低频功率放大器设计（快啊）

低频功率放大器设计报告,,如题 谢谢了~

“OTL功率放大器”设计报告 一个电子系统总要带上一定的输出系统，例如使扬声器发出声音等等。为了使负载能正常工作，与负载相连的最后一级放大电路不仅要向负载提供足够的电压，还要向负载提供足够的电流，即提供足够的功率，因此放大电路的最后一级一般称为功率放大器，简称为功放级。在通信系统和各种电子设备中有着广泛的应用。 由于我家的收音机的功放部分坏了，我想设计一个功放修好它，看了几本参考书，知道了有关功放方面以下几个知识点： 一、我对低频功率放大器的几点认识 1、低频功率放大器的几个主要指标要求 即：输出功率，效率和非线性失真。 [1]输出功率要足够大。功率放大器的基本任务是放大信号功率，所以它是主要的技术指标也就是保证向负载输出足够大的信号功率。为此，要求晶体管必须提供尽可能大的电压和电流，它经常要早接近管子的极限状态下工作。这样设计功率放大器时，首先要根据输出功率的大小，选择合适的晶体管，以保证在大功率输出下管子能正常工作。 [2]效率要高。功率放大器实质上是把小输入信号放大成大输出功率信号，这是一个将电源电能转化为信号能量，输送给负载的过程。因此在电路中，存在一个转换效率问题。如果能把电源供给的直流功率较多地变成交流输出功率则电路的效率就高。反之，电路效率就低。 [3]非线性失真小。功率放大器的晶体管工作在大信号放大状态，管子输入和输出特性曲线都存在着非线性，不可避免地会产生非线性失真。应当正确选择管子的静态工作点和集电极等效负载电阻（RL’），另外根据输出功率的大小，适当选择激励级的内阻Rs（输出电阻），也可减少非线性失真。 2、功率放大器的种类和特点 功率放大器由于三极管工作状态和电路形式不同，可分成不同的种类，按晶体管工作状态可分为：甲类，乙类和甲乙类。所谓甲类是指在整个信号周期内晶体管一直是导通的，它的集电极总有电流流过；乙类是指在信号的半个周期内晶体管导通，另半个周期晶体管截止；而甲乙类是公于甲类和乙类之间，晶体管导通时间大于半个周期，小于一个周期。按电路形式分：有输出变压器耦合功率放大器和（OTL）无输出变压器耦合功率放大器。 无输出变压器的乙类推挽功率放大器简称为OTL电路。相当于采用输出变压器的乙类推挽功率放大器而言，OTL电路具有便于集成化，频率性好等优点。 二、课题技术指标 输出功率Po = 1W 负载（喇叭阻抗）RL= 8 欧姆 三、设计OTL功率放大器 1、OTL功率放大器设计原则 1、设计指标的给出： 输出功率Po=1W；负载电阻RL =8欧姆 2、电路设计 图中，是我设计的功放输出级，它由互补对称电路组成，T1是NPN型管，T2是PNP型管，当Vi在正半周时，T2截止，T1导通。T1有放大作用，电流I1流过负载RL。在Vi负半周时，T1截止，T2导通。T2有放大作用，I2流过负载RL。这种电路无论哪个管子工作，都相当一个射级输出器，使输出电流足够大，而且输出电阻很小，负载可以得到很大的有效功率 。这种电路利用两只特性对称的反型管相辅组成，互相补足来完成推挽放大的功能，我们家他为互补对称电路。 但是，由于每只管子输出电压Vbe和IC之间都不是理想线性关系，并且都是死区电压VT。为次，在管子的基极和发射级之间，应加有一定的静态偏压VBE，以便克服交越失真。 3、设计步骤 （1）决定电源电压Ec 根据输出功率和负载的设计要求，已知Pom=1W ，RL=8欧姆 所以Ec=（8PomRL）1/2=10V （2）选取R16和R17 R16和R17是射极电流电阻，主要用来稳定静态工作点，一般取： R16= R17=0.5欧姆。 （3）选择大功率管T1和T2 SD05C 选取大功率管只要考虑三个参数，即晶体管C-E极间承受的最大反向电压BVCEO，集电极最大电流ICM和集电极最大功耗PCM。 （A） 当电源电压EC确定之后，T1和T2承受的最大反压： VCEMAX=EC （B） 若忽略管压降，每管最大集电极电流为： IC1MAX=（EC/（RL+R16））/2 因为T1和T2的射级电阻R16和R17选得过小，符合管稳定性差，过大又会损耗较多的输出功率。一般取： R16=R17=（0.05-0.1）RL （C） 单管最大集电极功耗：-- 文秘杂烩网 http://www.rrrwm.com

TDA2030集成电路功率放大器设计

一、 设计题目 集成电路功率放大器
二、给定条件

设计一款额定输出功率为10 ~ 20W的低失真集成电路功率放大器，要求电路简洁，制作方便、性能可靠。性能主要指标：

输出功率：10 ~ 20W（额定功率）；

频率响应：20Hz ~ 100kHz（≤3dB）

谐波失真：≤1％ (10W,30Hz~20kHz）；

输出阻抗：≤0.16Ω;

输入灵敏度：600mV（1000Hz，额定输出时）

三、设计内容

1．根据具体电路图计算电路参数

2．选取元件、识别和测试。包括各类电阻、电容、变压器的数值、质量、电器性能的准确判断、解决大功率放大器散热的问题。

3．了解有关集成电路特点和性能资料情况

4．根据实际机壳大小设计1：1印刷板布线图

5．制作印刷线路板

6．电路板焊接、调试（调试步骤可以参考《模拟电子技术实验指

导书》有关放大器测试过程

7．实训期间必须遵守实训纪律、听从老师安排和注意用电安全。

四、功率放大电路的测试基本内容

注意：将输入电位器调到最大输入的情况。

1．测量输出电压放大倍数Au

测试条件：直流电源电压14v，输入信号1KHz 70 mv（振幅值100mv），输出负载电阻分别为4Ω和8Ω。



2．测量允许的最大输入信号（1KHz）和最大不失真输出功率

测试条件：①直流电源电压14v，负载电阻分别为4Ω和8Ω。

②直流电源电压10v，负载电阻为8Ω。



3．测量上、下限截止频率fH和fL

测试条件：直流电源电压14v，输入信号70mv（振幅值100mv），改变输入信号频率、负载电阻为8Ω。

五、参考资料

TDA2030简介： 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）。

TDA2030 集成电路的第三个特点是外围电路简单，使用方便。在现有的各种功率集成电路中，它的管脚属于最少的一类，总共才5端，外型如同塑封大功率管，这就给使用带来不少方便。

TDA2030 在电源电压±14V，负载电阻为4Ω时输出14瓦功率（失真度≤0．5％）；在电源电压 ±16V，负载电阻为4Ω时输出18瓦功率（失真度≤0．5％）。该电路由于价廉质优，使用方便，并正在越来越广泛地应用于各种款式收录机和高保真立体声设备中。该电路可供低频课程设计选用。

http://www.gradjob.com.cn/EBSync/jpkc/education/jxwj/04zhsx/104.htm

1.
功率放大级电路设计当功率放大器以
的满功率不失真输出时,输出电压的幅度为
为留有充分的余地,取
.由此可以计算功率放大器的总电压增益
,即用分贝表示,
功率放大级电路可直接选用集成功率放大器,也可以选用分离元件来组成,但是由于集成功率放大级的调节往往达不到目的,故选用由分离元件晶体管组成的功率放大电路,电路图如下所示：其中
、
组成差分放大器，如果电路的参数完全对称则电路具有很高的共模抑制比，可以克服由温度变化引起的静态工作点的漂移。晶体管
组成电压放大器，为末级功率放大电路提供驱动电压。晶体管
、
、
、
组成末级功率放大电路，输出端为互补对称的OCL电路。这3级之间采用直流耦合，并引入直流负反馈，电压增益为反馈电阻决定，即
。反馈支路并联电容
可以减小高频自激。（1）
末级功率放大电路
本设计的技术要求：在额定功率下，输出的正弦波信号的非线性失真系数
3%，效率
55%，所以末级功率放大电路工作在甲乙类比较好。因为工作在甲类状态，虽然非线性失真系数小，但效率较低，一般小于50%；如果工作在乙类状态，虽然效率高较高，但输出波形，容易产生交越失真，达不到非线性失真系数
3%的要求。上图中二级管
、
、
和电位器
是用来调整电路的工作状态的。静态时，调节电位器
，使A，B间的电压为2.8.V，即近似等于晶体管
、
、
、
的be结电压之和。晶体管
、
、
、
静态时外于微导通状态，O点对地的电压应为0V，从而克服交越失真。
采用+
、-
双电源供电，由上面计算可得，输出电压的幅度为+20V，则
+20V，为留有余地，选+
=24V，-
=-24V。功率输出晶体管
、
选用一对大功率互补对称的场效应晶体管2N3055和MT2955。其特征频率
，耗散功率
20W，选
>50。驱动管
、
也是一对互补对称的晶体管，其特征频率
，耗散功率
500mW，选
>80。（2）
电压放大电路
电压放大电路给末级功放提供驱动电压
，晶体管
构成；静态工作点由电阻R4、R8、R9决定，取集电极电流
为6mA左右。电容
是高频电压负反馈支路，防止高频自激。（3）
差分放大器电路
差分放大器电路由晶体管
、
构成。选择差分放大器电路作为功率放大级的前级，主要是为了提高电路的抗干拢能力。电路的静态工作点由电阻R6和
及R2和
等决定，差分对管的集电极电流通常取1mA左右。2．前置放大级电路设计前置放大级电路的主要功能是将5mV~700mV输入信号不失真地放大到功率放大级所需要的1.4V输入信号。因此，需要解决两个问题:一是本级400倍的电压放大倍数和带宽BW>50Hz-10KHz的矛盾;二是对5mV-700mV范围内的信号,都只能放大到2V。以满足额定输出功率Po
20W的要求。对于前者，可以采用二级放大器，因为放大器的增益带宽积是一个常数，第级的增益减小，带宽就可以提高。对于后者，可以设计一个音量控制电路或自动增益控制电路，使功放级的输入信号控制在2V左右。根据以上思路，设计的前置放大级电路如下图所示。其中，NE5532是一个双运放集成运算放大器，可以有来构成
，
二级放大电路。其主要性能参数如下：增益带宽积10MHz，转换速率为9V/
，共模抑制比100
，输入电阻300k
。设前置放大器的
增益为:对于幅度为5
mV~700mV的输入信号，
的输出幅度为100mV~14V
。选电源电压+
=24V，-
=-24V。第二级放大器的输入信号的大小由音量控制电位器进行控制。设
的增益为对于100mV的输入信号，不经过电位器
衰减，直接由
放大至2V；对于大于的100mV信号，则调节音量控制电位器
先进行衰减后再放大，使得
经放大后的信号的幅度也为2V，以满足功率放大级输出额定功率
的要求。3．方波发生器电路设计
方波发生器电路的功能：一是要将信号源输的1000Hz正弦波变为正负极性对称的方波，且
=200mV；二是方波信号要经过放大通道进行放大，使输出达到额定功率
。此外，还要满足方波波形成参数的要求

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