出的电压幅度不能超出偏置范围，所以能量转换效率很低，理论上最高不超过50%； 方案二：乙类放大器虽然不需要偏置，靠信息本身来导通放大管，理想效率高达78.5%，但这种放大电路存在交越失真； 方案三：甲乙类放大器即在B类电路的基础上略加一点偏置，这样一来，效率也随之下降。 我们设计的高保真音频功率放大器，前级选用作uA741做3倍左右的前置放大，后级功放选用高保真集成芯片TDA2030A。 4、单元电路设计与参数计算 4.1前置放大电路 前置放大电路主要是由集成运放uA741组成的，它具有输入阻抗高而输出阻抗较低的特点。uA741通用高增益运算放大器是早些年最常见的运放之一，运用非常广泛。它具有零飘调整管脚，典型电路如下图1所示，再调零端2、7之间接一个调整失调电压

2.4G放大器电路原理图

2.4G 射频双向功放的设计与实现 在两个或多个网络互连时，无线局域网的低功率与高频率限制了其覆盖范围，为了扩大覆盖范围，可以引入蜂窝或者微蜂窝的网络结构或者通过增大发射功率扩大覆盖半径等措施来实现。前者实现成本较高，而后者则相对较便宜，且容易实现。现有的产品基本上通信距离都比较小，而且实现双向收发的比较少。本文主要研究的是距离扩展射频前端的方案与硬件的实现，通过增大发射信号功率、放大接收信号提高灵敏度以及选择增益较大的天线来实现，同时实现了双向收发，最终成果可以直接应用于与IEEE802.11b/g兼容的无线通信系统中。 双向功率放大器的设计 双向功率放大器设计指标： 工作频率：2400MHz～2483MHz 最大输出功率：+30dBm（1W） 发射增益：≥27dB 接收增益：≥14dB 接收端噪声系数：< 3.5dB 频率响应：<±1dB 输入端最小输入功率门限：

基于LM386的功放电路设计

基于LM386的简单功放系统设计 一、系统概述、设计思路 功率放大器的作用是给音响放大器的负载（扬声器）提供一定的输出概率。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。 LM386是美国的国家半导体公司生产的音频功率放大器，主要应用于低电压消费类产品。为使外围元件最少，电压增益内置为20，但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻或电容，便可将电压增益调为任意值，直至200。输入端以地为参考，同时输出端被自动地偏置到电源电压的一半，工作电压范围宽，4~12V 或5~18V，在6V电源电压下，它的静态功耗仅为24mV，且外围元件少。 二、系统组成及工作原理 （1）外形与引脚功能 LM386是8引脚双排直插式塑料封装结构，其外形与引脚排列如图所示， 2脚为反向输入端，3脚为同向输入端，5脚为输出端，6脚与4脚分别为电源和地端，1脚和8脚为电压增益设定端；使用时，引脚7和地之间接旁路电容，通常为10uf。 （2）其内部电路如下 由图可知，该集成OTL型功放电路的常见类型，与通用型集成运放的特性相似，是一个三级放大电路：第一级为差分放大电路；第二级为共射放大电路；第三级

为准互补输出级功放电路。 第一级为差分放大电路，T1和T3、T2和T4分别构成复合管，作为差分放大电路的放大管；T5和T6组成镜像电流源作为T1和T2的有源负载；T3和T4信号从管的基极输入，从T2管的集电极输出，为双端输入单端输出差分电路。使用镜像电流源作为差分放大电路有源负载，可使单端输出电路的增益近似等于双端输出电容的增益。 第二级为共射放大电路，T7为放大管，恒流源作有源负载，以增大放大倍数。第三级中的T8和T9管复合成PNP型管，与NPN型管T10构成准互补输出级。二极管D1和D2为输出级提供合适的偏置电压，可以消除交越失真。 引脚2为反相输入端，引脚3为同相输入端。电路由单电源供电，故为OTL电路。输出端（引脚5）应外接输出电容后再接负载。 电阻R7从输出端连接到T2的发射极，形成反馈通路，并与R5和R6构成反馈网络，从而引入了深度电压串联负反馈，使整个电路具有稳定的电压增益。 当1脚和8脚之间开路时，电压增益为26db；若在1脚和8脚之间接阻容串联元件，则增益可达46DB，改变阻容值则增益可在26db-46db之间任意选取。电阻值越小增益越大。 （3）功能框图 LM386集成功放属于直接耦合的多级放大器结构，它是一个三级放大电路，如下图所示。 输入级由差分放大器组成，它可以克服直接耦合产生的零漂现象，使电路工作稳定。中间放大要求有较高的电压增益，因此由共射放大电路组成，它为输出级提供足够大的信号电压。输出级要驱动负载，所以要求输出电阻小，输出电压幅度高，输出功率大，因此采用互补对称功放电路。 （4）设计电路图

高保真音频功率放大器

高保真音频功率放大器 一、设计任务书 二、总体方案 三、设计单元电路 一、设计任务书 (一). 题目 :高保真音频功率放大器 (二).设计任务：设计高保真音频功率放大器，接一个话筒实现伴音。 (三)、设计要求

基本要求 : (1）设计指标： ①输出功率10W/8Ω； ②频率响应20~20KHZ； ③效率>60﹪，失真小； (2).设计要求： 选择合适的功率放大器，实现对音频的放大，从而实现伴音。 二 . 总体方案 1．总体方案与原理说明 Ocl功率放大器是一种直接耦合的功率放大器，它具有频响宽、保真度高、动态特性好及易于集成化等特点。性能优良的集成功率放大器给电子电路功放级的调试带来了极大的方便。集成功率放大电路具有输出功率大、外围元件少、使用方便等优点，因此在音频放大电路中得到了广泛的应用。 本设计的主要内容为了实现声频信号的功率放大，我们通过讨论拓展添加一个话筒来实现伴唱效果。其基本电路包括将交变电压源转变为直流稳压源的电源电路，为实现声频与话筒信号相叠加我们使用加法电路以及功率放大电路。考虑到话筒的声频较小，我们考虑利用运算放大电路用于话筒声频放大。该设计任务选择比较合适的功率放大器，只能满足以下几个要求：①输出功率10W/8Ω； ②频率响应20~20KHZ；③效率>60﹪，失真小。另外还加了一个自制要求，加一个话筒可以进行伴唱。 该方案框图如图01所示。

图01 方案框图 该方案的功率放大器选择了TDA2003来实现音频功率放大，由于它具有电流输出功能强，谐波失真和交越失真小，个引脚都有交、直流短路保护的优点。

2.电源电路 在电子电路中，一般通用直流稳压电源供电。由交流电压源转变为直流稳压电源通常要经过变压器、整流、滤波和稳压电路。其流程图如图02所示。 图02 电源电路流程图 电源变压器（TS_MISC_25_TO_1）是将220V 的交变电压转变为我们所需的的电压值，然后通过全波镇流器（1B4B42）将转变后交流电压转变为直流电压，但整流过后的直流电压具有很大的的波纹，则需要滤波电路进行滤波得到较平滑的直流电压。在通过滤波后的电压会随电网电压、负载、温度的变动而变化。所以在滤波电路后可接上稳压电路（LM7809CT 、LM7909CT ），可以克服有电网电压的不稳定、负载的变化，以及波纹电压的的存在等因素所引起整流电压的不稳定，而输出稳定的直流电压。 所选方案：选用LM7809CT 、LM7909CT 来构成直流稳压电路，得到稳定输出的+9V 、—9V 直流电压。用来加法放大器和功放的工作供电。以下图03与图04为所选的LM7809CT 、LM7909CT 的引脚图。 1 LM7809CT LINE VREG COMMON VOLTAGE 2 L M 7909C T LINE VREG COMMON VOLTAGE 图03 图04 电源电路图示如下图05：

高保真音频功率放大器的仿真设计与实现

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 V CC，额定输出功率约为 /(8RL)。 OCL(Output Condensert 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：

音频功率放大器设计报告分析

目录 课程设计任务书 (2) 摘要 (3) 1 模电课设概述 (5) 1.1设计背景 (5) 1.2音频放大类别 (5) 1.3设计目的及意义 (6) 1.4开发环境Multisim 10.0简要介绍 (7) 2 课程设计内容 (8) 2.1功放电路方案的选择 (8) 2.2 BTL电路的组成 (10) 2.3 电路仿真 (13) 3 实物焊接及调试过程 (18) 3.1 焊接实物 (18) 3.2 调试过程遇到的问题及解决方法 (19) 4 总结与心得 (20) 附录 (21) 附件一实验原理图 (21) 附录二元件清单 (22) 附录三参考文献 (23) 成绩评定表 (24)

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: 音频功率放大器 初始条件：芯片：TDA2030A、极性电容、非极性电容、可变电阻、定值电阻、扬声器、 要求完成的主要任务: 1.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； 2.输入信号Uid≤100mv,频率响应范围30Hz-3KHz； 3.在8Ω扬声器的负载下，输出功率连续可调，最大输出功率达 到6W； 4.音频信号放大后，失真≤5%。 5.效率≥60% 时间安排： 安装调试，地点： 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日

摘要 这学期刚学习模电课,学校要求我们完成一次课程设计任务。模电这门课程主要讲 直流稳压电源。功率放大器的作用是给音响放大器的负载RL 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。有用继承运算放大器 BTL功 TDA2030A集成功放，并采用双电源电源供电。TDA2030A集成电路的特点是输出功率大，而且保护性能比较完善，其工作电压范围较广，信号失真度较小，使用两块TDA2030A组成BTL电路，输出功率可增至35W。实验用multism软件对BTL multism软件模拟 该电路由于价廉质优，使用方便，广泛应用于各种款式收录机和高保真立体声设备中。 BTL、TDA2030A、功率放大、multism。

高保真功率放大器功放论文

第八届“西华杯”学生课外学术作品 竞赛论文 作品名称: 高保真音频放大器 团队成员： 指导教师: 年月日

摘要： LM4766是美国NS公司推出的双声道大功率放大集成电路，每个声道在8Ω的负载上可以输出40W平均功率，而且失真小于0.1%，在国家半导体公司的产品系列中，LM4766被归入“序曲（overture）”系列，属于最高端的单片双声道音频功率放大集成块。 关键词： 高精度稳压、双运放功率放大、LM4766、NE5532 一、引言 LM4766的功率集成电路其失真和信噪比都是很不错的，LM4766能做到在人耳可闻频段，30W功率输出的情况下仅仅只有0.06%的失真和噪声值 利用LM4766为芯片的功率放大器有如下优点： 该集成块内部还具有完善的保护措施：过压、欠压、过载、超温（165℃时输出自动关闭，155℃时自动恢复工作）及该安全工作区SPIKE 峰值保护。另外，LM4766 内部的两个声道都具有独立的静音电路，并且通过两根引脚引出。它的作用是可以关闭LM4766 的输入，使内部的功放没有任何信号输出，这两根引脚以一定方式连接后，能消除开机过程中的冲击。 二、设计要求 1、40W功率功率输出的情况下失真小于0.1% 2、使用正负25V电源 3、具有过压、欠压和热保护 三、LM4766的简介 1、LM4766主要规格： 目的分析＋2×30持续在1 kHz 平均输出功率为8Ω 0.1%（max） 目的分析的连续平均在1 kHz 输出功率2×30到8Ω 0.009%（typ） 给定： 功率输出 30Wrms 负载阻抗 8Ω 输入电平 1Vrms(max) 输入阻抗 47kΩ

简单音响电路的设计与实验

简单音响电路的设计与实验 一．设计任务 1.音响放大器设计 1）输出小信号进行放大扩音。 2.主要指标要求： 1.最大输出功率 02 P W 2.负载R L=8Ω。 3.频率变化范围f=20HZ-20KHZ 二. 实验目的 1.掌握模拟电路系统设计的基本方法。 2.掌握功率放大器的特性和质量参数的测试方法。 3.通过实验加深互补对称功率放大电路的理解。 4.学习电压放大倍数及最大不失真输出电压幅度的测试方法 三、实验说明 1、音响系统的组成框图 2、音响系统简介 1）功率放大器 功率放大器可采用分立元器件组成，也可以使用集成功率放大器，前者常用于大功率或要求较高的音响系统中，后者常用于小功率或要求不太高的音响系统中，使用集成功率放大器应注意：在任何情况下，集成功率放大器都不能工作在超过极限参数或绝对额定值所规定的工作条件下。 2）前置放大器 前置放大器属于小信号低噪声放大器。可采用分离元件电路，也可采用低

噪声运算放大器。采用分离元件电路时，为了减少噪声，一般静态工作点选取较低。 四、实验仪器 1、实验箱（TPE-A2） 2、.示波器（V212） 3、函数信号发生器（DF1642A ） 4、双通道交流毫伏表（AS2294D ） 5、台式数字万用表（VC8045） 6、扬声器 五、实验原理 1）前置放大器的设计 前置放大器实际就是对一个小信号进行放大的作用。因为功率放大器对输入信号有一定的要求，太弱的功率放大器“不理睬”，所以功率放大器之前需要增加一至数级的放大器。将小信号逐步放大到功率放大器需要的信号幅度。而反相比例放大电路使用比较方便，所以本实验采用了反相比例放大电路。如下图 1 R R U U A f i O uf - == 2）功率放大器的设计 功率放大器任务是将音频放大到足够推动扬声器，不同于前置放大器，功率放大器不仅对信号进行放大，而且放大了电流信号，以满足外接负载的功率要求。功率放大器还应具有频率特性平坦、高信噪比和优良的动态特性等功能。经过对比 采用互补对称功率放大电如上图

高保真音频功率放大器设计

电子技术课程设计报告——高保真音频功率放大器 上海大学机自学院自动化系 自动化 姓名:吴青耘 学号:16121324 指导老师: 李智华 2018年6月29日

一、项目名称 高传真音频功率放大器 二、用途 家庭、音乐中心装置中作主放大器 三、主要技术指标 1. 正弦波不失真输出功率Po＞5W (f=1kHz,RL=8Ω) 2. 电源消耗功率P E＜10W ( Po＞5W ) 3. 输入信号幅度VS=200～400mV （f=1kHz，RL=8Ω， Po＞5W ) 4. 输入电阻Ri＞10kΩ( f=1kHz ) 5. 频率响应BW=50Hz～10kHz ( R L=8Ω，Po＞5W) 四、设计步骤 1．电路形式

电路特点分析： 较典型的OTL 电路，局部反馈稳定了工作点，总体串联电压负反馈控制了放大倍数并提高输入电阻和展宽频带，退耦滤波电容及校正电容是为防止寄生振荡而设。 功率放大器通常由功率输出级、推动级（中间放大级）和输入级三部分组成。 功率输出级由互补对称电路组成。推动级(中间放大级）一般都是共射极放大电路，具有一定的电压增益。输入级的目的是为了增大开环增益，以便引入深度负反馈，改进电路的各项指标。 2.设计计算： 设计计算工作由输出级开始，逐渐反推到推动级、输入级。 （1） 电源电压的确定 输出功率 W P 50> )(228588 .01 V V cc =??= （2） 输出级（功率级）的计算 W P P V Vcc V A RL V I M M C ce cc CM 12.0112 1 375.18/112/0======= 功率管需推动电流：mA I I CM M b 5.2750/375.1/3===β 耦合电容：uF R f C L L 200021 ) 5~3(6≈=π,现取2200uF/25V 稳定电阻R 12：过大则损失功率过大，过小温度稳定性不良，通常取0.5~1欧姆。

高保真音频功率放大器

高保真音频功率放大器 1、设计方案 ?选题：高保真音频功率放大器 ?用途：家庭、音乐中心装置中作主放大器 ?电路形式：OTL （互补对称功率放大器） ?原理图1： 图 1 ?任务内容分析：本次设计任务的内容是设计出满足主要技术指标的高保真音频功率放大器电路，并对其进行仿真模拟调试，以及设计任务的归纳和总结。 ?主要技术指标 1、正弦波不失真输出功率)8,1(50Ω==>L R KHz f W P 2、电源消耗功率)5(100W P W P E >< 3、输入信号幅度)5,8,1(400~2000W P R KHz f mV V L S >Ω=== 4、输入电阻)1(10KHz f K R i =Ω> 5、频率响应KHz H B W 15~z 50= ?设计步骤 1、选择OTL 电路形式 2、确定电源电压 3、计算功率输出级电路 4、计算推动级电路 5、计算输入级电路 6、计算负反馈 7、电路指标验算 8、仿真调试 ?电路图如右图 2、电路参数计算与分析 ▲ 电源电压

当负载电阻一定时，电源电压大小直接与输出功率有关。 L CC R P n V ??? 081 通常8.0=n 0P 取W 5,Ω=8L R V V CC 228588.01 ???? ,取CC V 为V 22 ▲ 输出级 晶体管： W P P V V V V A A R V I CM CC CEM L CC CM 152.02.011222 1 21375.18 222 20=?===?===?== 选取T3为)10,60,110(845max A I V V H D c ce ===β 选取T4为)5,60,240(851max A I V V ZTX c ce ===β 推动电流：mA A I I cm m b 5.12110 375 .13 3== = β 耦合电容f f R f C L L μμπ80,)100~60(21 )5~3(6取?= ▲ 推动级 mA I I m b c 5.1232=>，取mA I c 202= V V V CC cem 22== mW mW I V P c CC em 220202 22 22=?=?= 选取T2为)8.0,30,150(22222max ce A I V V N c ===β 选取D1为)75,m 100(36001V A N ，消除交越失真 Ω=Ω-=-=+50002 .01222 122c 109I V R R CC 一般L R R R >>>910,取Ω=Ω=200,300910R R f R R f C L μπ)67.6~4(21 ) 5~3(10 95?=，取f μ5

各类功放原理图及原理介绍

D类功放的原理 在音响领域里人们一直坚守着A类功放的阵地。认为A类功放声音最为清新透明，具有很高的保真度。但是，A类功放的低效率和高损耗却是它无法克服的先天顽疾。B类功放虽然效率提高很多，但实际效率仅为50%左右，在小型便携式音响设备如汽车功放、笔记本电脑音频系统和专业超大功率功放场合，仍感效率偏低不能令人满意。所以，效率极高的D类功放，因其符合绿色革命 的潮流正受着各方面的重视。 由于集成电路技术的发展，原来用分立元件制作的很复杂的调制电路，现在无论在技术上还是在价格上均已不成问题。而且近年来数字音响技术的发展，人们发现D类功放与数字音响有很多相 通之处，进一步显示出D类功放的发展优势。 D类功放是放大元件处于开关工作状态的一种放大模式。无信号输入时放大器处于截止状态，不耗电。工作时，靠输入信号让晶体管进入饱和状态，晶体管相当于一个接通的开关，把电源与负载直接接通。理想晶体管因为没有饱和压降而不耗电，实际上晶体管总会有很小的饱和压降而消耗部分电能。这种耗电只与管子的特性有关，而与信号输出的大小无关，所以特别有利于超大功率的场合。在理想情况下，D类功放的效率为100% ，B类功放的效率为78.5% ，A类功放的效率才50%或25% （按负载方式而定）。 D类功放实际上只具有开关功能，早期仅用于继电器和电机等执行元件的开关控制电路中。然而，开关功能（也就是产生数字信号的功能）随着数字音频技术研究的不断深入，用与Hi-Fi音频放大的道路却日益畅通。20世纪60年代，设计人员开始研究D类功放用于音频的放大技术，70年代Bose公司就开始生产D类汽车功放。一方面汽车用蓄电池供电需要更高的效率，另一方面空间小无法放入有大散热板结构的功放，两者都希望有D类这样高效的放大器来放大音频信号。其中关 键的一步就是对音频信号的调制。 图1是D类功放的基本结构，可分为三个部分： 图1 D类功放基本结构

一个LM386简单功放电路图

LM386简单功放电路图 a. 两个104的电容本来是用来隔直的,不过好像电脑主板和声卡上出来的音频都不带直流成份,而且用104时输入电平比较高的时候声音有失真,(估计是低频过滤在输入电平高的时候人听起来比较明显).于是去掉两个104的电容. b. 在这个时候上电(我用的是12V),接上我的MP3一听,嗯!还不错,可是就是杂声比较厉害,调了调R1的大小,当R1被调到最大的时候杂声没有了,最小的时候也没有了(这不是废话么,最小的时候输入都没有了 .把连接到功放的音频线拔了也没杂音了,原因可能有两个音频线上有电容在输入电阻R1比较小的时候,和LM386自激产生杂音,一放大就不得了了.于是决定R1就直接调到50K,音量就让MP3调去吧. c. 好像一切都没有问题了,拿到电脑上吧,刚接上去,嗯声音停大,不错!!刚以为要完事,电脑里一首歌就放完了,本来该是安静的却听见喇叭里噼噼啪啪,这个噪声奇了怪了,开始还是以为是R1的问题,索性就把R1去掉(反正LM386也不希罕从前级得到能量),噪音仍然存在,怀疑是主板上的高频噪声,于是在输入端并上一个102的电容---不起作用.这个电容也不敢并大了,大了要影响高频特性.又怀疑是功率大了C1吃不消,于是又在电源上并了一个100uF的电容,还是不行....... d. 就在这个时候用手一抓我的功放输入端的焊点,好了!没杂音了,仔细一想,原来是这样:我 从电脑接出来的线是一个声道和一个地,现在将这两个都悬浮起来接到功放上,两边没有共地,电脑主板上情况有复杂,所有有点噼噼啪啪的声音也正常,于是用了一个104的电容将电脑地和功放地一共起来,问题解决!效果很好,于是图就定成这样:

音频功率放大器实验报告

一、实验目的 1）了解音频功率放大器的电路组成，多级放大器级联的特点与性能； 2）学会通过综合运用所学知识，设计符合要求的电路，分析并解决设计过程中遇到的问题，掌握设计的基本过程与分析方法； 3）学会使用Multisim、Pspice等软件对电路进行仿真测试，学会Altium Designer使用进行PCB制版，最后焊接做成实物，学会对实际功放的测试调试方法，达到理想的效果。 4）培养设计开发过程中分析处理问题的能力、团队合作的能力。 二、实验要求 1）设计要求 设计并制作一个音频功率放大电路（电路形式不限），负载为扬声器，阻抗8Ω。要求直流稳压电源供电，多级电压、功率放大，所设计的电路满足以下基本指标： （1）频带宽度50Hz～20kHz，输出波形基本不失真； （2）电路输出功率大于8W； （3）输入阻抗：≥10kΩ； （4）放大倍数：≥40dB； （5）具有音调控制功能：低音100Hz处有±12dB的调节范围，高音10kHz 处有±12dB的调节范围； （6）所设计的电路具有一定的抗干扰能力； （7）具有合适频响宽度、保真度要好、动态特性好。 发挥部分： （1）增加电路输出短路保护功能； （2）尽量提高放大器效率； （3）尽量降低放大器电源电压； （4）采用交流220V，50Hz电源供电。 2）实物要求 正确理解有关要求，完成系统设计，具体要求如下： （1）画出电路原理图； （2）确定元器件及元件参数； （3）进行电路模拟仿真； （4）SCH文件生成与打印输出；

（5）PCB文件生成与打印输出； （6）PCB版图制作与焊接； （7）电路调试及参数测量。 三、实验内容与原理 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，它主要应用于对弱音频信号的放大以及音频信号的传输增强和处理。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，如图1所示。 v 图1 音频功率放大器的组成框图 1）前置放大级 音频功率放大器的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。声音源的种类有多种，如传声器（话筒）、电唱机、录音机（放音磁头）、CD 唱机及线路传输等，这些声音源的输出信号的电压差别很大，从零点几毫伏到几百毫伏。一般功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中的话，对于输入过低的信号，功率放大器输出功率不足，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，这样将失去了音频放大的意义。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。另外在各种声音源中，除了信号的幅度差别外，它们的频率特性有的也不同，如电唱机输出信号和磁带放音的输出信号频率特性曲线呈上翘形，即低音被衰减，高音被提升。对于这样的输入信号，在进行功率放大器之前，需要进行频率补偿，使其频率特性曲线恢复到接近平坦的状态，即加入频率均衡网络放大器。 对于话筒和线路输入信号，一般只需将输入信号进行放大和衰减，不需要进行频率均衡。前置放大器的主要功能一是使话筒的输出阻抗与前置放大器的输入阻抗相匹配；二是使前置放大器的输出电压幅度与功率放大器的输入灵敏度相匹配。由于话筒输出信号非常微弱，一般只有100μV~几毫伏，所以前置放大器输入级的噪声对整个放大器的信噪比影响很大。前置放大器的输入级首先采用低噪声电路，对于由晶体管组成的分立元件组成的前置放大器，首先要选择低噪声的晶体管，另外还要设置合适的静态工作点。由于场效应管的噪声系数一般比晶体管小，而且它几乎与静态工作点无关，在要求高输入阻抗的前置放大器的情况下，