带前置放大的音频功率放大器

1、石家庄铁道大学四方学院课程设计题目: 带前置放大的音频功率放大器专 业 电气工程及其自动化班 级 0910-1学 号 20096828姓 名 曹阳 完成日期: 2011 年 6 月 28 日上页为课程设计的封皮模板， 要求设计内容在3000字以上，第8、第9题，每题都要求单独的封面。第10题根据单片机小学期课程要求设计。 必须为打印图纸。内容必须科学合理，可利用网络、图书等资源。设计内容手写，打印不限，但必须清楚完整。课程设计任务书题目带前置放大的音频功率放大器指导教师学生姓名学号班级专业设计要求：前置放大器的放大倍数为10倍，使用单电源低噪声集成运放TL070C、TL4558、NE5534、

2、OP-27A，功率放大采用LA4100、或LM386、或其他型号。音量可调，杂音小，有电源退耦。无自激。 研室主任签字时间 年 月 日注：可根据内容加页。1. 方案设计原理图如下图所示。根据题意，有三个基本电路，需要我们设计其中两个：前置信号放大放大电路、功率放大电路。负载信号源功率放大电路前置信号放大电路直流稳压电源其中：前置信号放大电路是将小信号源的电压放大，功率放大电路对电压和电流进行放大。这两个也是我们任务中主要要完成的电路。直流稳压源则是为整个运放提供能量。下面，对所需要完成的电路进行分析。2. 电路设计1 前置信号放大电路此电路我选择NE5534进行设计，NE5534具有高精度、低

3、噪音、高阻抗、高速、宽频带的优良性能，是前置信号放大电路设计的常用元件。用次元件可打打改善电路瞬态性能，使得信号不失真输出，使电路的整体指标大大提高。而如果使用分立元件使用的话，比较复杂，成本较高，各项指标也不理想。故使用NE5534，下面进行分析。电路图如下图所示。由题，要求放大器的放大倍数为10倍，而根据模电所学知识。易求得次电路的放大倍数A=1+R3/R1=10。可以推出R3/R1=9。所以，可取R1=1K，R3=9K，而根据所学的知识，我们知道R2的阻值应该等于R1和R3并联的阻值，所以R2取0.9 K。即可实现此电路。下面，我们用Multisim7软件对其进行仿真。根据实际情况，我们

4、取Ui=100mv、60Hz。Vee=-15V、Vcc=15V。输出接万用表，测的的结果下图所示。可以得出：Uo/Ui=10，所以根据仿真结果，证明理论正确。2.功率放大电路由于本人知识水平有限，题目所给的功率放大运放元件的功能不太了解。并且通过反复的思考，我认为采用分立元件实现此电路比较简单，直观。所有元件易找，电路连线简单且没有明显的缺点。所以的决定用分立元件，即咱们模电所学的OTL甲乙类互补对称电路来实现功率的放大。此电路除了具有题目单电源的要求，而且还能减小交跃失真，改善输出波形，同时又能获得较高的效率，所以在实际过程中得到了广泛的应用。并且，该电路经济适用，适合咱们学生用来做实验。下

5、面进行分析，电路图如下图所示。由题，RL=16。而使VT1与VT2的特性曲线对称，所以三极管集电极最大电压Uces为Ucem=Vcc/2-Uces。所以三级换的集电极最大电流为 Icm=Ucem/Rl=(Vcc/2-Uces)/Rl所以最大输出功率为Pom=Ucem·Icem/2=Ucem²=(Vcc/2-Uces) ²/2Rl当Uces远远小于Vcc/2的时候，可以认为Pom约等于Vcc²/8Rl。而实际情况再精度要求不高的情况下，可以忽视Uces。所以，下面忽略Uces进行讨论。因为题目要求Pom=4.5W 所以可以推出Vcc=24。而电源的功率Pv

6、=Vcc/2·(1/Icm·sinwtd(wt)=VccIcm/=Vcc²/2Rl所以可认为=Pom/Pv=( Vcc²/8Rl)/( Vcc²2Rl)= /4=78.5%>50%，顾满足题意。根据电路图，用Multisim7进行仿真。根据实践中的摸索和课本知识的结合。我取Ui=4V、60Hz，C1=10uF、C2=200uF，R1=1.5K、R2=100、R3=1.5。输出接示波器，分别接在输出、输入两端。可以得到仿真的结果为下图所示。由仿真结果，证明次功率放大电路可以稳定的对输入进行放大，并且输出波形稳定。所以用OTL甲乙类互补对称电

7、路来实现功率的放大是可行的。3. 直流稳压源直流稳压电源的作用是为整个电路提供能量。顾依题意，结合电路图分析。我们选用直流稳压电源的输出电压为+15V，-15V即可。4. 总电路图综上所述，将本次课题的主要电路连接起来。得出总电路原理图如下图所示。对此图进行仿真，得到输出结果为下图所示。5. 课程设计总结时间总是过得很快，经过五天的课程设计的学习，我已经自己能制作一个带前置放大的音频功率放大器，这其中的兴奋是无法用言语表达的。 学习模电这段时间也是我们一学期最忙的日子。任务对我们来说，显得很重。昨天刚考完概率，为了尽快完成模电的课程设计，我一天也没歇息。相关知识缺乏给学习它带来很大困

8、难，为了尽快掌握它的用法，我照着原理图学习视频一步一步做，终于知道了如何操作。刚开始我借来了一份带前置放大的音频功率放大器设计资料，但离实际应用差距较大，有些器件很难找到，后来到网上搜索了一下相关内容，顺便到学校图书馆借相关书籍，经过不断比较与讨论，最终敲定了带前置放大的音频功率放大器的电路原理图，并且询问了兄弟班关于元器件的参数情况。为下步实物连接打好基础。在做电路仿真时，我画好了电路原理图，修改好参数后，创建网络列表时系统总是报错,无论我怎样修改都不行，后来请教同学，他们也遇到了同样的困惑。任何事情都不可能是一帆风顺的，开始是创建网络表时出现问题，后来是没有差错但出来的仿真波形不是预计中的

9、，这确实很难修改。输出时仿真波形总是一条直线，我弄了一晚上也找不出原因，整个人也显得焦躁不已。 经过这段课程设计的日子，我发现从刚开始的Matlab到现在的Multisim7，不管是学习哪种软件，都给我留下了很深的印象。由于没有接触，开始学得很费力，但到后来就好了。在每次的课程设计中，遇到问题，最好的办法就是问别人，因为每个人掌握情况不一样，不可能做到处处都懂，发挥群众的力量，复杂的事情就会变得很简单。这一点我深有体会，在很多时候，我遇到的困难或许别人之前就已遇到，向他们请教远比自己在那冥思苦想来得快。最终实验报告做出来了。通过这次课程设计，我明白了一个道理，就是无论做什么事情都需要自己认真对待，努力专研。遇到自己不会的地方应该向老师直接请教或者像同学询问，另外，网上的很多资料也对我们有很大的帮助。所以我们要学会利用网络来帮助自己的学习。遇到问题时，特别是在这次实践中遇到的问题，比较难。我们有时候真的会觉得自己没法完成任务，但是，我们不应该放