第一篇：低頻功率放大器的設計與分析

目錄

綜

述.....................................................................................................1 1.功率放大電路的特點...............................................................................2

1.1主要技術指標..................................................................................2

1.1.1最大輸出功率POM...................................................................................2 1.1.2轉換效率η...............................................................................................2

1.2對功率放大電路的基本要求..........................................................3

1.2.1能提供滿足的輸出功率...........................................................................3 1.2.2具有較高的效率.......................................................................................3 1.2.3非線性失真要小.......................................................................................3 1.2.4良好的散熱和保護...................................................................................3

2典型的功率放大電路...............................................................................4

2.1系統組成...........................................................................................4 2.2由基本分立式元件構成的簡單功率放大電路圖..........................4 3具體設計....................................................................................................5

3.1系統組成...........................................................................................5 3.2系統的硬件設計..............................................................................5

3.2.1前置放大級設計.......................................................................................6 3.2.2功率放大電路設計...................................................................................7

4系統測試分析............................................................................................9 5結論..........................................................................................................10 課程設計體會.............................................................................................11 參考文獻.....................................................................................................12

綜

述

功率放大電路通常作為多級放大電路的輸出級，將前級送來的信號進行功率

[1]放大進而推動負載工作。

功率放大器可由分立元件構成，也可由功率集成電路構成。目前集成低頻功率放大器品種很多，典型的有TDA1521、TDA1514、LM1875。些優質功放模塊體積小、性能優越、保護功能齊全、外圍電路簡單、易制作易調試。

功率放大器不僅僅是消費產品(音響)中不可缺少的設備，還廣泛應用于控制系統和測量系統中。低頻功率放大器是一個技術已經相當成熟的領域，幾十年來，人們為之付出了不懈的努力，無論從線路技術還是元器件方面，乃至思想認識上都取得了長足的進步.盡管目前市場上的功放產品價格已經很低，但少則幾百元、多則幾千元的價格還是讓人有些不舍，本文給出一種簡單實用、制作成本低廉的低頻功率放大器的設計方案，并給出實際測試結果，為音響發燒友提供一種實用方案。功率放大可由分立元件組成，也可由集成電路完成.由分立元件組成的功放，如果電路選擇得好，參數恰當，元件性能優越，制作調試得好，則性能要高于較好的集成功放.本次設計功放采用分立元件組成。

1.功率放大電路的特點

1.1主要技術指標

功率放大電路的主要技術指標為最大輸出功率和轉換效率

1.1.1最大輸出功率POM 功率放大電路提供給負載的信號功率稱為輸出功率。在輸入為正弦波切輸出基本不是真條件下，輸出功率是交流功率，表達式為

PO?IOUO

（1-1）

式中I0和U0均為交流有效值。最大輸出功率POM實在電路參數確定的情況下負載上可能獲得的最大交流功率

1.1.2轉換效率η

功率放大電路的最大輸出功率與電源所提供的功率之比成為轉換效率。電源提供個功率是直流功率，其值等于電源輸出電流平均值及其電壓之積。

通常功放輸出功率大，電源消耗的直流功率也就多。因此，在一定的輸出功率下，減小直流電源的功耗，就可以提高電路的效率。

1.2對功率放大電路的基本要求 1.2.1能提供滿足的輸出功率

為了獲得盡可能大的輸出功率，要求功放管的電壓和電流都有足夠大的輸出幅度，因此，管子往往在接近極限參數狀態下工作。

1.2.2具有較高的效率

放大器實質上是一個能量轉換裝置。由于輸出功率大，因此，直流電源供給的功率和線路本身所消耗的功率也大，效率就成為一個重要的指標。所謂效率，就是負載得到的有用信號功率和電源供給的直流功率的比值。效率越高，線路消耗的功率和直流電源功率之比就越小。

1.2.3非線性失真要小

功率放大器在大信號下工作，難免產生非線性失真。而且輸出功率越大，失真往往越嚴重，這就使得輸出功率與非線性失真成為一對矛盾。在測量系統和電聲設備中，非線性失真要盡量小一些。

1.2.4良好的散熱和保護

由于流過功放管的電流較大，有相當大的功率消耗在管子上。因此，功放管在工作時一般要加散熱片。另外，功放管往往在極 限狀態下工作，因而損壞的可能性也大，在電路中要采取一些保護措施。

2典型的功率放大電路

2.1系統組成

2.2由基本分立式元件構成的簡單功率放大電路圖 3具體設計

3.1系統組成

系統主要由前置放大級、功率放大級2部分組成.系統框圖如圖所示

其中前置放大級主要完成小信號的電壓放大任務;功率放大級則實現對信號的電壓和電流放大

3.2系統的硬件設計

由于系統要求輸出額定功率不小于 10 W 考慮留出 50 %的裕量 ,故設計輸出功率應在 15W以上，同時，輸出負載 10Ω，則

VOM?2?P0?R?2?15?10?17.3?17V

系統的最大增益為：

?17?Amax?20lg??71dB ?3??5?10?系統的最小增益為：

17??Amin?20lg??27.7dB ?3??700?10? 5 整個放大電路的增益應在 27.7 dB～71 dB 范圍內可調。為保證放大器性能，單級放大器的增益不宜過高，通常在 20～40 dB(放大倍數 10～100倍)之間。故整個放大器增益通過三級放大實現。為方便增益調整，可使功放級(包括功率管和直接推動功率管的運放)增益固定，且必須小于A min，故其增益取 22 dB。則前置級需要兩級，其總增益應在 5.7～49 dB 之間可調。

3.2.1前置放大級設計

前置放大級主要完成小信號電壓放大的任務 ,其失真度和噪聲對系統的影響是優先考慮的指標.對于前置放大級的設計 ,由于第一級前置級增益為:

AU1?第二級前置級增益為:

R2150k???15?24dB R110k?R5150k?AU2???15?24dB

R410k?考慮到輸入信號的變化范圍很大，在兩級間串一個滑動變阻器來改變整個系統的增益，同時也起到對信號的衰減作用。前置放大采用集成運放NE5532，同眾多的運放相比，它具有高精度、低噪聲、高速、高阻抗、頻帶寬等優良性能[2]，具體指標參數為：轉換速率 9 V/μs，增益帶寬積 10MHz，直流增益為 105倍，最高工作電壓為 ±22V，這種運放的高速轉換性能可大大改善電路 6 的瞬態性能，較寬的帶寬能保證信號在低、中、高頻段均能不失真地輸出，使電路的整體指標大大提高。

3.2.2功率放大電路設計

在實用電路中，往往要求放大電路的末級輸出一定的功率以驅動負載。從能量控制和轉換的角度來看功率放大電路與其它放大電路在本質上沒有根本的區別，只是功放既不是單純追求輸出高電壓，也不是單純追求輸出大電流，而是追求在電源電壓確定的情況下，輸出盡可能大的功率.功率放大電路的主要任務是，在允許的失真限度內，盡可能高效率地向負載提供足夠大的功率。因此，功率放大電路的電路形式、工作狀態、分析方法等都與小信號放大電路有所不同.對功率放大電路的基本要求是:

(1)輸出功率要大。輸出功率 PO = UO ×IO，要獲得大的輸出功率，不僅要求輸出電壓高，而且要求輸出電流大。因此，晶體管工作在大信號極限運行狀態，應用時要考慮管子的極限參數，注意管子的安全.(2)效率要高。放大信號的過程就是晶體管按照輸入信號的變化規律，將直流電源提供的能量轉換為交流能量的過程，其轉換效率為負載上獲得的信號功率和電源供給的功率之比值。功放級電路(如圖)7 主要由 NE5534 和功率末級的兩對復合對管(組成達林頓管)構成，本次設計選用專為音響設備設計的對管，這種對管的特性比較一致，可以減小失真。NE5534 主要完成電壓放大任務，接成大環電壓負反饋形式，放大倍數為 R3/ R1。為彌補由運放產生的零漂和因布線等造成的失真，NE5534 的 1 腳與 8腳接調零電阻，5 腳與 8 腳之間接補償電容[4]。

達林頓管主要完成電流放大任務。對管的選擇主要考慮其參數的對稱性。一般推動管的電流增益β1 在 100 左右，輸出管的電流增益β2 在 40 左右.這 2 個管子的 2 個關鍵參數為特征頻率 f T和集電級最大允許耗散功率 PCM。

特征頻率 f T 與放大電路上限頻率 f h 有下列關系: f T = f h × βh;系統階躍響應上升時間 t r 與放大電路上限頻率 f h 有如下關系:

t r· f h≈0.35;推動管的特征頻率為:

f T ≥0.35/(12 ×105)×40≈1 MHz;對甲乙類 OCL 放大器，PTM > 0.2 POM

PTM為單管最大管耗。POM為最大失真輸出功率.因此輸出管 PCM ≥0.2 ×15 = 3 W，根據以上計算，并考慮到指標提高及工程實際，推動管選用對管 2SB649、2SD669[3 ],其參數為 f T = 140MHz，PCM = 15 W，UCEO = 180 V。輸出管選用對管 2SA1072 和 2SC2522 , 其參數為 f T = 60MHz , PCM = 120 W , UCEO = 120 V。

4系統測試分析

整個系統在調試時,分部分調試.首先是是前置放大級和轉換電路的調試 ,然后是功率級本身的調試 ,最后將整個電路連接起來調試.9(1)額定功率 POR :輸入 1 kHz 正弦波 ,用示波器測到此時輸出波形電壓有效值為 U =12.7 V ,則 POR = U2/ RL = 12.72/ 10 = 16.1 W。

(2)帶寬 BW :輸入信號幅值不變 ,改變頻率 ,用示波器測輸出幅值 ,下限頻率 f l 和上限頻率 f h 對應的幅值為 0.707 ×中頻幅值。測得帶寬為 10 Hz～90 kHz。

(3)在 POR下的效率:斷開正電源 ,串入萬用表 ,在 POR下 ,測得電壓為 20.28 V ,電流為652 mA ,則電源輸入功率為: PIN = 20.28 ×0.652 ×2 = 26.45 W.效率為:η= POR/ PIN =16.1/ 26.45 = 60.9 %。

(4)交流聲功率:輸入端短路時 ,用晶體管毫伏計測輸出端交流電壓有效值為 1.38 mV ,則 P =(1.38 ×106W =1.904μW。

(5)在 POR和 BW 內失真度:采用失真度測試儀 ,在輸入信號為 1 kHz 時 ,測得波形的失真度為:0.5 %。

5結論

以上詳細介紹了一種簡單實用、價格低的低頻功率放大器的電路設計方法，整套設計只需幾十元。從實驗的各項數據分析,本電路具有很好的頻率響應特性，從測得的帶寬 10～90 ×103Hz可以看出，該功率放大器可以很好地實現對低頻信號的放大作用，能較好地達到實際要求，也符合理論上的要求。10 課程設計體會

通過這次對低頻功率放大器的設計與制作，讓我了解了設計電路的程序，也讓我了解了關于OCL音頻功率放大器的原理與設計理念，要設計一個電路總要先用仿真成功之后才實際接線的。但是最后的成品卻不一定與仿真時完全一樣，因為在實際接線中有著各種各樣的條件制約。但也有些電路在仿真中無法成功，而在實際中因為芯片本身的特性而成功的。所以，在設計時應考慮兩者的差異，從中找出最適合的設計方法。

在為期一周的課程設計中我深深的感覺到自己專業知識的匱乏，對一些工作感到無從下手，茫然不知所措，這時才真正領悟到學無止境的含義，千里之行，始于足下。這次學習，讓我對各種電路都有了大概的了解，所以說，坐而言不如立而行，對于這些電路還是應該自己動手實際操作才會有深刻理解。這次課程設計終于順利完成了，雖然在設計中遇到了很多問題，但是都被我們一一克服。最后，我要感謝我的老師以及同學，在做課程設計期間對我的幫助，尤其是這次的指導老師，他將自己寶貴的經驗毫無保留的傳授給我，讓我體會到什么叫用心良苦。

參考文獻

[1]徐安靜主編.電工學II 模擬電子技術 清華大學出版社,2008.[2]NE5532 Datasheet [ J / OL ].www.tmdps.cn.2003.3.[5]華成英 童詩白主編.模擬電子技術基礎（第四版）高等教育出版社，2008.12

第二篇：實驗三 低頻功率放大器

實驗三

低頻功率放大器——OTL功率放大器

（即原資料的實驗十六）

一、實驗目的

1、進一步理解OTL功率放大器的工作原理。

2、加深理解OTL電路靜態工作點的調整方法。

3、學會OTL電路調試及主要性能指標的測試方法。

二、實驗儀器

1、雙蹤示波器

2、萬用表

3、毫伏表

4、直流毫安表

5、信號發生器

三、實驗原理

圖16-1 OTL功率放大器實驗電路

圖16-1所示為OTL低頻功率放大器。其中由晶體三極管T1組成推動級（也稱前置放大級），T2、T3是一對參數對稱的NPN和PNP型晶體三極管，它們組成互補推挽OTL功放電路。由于每一個管子都接成射極輸出器形式，因此具有輸出電阻低，負載能力強等優點，T1管工作于甲類狀態，適合于作功率輸出級。它的集電極電流IC1由電位器RW1進行調節。IC1的一部分流經電位器RW2及二極管D，給T2、T3提供偏壓。調節RW2，可以使T2、T3得到合適的靜態電流而工作于甲、乙類狀態，以克服交越失真。靜態時要求輸出端中點A的電位UA?1UCC，可以通過調節RW1來實現，又由于RW1的一端接在A點，因此在2電路中引入交、直流電壓并聯負反饋，一方面能夠穩定放大器的靜態工作點，同時也改善了非線性失真。

當輸入正弦交流信號Ui時，經T1放大、倒相后同時作用于T2、T3的基極，Ui的負半周使T2管導通（T3管截止），有電流通過負載RL（用嗽叭作為負載RL，嗽叭接線如下：

只要把輸出Uo用連接線連接到插孔LMTP即可），同時向電容C0充電，在Ui的正半周，T3導通（T2截止），則已充好電的電容器C0起著電源的作用，通過負載RL放電，這樣在RL上就得到完整的正弦波。

C2和R構成自舉電路，用于提高輸出電壓正半周的幅度，以得到大的動態范圍。由于信號源輸出阻抗不同，輸入信號源受OTL功率放大電路的輸入阻抗影響而可能失真，R0作為失真時的輸入匹配電阻。調節電位器RW2時影響到靜態工作點A點的電位，故調節靜態工作點采用動態調節方法。為了得到盡可能大的輸出功率，晶體管一般工作在接近臨界參數的狀態，如ICM，U（BR）CEO和PCM，這樣工作時晶體管極易發熱，有條件的話晶體管有時還要采用散熱措施，由于三極管參數易受溫度影響，在溫度變化的情況下三極管的靜態工作點也跟隨著變化，這樣定量分析電路時所測數據存在一定的誤差，我們用動態調節方法來調節靜態工作點，受三極管對溫度的敏感性影響所測電路電流是個變化量，我們盡量在變化緩慢時讀數作為定量分析的數據來減小誤差。※OTL電路的主要性能指標：

1、最大不失真輸出功率Pom

21UCC理想情況下Pom?，在實驗中可通過測量RL兩端的電壓有效值，來求得實際的

8RL2U0

Pom?

（16-1）

RL2、效率η

??Pom?100%

（16-2）PEPE—直流電源供給的平均功率

理想情況下ηmax＝78.5%。在實驗中，可測量電源供給的平均電流Idc（多測幾次I取其平均值），從而求得

PE?UCC?Idc（16-3）

負載上的交流功率已用上述方法求出，因而也就可以計算實際效率了。

四、實驗內容

1、關閉系統電源。按圖16-1正確連接實驗電路。

2、用動態調試法調節靜態工作點，先使RW2＝0，Us接地。

3、打開系統電源，用萬用表測量Ａ點（即LTP2）電位，調節電位器RW1，使UA?

4、關閉系統電源。斷開US接地線，連接信號源輸出和US。

5、打開系統電源。調節信號源輸出f=1KHz、峰峰值為50mV的正弦信號作為Us，逐漸加大輸入信號的幅值，用示波器觀察輸出波形，此時，輸出波形有可能出現交越失真（注意：沒有飽和和截止失真）

6、緩慢增大RW2，由于RW2調節影響A點電位，故需調節RW1，使UA?1UCC。21UCC（在2Us=0的情況下測量）。從減小交越失真角度而言，應適當加大輸出極靜態電流IC2及IC3，但該電流過大，會使效率降低，所以通過調節RW2一般以50mA左右為宜（即測量LTP4和LTP2，或LTP6和LTP2之間的電壓為110mV左右為宜)。注意：

①在調整RW2時，一是要注意旋轉方向，不要調得過大，更不能開路，以免損壞輸出管。

②輸出管靜態電流調好，如無特殊情況，不得隨意旋動RW2的位置。

測量最大輸出功率Pom

1、按上述的實驗步驟調節好功率放大電路的靜態工作點。

2、關閉系統電源。連接信號源輸出和US。輸出端接上嗽叭即RL。

3、打開系統電源。調節信號源輸出f=1KHz、30mV的正弦信號Ｕs，用示波器觀察輸出電壓ＵO波形。逐漸增大Ui，使輸出電壓達到最大不失真輸出，通過觀察示波器得到Uom的峰峰值，再用公式Uom?Uom峰峰值求出Uom的有效值，用萬用表的歐姆檔測出RL的22阻值，最后下面公式計算出Pom。

2Uom

Pom?

RL注意：萬用表的歐姆檔測出RL的阻值的時候，關閉系統電源，斷開電路連線。

五、實驗數據

六、問題與結論

1、為何OTL電路會出現交越失真？

第三篇：低頻功率放大器課程設計報告

《電路與模擬電子技術》

課程設計報告

低頻功率放大器

一、摘要

低頻功率放大器的主要應用是對音頻信號進行功率放大，本文介紹了具有弱信號放大能力的低頻功率放大器的基本原理、內容、技術路線。整個電路主要分為穩壓電源、前置放大器、功率放大器、波形變換電路共4 部分。穩壓電源主要是為前置放大器、功率放大器提供穩定的直流電源。前置放大器主要是實現電壓的放大。功率放大器實現電流、電壓的放大。波形變換電路是將正弦信號變換成規定要求的方波信號。設計的電路結構簡潔、實用，充分利用到了集成功放的優良性能。實驗結果表明該功率放大器在帶寬、失真度、效率等方面具有較好的指標、較高的實用性,為功率放大器的設計提供了廣闊的思路。

二、關鍵字

前置放大級電路

功率放大

穩壓電源電路

波轉換電路

三、總體設計方案論證及選擇

根據課設要求, 我們所設計的低頻功率放大器應由以下幾個部分組成：穩壓電路、前置放大、功率放大以及波形變換電路。下面對每個單元電路分別進行論證：

前置放大級：

設計要求前置放大輸入交流接到地時，RL=8?的電阻負載上的交流噪聲功率低于10mw因此要選用低噪音運放。本裝置選用的優質低噪音運放NE5532AI。設計要求輸入電壓幅度為5~700mV時，輸出都能以Po≥10W滿功率不失真輸出，信號需放大幾千倍，有考慮到運放的放大倍數與通頻帶的關系，故采用兩級放大，增益調節可用電位器手動調節，也可用自動增益控制，但考慮到題目中的“使用”倆字（例如輸入信號不是正弦信號，而是大動態音樂信號），本裝置采用手動增益調節。

功率放大級：

根據設計題目要求，在供原則的功率放大可由分立元件組成，也可由集成電路完成。由分立元件組成的功放，如果電路選擇好，參數恰當，元件性能優越，且制作和調試的號，則性能很可能高過較好的集成功效。許多優質功放是分立功放。但其中有一個元件出現問題或是搭配不當，則性能很可能低于一般集成功放，為了不至于因過載，過流，過熱等損壞還得加復雜的保護電路。

現在市場上也有很多性能優越的集成功放芯片，如TDA2040A,LM1875，TDA1514等。集成功放具有工作可靠，外圍電路簡單，保護功能較完善，易制作易調試等特點，雖不及頂級功放的性能，但滿足并超過本設計的要求問題的。

綜上所述，考慮時間緊，在滿足要求的前提下，選擇易調試的集成功放。

我們熟悉的集成功放有TDA2040A，LM1875，TDA1514等，其中TDA2040A功率量不大，TDA1514外圍電路較復雜，且易自激。這兩種功放的低頻率特征都欠佳，LM1875外圍電路簡單，電路熟悉，低頻特性好，保護功能齊全。它的不足之處是高頻特性較差（BW<=70KHz），但對于本設計要求的50Hz~10KHz已足夠，因此選用LM1875作功放。

波形變換電路：

直接采用施密特觸發器進行變換與整形。而施密特電路可用高精度、高速運算電路搭接而成，也可采用專用施密特觸發器構成，還可以選用NE5532P電路構成。

通過比較，本課程設計中施密特電路采用高精度、高速運算放大器LF357構成。

自制穩壓電源：

本系統設計采用三端集成穩壓電源電路，選用LM7815、LM7915三端集成穩壓器。

四、設計方案的原理框圖

圖1 總體設計

放大通道正弦信號外供正弦信號源弱信號前置放大級變換電路正、負極性對稱方波 自制直流穩壓電源功率放大級RL=8Ω~220V50Hz

五、總體電路圖、接線圖及說明 XFG101C210uF2V318 V 683XDA1THDU2A1C458U3B710uF9R5850%050kΩKey=AXSC1Ext Trig+_A+_B+_10NE5532AI746R21MΩ0R415kΩR31kΩ4C347uF0R61MΩ14110R71kΩ12C547uF004NE5532AIR822kΩR9V4-18 V 1350%050kΩKey=A150

圖2 前置放大電路

說明：前置放大由兩級NE5532典型應用電路組成，各級均采用固定增益輸出衰減組成。要求當各級輸出不衰減，輸入Vp=5mV時，輸出Va.pp>=2.53V。

0V218 V 5XFG1514C5220uFU10C3100nFD11N400797+XSC1Ext Trig+_A_+B_8C710uF3R1100kΩ023LM1875T2R320kΩ6V1-18 V 0C2220uF0C4100nF0R21kΩ4D21N4007R48Ω10C6210uF0C147uF0

圖3 功率放大電路

說明：功率放大器選擇用集成功放LM1875，采用典型電路，此電路中R3，R2組成反饋網絡，C1為直流反饋電容，R1為輸入接地電阻，防止輸入電路時引入感應噪聲，C7為信號耦合電容，D1，D2為保護二極管，R4和C6組成退偶電路，防止功放產生高頻自激，C5，C2，C3，C4是電源退耦電容。

六、主要元器件選擇

1）穩壓電路中選用LM7815、LM7915三端集成穩壓器

2）因為LF357屬于FET管，具有良好的匹配性能，輸入阻抗高、低噪聲、漂移小、頻帶寬、響應快等特點，所以在正弦波一方波轉換電路中采用集成運放LF357

3）在前置放大級電路中采用集成雙運放NE5532,在功率放大級中采用運放LM1875。

七、電路參數計算

前置放大計算

對于第一級放大，要求在信號最強時，輸出不失真，即Vp=700mV時，輸出Vom<11V(低于電源電壓1V)。所以

A1=Vom/Vp=11/0.7 =15.7 取A1=15.當輸入信號最小，即Vpp=10mV，而輸出不衰減時

V01.pp=A1*Vi.pp=15*10=150mA 第二級放大要求輸出V02.pp>2.53V,考慮到元件誤差的影響，取V02.pp=3V，而輸入信號最小為150mV，則第二級放大倍數是

A2 = V02.pp/ V01.pp=20 功率放大計算：

LM1875開環增益為26dB，即放大倍數 A=20

因為要求輸出到8Ω電阻負載上的功率P0>10 W。而 Vom=2Rl*P。=12.65V 加上功率管管壓降2V，則

V=Vom=12.65+2=14.65V 取電源電壓為15V

Icm=2P。*Rl=1.518A PV =2V * Icm/? =15.1W

八、Multisim仿真結果

前置放大

直流穩壓

功率放大

波形轉換

九、收獲與體會

通過此次課程設計鍛煉，我不僅深深體會到理論知識與實踐結合的不易，還深入了解并學會了一種簡單實用、成本低的低頻功率放大器的電路設計方法。課設過程中為了讓自己的設計更加完善，更加符合工藝標準，一次次翻閱熱處理方面的書籍是十分必要的，同時也是必不可少的。通過這次課程設計我也發現了自身存在的不足之處，雖然感覺理論上已經掌握，但在運用到實踐的過程中仍有意想不到的困惑，經過一番努力才得以解決。我懂得了學習的重要性，了解到理論知識與實踐相結合的重要意義。

十、參考文獻

[1] 胡翔駿 電路分析(第二版)北京：高等教育出版社 2007 [2] 華成英、童詩白 模擬電子學基礎（第四版）北京：高等教育出版社 2006 [3] 黃智偉 全國大學生電子設計競賽系統設計 北京：北京航空航天大學出版社 2006 [4] 夏路易、石宗義 電路原理圖與電路板設計教程 北京希望電子出版社 2002 [5] 谷麗華、辛曉寧、么旭東 實用低頻功率放大器的設計 沈陽化工學院學報 [6] 高玉良 電路與模擬電子技術 北京高等教育出版社

十一、附件

XSC3V120 Vrms 60 Hz 0° A+_BExt Trig+_+_D91N5402U1LM7815CTC7330nF5C810uFD11N5402D31N5402D21N5402D4C11N5402100nF03R1C31kΩ2.2mFC22.2mF0IC=35VIC=35VXSC1Ext Trig+D51N5402D71N54028D6+_A_B+_91N5402D8C41N5402100nFR21kΩC5D1001N5402C6132.2mFIC=35VU2LM7915CT002.2mFIC=35VXSC2Ext Trig+_11C1010uFC9330nF00A+_+B_0 圖2

直流穩壓電路

說明：直流穩壓電源部分為整個功放電路提供能量，根據設計的前置放大級電路和功率放大級電路的要求，僅需要穩壓電源輸出的一種直流電壓即+15V。因三端穩壓器具有結構簡單、外圍元器件少、性能優良、調試方便等顯著優點，故本設計中采用三端穩壓電路。兩組獨立的20V交流，經過橋堆整流，大電容濾波，再加0.1uF小電容濾掉電源中的高頻分量。考慮到制作過程中電源空載時的電容放電可在輸出電容并上1K大功率電阻。另外還要給7815，7915來獲得+15V、萬一輸入端短路，大電容放電會使穩壓塊由于反電流沖擊而損壞，加兩個二極管可使反相電流流向輸入端起保護作用。

V260V140XSC11R410kΩ2D21N4728A5R510kΩR6831Ext Trig+3C1818 V U1A330nF1824NE5532PV370C2-18 V 330nFU2A+_AB_+_R310kΩ700mVrms 1000 Hz 0° 30924NE5532P1kΩD1Key=A1N4728A050% 圖5 波形變換電路（NE5532P）

說明：將1KHZ的正弦波變為同頻率的對稱方波。因LF357屬于FET管，具有良好的匹配性能，輸入阻抗高、低噪聲、漂移小、頻帶寬、響應快等特點，所以本課程設計中施密特電路采用高精度、高速運算放大器LF357構成，而NE5532運放做隔離用。

第四篇：低頻功率放大器概述

第4章 低頻功率放大器

【課題】

4.1低頻功率放大器概述

【教學目的】

1．了解低頻功率放大器基本要求。2．掌握功率放大器的三種工作狀態。3．了解功率放大器的常用耦合方式。【教學重點】

1．低頻功率放大器基本要求。2．低頻功率放大器的分類。【教學難點】

1．低頻功率放大器基本要求。2．功率放大器的三種工作狀態。【教學參考學時】

1學時 【教學方法】

講授法 【教學過程】

一、引入新課

1．復習電壓放大器主要任務。

2．列舉低頻功率放大器的應用：如擴音系統或收音機電路中的功放電路。

二、講授新課

4.1.1低頻功率放大電路的基本要求

功率放大器作為放大電路的輸出級, 具有以下幾個特點和基本要求： 1．能向負載輸出足夠大的不失真功率

由于功率放大器的主要任務是向負載提供不失真的信號功率，因此，功率放大器應有較高的功率增益，即應有較高的輸出電壓和較大的輸出電流。

2．有盡可能高的能量轉換效率

功率放大器實質上是一個能量轉換器，它將電源供給的直流能量轉換成交流信號的能量輸送給負載，因此，要求其轉換效率高。

3．盡可能小的非線性失真

由于輸出信號幅度要求較大，功放管（三極管）大都工作在飽和區與截止區的邊沿，因此，要求功放管的極限參數ICm、PCm、V（BR）CEO等除應滿足電路正常工作外還要留有一定余量，以減小非線性失真。4．功放管散熱性能要好

直流電源供給的功率除了一部分變成有用的信號功率以外，還有一部分通過功放管以熱的形式散發出去（管耗），因此，降低結溫是功率放大器要解決的一個重要問題。4.1.2低頻功率放大器的分類

1．按電路工作狀態分類（1）甲類功放電路

甲類功放電路中的功放管始終工作在三極管輸出特性曲線的線性部分如圖4.1（a）所示，即在輸入信號的整個周期內，功放管始終導通，故電路輸出波形失真小，但因靜態時，功放管處于導通狀態，且靜態電流（ICQ）較大，電路轉換效率較低，理想情況下最大效率達50%。

（2）乙類功放電路

乙類功放電路在靜態時，功放管處于截止狀態，如圖4.1（b）所示，即在輸入信號的整個周期內，功放管只在輸入信號的半個周期內導通的。因此，電路需用兩只參數基本一致的功放管輪流工作（推挽）才能輸出完整的波形信號。由于靜態電流為零，電路轉換效率較高，理想情況下可達78.5%，但因電路輸出波形存在交越失真（注：該內容將在4.2 常用低頻功率放大器中學習），需解決失真問題。

（3）甲乙類功放電路

甲乙類功放電路在靜態時，功放管處于微導通狀態，如圖

4.1（c）所示，即在輸入信號的整個周期內，功放管只在輸入信號的大半個周期內導通。與乙類功率放大器電路一樣，需用兩只參數基本一致的功放管輪流工作（推挽）才能輸出完整的波形信號。由于靜態時管子仍然處于導通狀態，因此，在輸入信號很小時，兩個功放管同時都工作，克服了交越失真。電路轉換效率略低于乙類，原因是靜態時電路中仍有很小的電流，電路會消耗部分電源功率。

圖4.1 功放管的三種工作狀態 2．按耦合方式分類

（1）阻容耦合功放電路——功放電路輸出端通過耦合電容連接負載，如：OTL功放電路。（2）變壓器耦合功放電路——功放電路輸出端通過變壓器連接負載。變壓器具有阻抗變換作用，可使負載獲得最大功率，但由于有變壓器體積大、損耗大、頻率特性差等不足之處，目前應用不多。

（3）直接耦合功放電路——功放電路輸出端無需通過任何元件而直接與負載相連，如：OCL功放電 路及集成功放電路。

三、課堂小結

1．低頻功放電路的基本要求。2．低頻功放電路的分類。

四、課堂思考

P97思考與練習題1、2、3。

五、課后練習

P108

一、填空題：1~4；

二、判斷題：2；

三、選擇題：1~4。

第五篇：專業英語低頻功率放大器翻譯

低頻功率放大器（G題）

湖北師范學院 吳 龍 霍姣姣 許成龍

賽前輔導教師：彭 琦 周兆豐 田開坤 曹庭水 文稿輔導教師:侯向鋒 張學文

摘要：本設計主要由低噪聲放大電路、帶阻濾波電路、信號放大電路、功率放大電路、峰值檢波電路、單片機控制、AD轉換、LCD顯示、穩壓電源等電路組成。低噪聲放大電路選取甚低噪聲寬帶高精度運算放大器OP37，并采用并聯負反饋結構，具有良好的抗共模干擾能力。帶阻濾波器在50Hz頻率點輸出功率衰減≥6dB，阻帶頻率范圍為43～57Hz，有效濾除了工頻噪聲的干擾。功率放大電路采用的是雙MOS晶體管的甲乙類推挽放大電路。設計的低頻功率放大器的通頻帶為6Hz～150kHz，很好地完成了通頻帶的擴展。該設計采用的電路結構簡單，選取的器件價格便宜。測試結果表明，該低頻功率放大器可以很好地實現對低頻信號的放大作用，具有較高的實用性，其輸出帶寬、功率、效率等都達到了較高的指標，為低頻功率放大器的設計提供了廣闊的思路。關鍵詞：功率放大器、OP37、MOS晶體管、輸出功率

Low frequency power amplifier(G)Hubei Normal University Wu dragon Huo Jiaojiao Xu Chenglong Pre-game counseling teachers: Peng Qi Zhou Zhaofeng Tian Kaikun Cao Tingshui presentation counseling teacher : Hou Xiangfeng Zhang Xuewen Abstract: mainly by the design of the low noise amplifier circuit, filter circuit, a signal amplifying circuit, a power amplification circuit, a peak detection circuit, SCM control, AD conversion, LCD display, regulated power supply circuit.Low noise amplifier circuit selection very low noise wideband high precision operational amplifier OP37, and the use of parallel negative feedback structure, with good anti interference capability.Band stop filter in50Hz frequency point output power attenuation was more than 6dB, the stopband frequencies in the range of 43~ 57Hz, effectively filtering the power frequency interference 1

noise.Power amplifying circuit using the double MOS transistor class AB push-pull amplifier circuit.Design of low-frequency power amplifier passband is 6Hz ~150kHz, done a good bandwidth expansion.The design adopts the circuit structure is simple, the selected device cheap.The test results show that, the low frequency power amplifier can realize the on the low frequency signal amplifying function, with high practicality, its output bandwidth, power, efficiency of all reached a high index, for low frequency power amplifier design provides a broad thinking.Key words: power amplifier, OP37, MOS, output power transistor