音频功率放大器

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1、课 程 设 计 课程名称_模拟电路课程设计_题目名称_音频功率放大电路_学生学院_材料与能源学院_专业班级_ _学 号_ 学生姓名_ _指导教师_陈静_2010 年 7 月 7 日模拟电子技术课程设计报告一、 设计题目音频功率放大电路二、设计任务和要求要求：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8。基本指标：频带宽50HZ20kHZ，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。三、 原理电路和程序设计1、方案比较与选择方案一利用两个集成运放LM4700和一些电阻、电容组成音频功率放大电路。其原理图如图（1）所示：图1如上图

2、所示，上面的LM4700是一个反相输出负反馈电路，其作用是为了稳定输出，防止饱和失真以及截止失真。而下面的LM4700是一个反相输出正反馈电路，是为了对信号源进行功率放大，从而达到对声音功率放大的结果。由于该电路的放大作用只是运用运算放大器的运算放大功能，性能效果可能不是很好，而且对于噪声的滤出作用也不是特别好，综上所述，方案一不是最佳方案，因此我放弃方案一。方案二采用UA741运算放大器、四个晶体管以及二极管和一些电阻电容组成音频功率放大电路，其原理图如图（2）所示：图2如上图所示，运算放大器UA741为电路的驱动级电路，而四个晶体管构成功率输出级由双电源供电的OCL互补功放对称电路，为了克

3、服交越失真，由二级管和电阻构成输出级的偏置电路，使输出级工作于甲乙类状态，而且电路引用了电压串联负反馈，稳定了输出电压和功率增益，减小了失真。方案三采用TDA2030运算放大器，两个晶体管和一些电容、电阻组成音频功率放大电路，其原理图如图（3）所示：图3如图所示，TDA2030运算放大器为电路的驱动级电路，而两个晶体管是为了更好地放大电流，使电路的功率进一步放大，而电容有滤除噪声的功能，而且电路有保护电路，电源可以接到30V。方案二和方案三都符合设计要求，通过比较，我选择方案三，因为我是第一次焊接，方案三的元件较少，容易焊接，设计简单，容易弄懂其工作原理。2、整体电路框图输入音频信号驱动级运算

4、放大电路负反馈电路输出级保护、分压电路3、工作原理和理论数据计算如图3所示，C1为耦合电容，R1、R2和R3有分压作用，电容和电阻都是为了稳定电路的静态工作点，而信号是从运算放大器TDA2030的同相输入端输入，而电路又引入电压串联负反馈电路，驱动级变为了一个同相比列运算放大器，输入信号通过驱动级电路进行放大，而两个三级管工作在放大区，两个三极管是串接，又与运算放大器的输出相接，更好地使输出电流放大，从而增大了输入信号的电压和电流，达到功率放大的目的。根据模电所学的知识得出，输出电压：Uo=Ui(R7+R4)/R4 反馈系数：F=Ui/Uo=R4/(R4+R7) 电压放大倍数：Au=Uo/Ui

5、=1/F=(R4+R7)/R4 输出功率：Po=IoUo代入电阻的阻值得出：输出电压Uo=21Ui 反馈系数F=1/21=0.0476 电压放大倍数 Au=214、仿真数据及处理（1）当输入信号Ui=100mV ,输入频率f=1000Hz，直流电源电压为15V，负载电阻为8时，经测试得输出电压Uo和输出电流Io的数值如图（4）所示： 图4由此得出，电路的输出功率 Po=IoUo=36.7W 电压放大倍数Au=2.098/0.1=20.98与理论数值进行比较，实测值接近于理论值，因此该电路是符合设计要求的。（2）电路的通频带宽数值可以由波特图示仪观察得出，如图（6）所示：图6如图6所示，频率fH

6、=28.565kHz,频率fL=11.016Hz,由此算出，带宽F=fH-fL=28.554kHz，符合设计要求（3）输出波形和输入波形图7从波形图我们知道，放大倍数不是刚好21倍，而是与理论值有一定的差异。这是由于音频集成放大芯片发热量比较大，比较容易受周围环境温度的影响，从而也导致了一定的误差。（4）输入阻抗满足设计要求，输入阻抗大于47k四、 元件清单元件数量电阻 R=100k R=66k R=3.3kR=1.5R=1R=8311211电容 C=100nF C=220nF C=220uF C=2.2uF C=10uF C=2.2mF121111三极管 TIP31A(NPN) TIP32A

7、(PNP)11运算放大器TDA20301二极管2五、 电路调试过程和结果在仿真过程中出现了不是问题，经常出现接错线和漏接线，而在焊接过程中，因为是第一次焊接，所以刚开始焊得不是很好，但熟练了之后，觉得焊得还不错，而在调试过程中，刚开始电路一点反应都没有，经过检查，发现有几个地方焊错了，但是最后还是解决了问题，最终调试成功。六、 总结和心得体会这次课程设计我们先是上网查找资料，再进行电路设计和仿真，在仿真过程中出现了不少问题，而且在做实物的过程中也给我们带来了难题，例如：如何布线。但是最后通过我们的努力还是完成了这次课程设计。正所谓“皇天不负苦心人”，只要你努力了，最终也会成功的。这次课程设计对

8、我来说是一个很好的锻炼机会，让我能够充分地利用所学过的理论知识还有自己的想象能力，另外还让我学习查找资料的方法以及加强自己分析电路，设计电路的能力，在这两个星期里我真的是受益匪浅，除了加强了分析电路和设计电路的能力外，对模电知识更加巩固了，而且扩大了我的知识领域，同时也发现了自己的很多不足之处。比如：在做实物过程中，动手能力是我的弱项，因为是第一次焊接，有点不知所措。为此我请教了其他同学，这也让我明白只有虚心请教，耐心才能把事情做得更好。另外，通过这次课程设计，我发现动手实践和理论是有差距的，这让我明白在以后的学习生活中要更多的去动手实践，这样才能学到更多的东西和巩固自己的理论知识，为以后在社会上工作打下坚实的基础。总之，通过这次课程设计我意识到自己以前所学知识的肤浅，不能利用所学的解决生活中存在的一些问题，这次课程设计增强了我的实际动手能力和分析能力，也给了我很大的启发，知识如海洋般广阔，是学不到尽头的，以后我要看更多的书，学更多的知识，多动手实践，扩大自己的视野。我相信只有这样，才能提高自己的水平。参考文献：1、童诗白、华成英，模拟电子技术基础2、康华光，电子技术基础模拟部分3、赵淑范 王宪伟，电子技术实验与课程设计附录：电路总图实物图