2014年TI杯大学生电子设计竞赛赛题-D题音频功率放大器及啸叫抑制设计

2014年TI 杯大学生电子设计竞赛 D 题：带啸叫检测与抑制的音频功率放大器

1．任务

基于TI 的功率放大器芯片TPA3112D1，设计并制作一个带啸叫检测与抑制功能的音频放大器，完成对台式麦克风音频信号进行放大，通过功率放大电路送喇叭输出。电路示意图如图1所示。

图1 电路示意图

2．要求

（1）设计并制作图1中所示的“拾音电路”和“功率放大电路”，构成一个基本的音频功率放大器。要求：（25分）

a ）在输入音频信号有效值为20mV 时，功率放大器的最大不失真功率（仅考虑限幅失真）为5W ，误差小于10％；

b ）在输入音频信号有效值为20mV 时，可以程控设置功率放大器的输出功率，功率范围为50mW ～5W ；

c ）功率放大器的频率响应范围为200Hz ~ 10kHz 。

（2）系统采用12V 直流单电源供电，所需其他电源应自行制作。（10分）（3）在功率放大器输出功率为5W 时，电路整体效率≥80%。（10分）

R L 8

（4）将台式麦克风与喇叭相隔1m背靠背放置，见图2（a），使用电脑播放音乐作为音频信号源。音频功率放大器能通过麦克风采集信号，经功率放大电路送喇叭输出，输出的音频信号清晰。（5分）（5）设计并制作图1所示的啸叫检测电路和啸叫抑制电路，完善音频功率放大器。要求：（15分）a）在不进行啸叫抑制时（图1的选择开关K1连接A端，K2连接C端），将麦克风与喇叭相隔1m面对面放置，见图2（b），从小到大调整功

率放大器的输出功率，直到产生啸叫时停止；

b）啸叫检测电路能实时监测所产生啸叫，并计算啸叫的频率。实时显示啸叫频率和相应的功率放大器输出功率；

c）启动啸叫抑制电路（图1的选择开关K1连接B端，K2连接D端），音频功率放大器应能有效抑制啸叫，并正常播放音频信号。

（6）进一步改进啸叫抑制电路。在保障无啸叫的前提下，尽量提高音频功率放大器的输出功率；如果输出功率达到5W功率，啸叫抑制电路仍能正常工作，可以进一步缩短面对面放置的麦克风与喇叭之间的距离。（30分）（7）其他。（5分）（8）设计报告（20分）

3．说明

（1）作品使用的麦克风应为台式全向麦克风，其灵敏度要大于

-45dBV/P ，插头直径为3.5mm ，输出阻抗为1k Ω ~ 2.2k Ω。关于麦克风灵敏度的定义是馈给1Pa （94dB ）的声压时，麦克风输出端的电压（dBV ）。有些麦克风给出的灵敏度单位为dB/Bar ，注意之间的转换。

（2）作品使用的喇叭应为组合纸盆方式的电动式喇叭，额定功率为5W ，额定阻抗为8Ω。

（3）麦克风和喇叭可以直接购买，在设计报告中必须附有所购买的麦克风和喇叭的产品说明书或性能参数。

（4）作品要求拾音电路的输入接口，以及功率放大电路连接到喇叭的接口必须外露，可方便进行连接，以便测试时使用。

（5）作品评测由赛区统一准备测试平台，并统一使用由测试专家准备的台式麦克风和喇叭进行测试。

（6）作品要求（1）、（2）和（3）的指标测试，使用音频信号源外加正弦信号和外加8Ω纯电阻负载的方式进行测试。要求TPA3112D1的功率放大电路带有LC 滤波，输出的正弦信号无明显失真。

（7）作品要求（4）、（5）和（6）的指标测试，使用电脑USB 喇叭（功率不超过1W ）播放音乐作为信号源，放置在距麦克风20cm 的位置。具体测试的框图如图2所示。

（a ）作品基本部分（4）的测试

（b ）作品发挥部分的测试图2：啸叫抑制性能测试框图

功放喇叭

音频功率放大器设计实验报告

题目：音频功率放大器电路音频功率放大器设计任务 1、基本要求（1）频带范围 200Hz —— 10KHz，失真度 < 5%。（2）电压增益 >= 20dB。（3）输出功率 >= 1 W (8欧姆负载)。（4）功率放大电路部分使用分立元件设计。发挥部分（1）增加音调控制电路。（2）增加话筒输入接口，灵敏度 5mV，输入阻抗 >> 20 欧姆。（3）输出功率 >= 10W (8欧姆负载)。（4）其他。目录 1 引言····························································· 2 总体设计方案·····················································2.1 设计思路······················································· 2.2 总体设计框图··················································· 3 设计原理分析·····················································3.1设计总原理图 3.2设计的PCB电路图 ··· 1 引言在现代音响普及中，人们因生活层次、文化习俗、音乐修养、欣赏口味的不同，令对相同电气指标的音响设备得出不同的评价。所以，就高保真度功放而言，应该达到电气指标与实际听音指标的平衡与统一。

音频功率放大器是一个技术已经相当成熟的领域，几十年来，人们为之付出了不懈的努力，无论从线路技术还是元器件方面，乃至于思想认识上都取得了长足的进步。本次设计旨在熟悉设计流程，达到基本指标。 2 总体方案根据实验要求，本次设计主要是也能够是用集成功放TDA2030为主的电路一、电路工作原理图1所示电路为音频功率放大器原理图，其中TDA2030是高保真集成功率放大器芯片，输出功率大于10W，频率响应为10~1400Hz，输出电流峰值最大可达3.5A。其内部电路包含输入级、中间级和输出级，且有短路保护和过热保护，可确保电路工作安全可靠。TDA2030使用方便、外围所需元器少，一般不需要调试即可成功。 RP是音量调节电位器，C1是输入耦合电容，R1是TDA2030同相输入端偏置电阻。 R2、R3决定了该电路交流负反馈的强弱及闭环增益。该电路闭环增益为（R2+R3）/R2=（0.68+22）/0.68=33.3倍，C2起隔直流作用，以使电路直流为100%负反馈。静态工作点稳定性好。 C4、C5为电源高频旁路电容，防止电路产生自激振荡。R4、R5称为茹贝网路，用以在电路接有感性负载扬声器时，保证高频稳定性。VD1、VD2是保护二极管，防止输出电压峰值损坏集成块TDA2030。 2．电流反馈电流反馈是指在一个反馈电路中，若反馈量与输出电流成正比则为电流反馈;若反馈量与输出电压成正比则为电压反馈。通常可以采用负载短路法来判断。从概念上说，若反馈量与输出电压（有时不一定是输出电压，而是取样处的电压）成正比则为电压反馈；若反馈量与输出电流（有时不一定是输出电流，而是取样处的电流）成正比则为电流反馈。在判断电压反馈和电流反馈时，除了上述方法外，也可以采用负载短路法。负载短路法实际上是一种反向推理法，假设将放大电路的负载电阻RL短路（此时，），若

电子管音频功率放大器,以其卓越的重放音质,广受HiFi发烧

电子管音频功率放大器，以其卓越的重放音质，广受HiFi发烧友的青睐。市售成品电子管功放动辄数千元，乃至上万元，如此高价是大多数爱好者无法企及的。爱好者说得好：“自己动手，丰衣足食”。只要你有一定的电子知识和一定的动手能力，自制一台物美价廉的电子管功放并非难事。电子管功放较之晶体管功放，看似庞大复杂，但当你了解了电子管电路的工作方式后，会发现，电子管劝放电路较之晶体管分立元件功放相对简洁，所用元件也少得多。除输出变压器自制有一定难度外，其他元器件只要选配得当，电路调试有方，一台靓声的电子管功放就会在你的手上诞生。本章先对自制电子管功放的元件选配、安装程序、调试技巧及关键制作要领作一简要介绍。当你胸有成竹，跃跃欲试时，就可以动手操作了。第一节电子管功放的装配与焊接技巧一、搭棚焊接方式国内外许多著名的电子管功率放大器过去和现在均采用搭棚式装配焊接方式。因为，搭棚式接法的优点是布线可走捷径，使走线最近，达到合理布线。另外，电子管功放的元件数量不多，体积较大，借助元件引脚，即可搭接，减少了过多引线带来的弊病。只要布局合理，易收到较好的效果。图8—1为搭棚式接法示意图。搭棚式接法一般将功放机内的各种元器件分为3—4层，安装元件的步骤是由下而上。接地线与灯丝走线一般置于靠近底板的最下层，其地线贴紧底板，并保持最好的接触；第二层多为各电子管阴极与栅极接地的元器件。注意同一管子阴极与栅极的相关元件接地最好就近在同一点接地；第三层是各放大级之间的耦合电容等元件；最上层则为以高压架空接法连接的阻容等元件。高压元件置于上层可以有效地防止高压电场对各级电路造成的干扰。二、关于一点接地一点接地，在电子管功放电路的布线中是一项值得重视的措施。图8—2为一点

音频功率放大器电路

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A u 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f H 和f L 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。双电源供电BTL音频功率放大器工作原理:用两块TDA2030 组成如图1所示的BTL功放电路，TDA 2030（1）为同相放大器，输入信号V in通过交流耦合电容C1馈入同相输入端①脚，交流闭环增益为K VC①＝1＋R3 / R2≈R3 / R2≈30dB。R3 同时又使电路构成直流全闭环组态，确保电路直流工作点稳定。TAD 2030（2）为反相放大器，它的输入信号是由TDA 2030（1）输出端的U01经R5、R7分压器衰减后取得的，并经电容C6 后馈给反相输入端②脚，它的交流闭环增益K VC②＝R9 / R7//R5≈R9/R7≈30dB。由R9＝R5，所以TDA 2030（1）与TDA 2030（2）的两个输出信号U01 和U02 应该是幅度相等相位相反的，即： U01≈U in·R3 / R2

电子管功放

认真看完这个帖子,相信你就可以做成电子管功放了. 1，图纸可同时用于6P3P（6L6GC）家族和6550家族，这两种管子现在各厂都在生产。其中6P3P，6N8P库存较多，不容易被炒作涨价。 2，采用6P3P输出功率为20W，采用6550输出功率为60W。 3，额定功率失真小于0.4%，功率管已配对。 4，R2参考中心值15K，调节R2使帘栅极供电电压为285V。如有条件，帘栅极请采用稳压供电。 5，采用6P3P时，R1参考中心值75K，调节R1使6P3P屏流为32mA；采用6550时，R1参考中心值51K，调节R1使6550屏流为41mA。

直到今日，我评测一个胆机的最重要指标仍然是失真，尽管在很多主观流派中认为失真并不重要，甚至失真低=没韵味。然而多年的实际测试和听音经验告诉我，越是低失真的胆机，给我带来的主观听感越好，韵味更丰富。如果你一个无视指标的爱好者，看到这里也可以结束了，本帖并不适合你。下面开始介绍推挽胆机的一些设计理念和tips，我希望对于自己设计的爱好者能起到帮助作用。在传统的推挽电路结构中，常见结构为以下几种： 1，电压放大+长尾倒相+功率级。优点是增益高，用管少，开环频响较好；缺点是长尾倒相级对称性一般，需仔细调试。 2，差分放大+（驱动）+功率级。优点是倒相对称性优秀，开环频宽较好；缺点是需要多一组负电源，不增加驱动级开环增益较低。 3，自平衡倒相+（驱动）功率级。优点是用管少，增益适中；缺点是倒相级对称性一般，频响较窄。 4，电压放大+屏阴分割+（驱动）+功率级。优点是用管少，倒相级无需调试；缺点是不加设驱动级增益低，频宽较窄。由于架构1在用管，增益和稳定性方面都适中，比较适合初学者制作，本帖讨论将以一个电压放大+长尾倒相的推挽胆机架构作为分析对象。 A，输入级：架构1的输入级主要作用是提高电路的开环增益，为长尾倒相级提供合适的直流偏置。由于长尾倒相级自身有一定增益，并不需要太大的输入电压，输入级可由多种方式组成：共阴，SRPP，叠串，u跟随为了比较这些放大方式，我做了一次实验来测试比较它们的失真度，见表1

电子管基础知识(最适合初学者)

一起来学习电子管基础知识（最适合初学者）常见的电子管功放是由功率放大，电压放大和电源供给三部分组成。电压放大和功率放大组成了放大通道，电源供给部分为放大通道工作提供多种量值的电能。一般而言，电子管功放的工作器件由有源器件（电子管，晶体管）、电阻、电容、电感、变压器等主要器件组成，其中电阻，电容，电感，变压器统称无源器件。以各有源器件为核心并结合无源器件组成了各单元级，各单元级为基础组成了整个放大器。功放的设计主要就是根据整机要求，围绕各单元级的设计和结合。这里的初学者指有一定的电路理论基础，最好有一定的实做基础且对电子管工作原理有一定了解的（1）整机及各单元级估算 1，由于功放常根据其输出功率来分类。因此先根据实际需求确定自己所需要设计功放的输出功率。对于95db的音箱，一般需要8W输出功率；90db的音箱需要20W左右输出功率；84db音箱需要60W左右输出功率，80db音箱需要1 20W左右输出功率。当然实际可以根据个人需求调整。 2，根据功率确定功放输出级电路程式。对于10W以下功率的功放，通常可以选择单管单端输出级；10－20W可以选择单管单端功放，也可以选择推挽形式；而通常20W以上的功放多使用推挽，甚至并联推挽，如果选择单管单端或者并联单端，通常代价过高，也没有必要。3，根据音源和输出功率确定整机电压增益。一般现代音源最大输出电压为2Vrms，而平均电压却只有0.5Vrms左右。由输出功率确定输出电压有效值：Uout＝√￣（P·R），其中P为输出功率，R为额定负载阻抗。例如某8W输出功率的功放，额定负载8欧姆，则其Uout＝8V，输入电压Uin记0.5V，则整机所需增益A＝Uout/Uin＝16倍 4，根据功率和输出级电路程式确定电压放大级所需增益及程式。（OTL功放不在讨论之列）目前常用功率三极管有2A3，300B，811，211，845，805 常用功率束射四极管与五极管有6P1，6P14，6P6P，6P3P（807），EL34，F U50，KT88，EL156，813 束射四极管和五极管为了取得较小的失真和较低的内阻，往往也接成三极管接法或者超线性接法应用。下面提到的“三极管“也包括这些多极管的三极管接法。通常工作于左特性曲线区域的三极管做单管单端甲类功放时，屏极效率在20%－25%，这里的屏极效率是指输出音频电功率与供给屏极直流电功率的比值。工作于右特性曲线区域的三极管，多极管超线性接法做单管单端甲类功放时，屏极效率在25%－30%。而标准接法的多极管做单管单端甲类功放时，屏极效率可以达到35%左右关于电子管特性曲线的知识可以参照以下链接：/dispbbs.asp?boardID=10&ID=15516&replyID=154656&skin=0 三极管及多极管的推挽功放由于牵涉到工作点，电路程式，负载阻抗，推动情况

音频功率放大器的设计报告

音频功率放大器的设计报告目录一、设计任务和要求 (2) 二、设计方案的选择与论证 (2) 三、电路设计计算与分析 (4) UA741介绍 (4) 前级电路原理图及仿真结果 (5) （6）TDA2030介绍·················································· 音频功放电路原理图及仿真结果 (7) 结果与分析 (8) 总原理图 (9) PCB图 (10) 四、总结及心得 (12) 五、附录 (14) 六、参考文献 (15)

音频功率放大器的设计一、设计任务和要求 1、设计任务设计一音频功率放大器，满足：（1）、输出功率为1W---2W；（2）、输出阻抗8-16欧姆；（3）、带宽：100Hz—10KHz； 2、设计要求（1）、根据设计指标，确定电路的理论设计；（2）、学会合理的选择电路的元器件；（3）、利用multisim软件完成对相关电路模块的仿真分析；（4）、按时提交课程设计报告，画出设计电路图，交一份A3的图纸，完成相应的答辩；二、设计方案的选择与论证音频功率放大器，简称音频功放，该设备主要用于推动扬声设备发声，因而，在很多电子设备上均有应用，比如，手机、电脑、电视机、音响设备等，是我们生活、学习不可或缺的重要设备，为我们的生活带来了很多便利。音频功率放大器实际上就是对比较小的音频信号进行放大，使其功率增加，然后输出。前置放大主要完成对小信号的放大，使用一个同向放大电路对输入的音频小信号的电压进行放大，得到后一级所需要的输入。后一级的主要对音频进行功率放大，使其能够驱动电阻而得到需要的音频。设计时首先根据技术

音频功率放大器设计详解

音频功率放大器设计一、设计任务设计一个实用的音频功率放大器。在输入正弦波幅度≤5mV，负载电阻等于8Ω的条件下，音频功率放大器满足如下要求： 1、最大输出不失真功率P OM≥8W。 2、功率放大器的频带宽度BW≥50Hz~15KHz。 3、在最大输出功率下非线性失真系数≤3%。 4、输入阻抗R i≥100kΩ。 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。二、设计方案分析根据设计课题的要求，该音频功率放大器可由图所示框图实现。下面主要介绍各部分电路的特点及要求。图1 音频功率放大器组成框图 1、前置放大器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

6p3p电子管功放制作心得

电子报/2013年/7月/14日/第015版音响技术 6P3P电子管功放制作心得江苏陈洪伟胆机是音响放大器中古老而又经久不衰的长青树，其显著的优点是声音甜美柔和自然，尤其动态范围之大，线性之好，绝非其他放大器所能轻易替代。对于刚刚接触电子管放大器的爱好者来说，选择简洁、优秀的单端甲类电路为首选。单端甲类电子管功放具有音色圆润、甜美，制作成功率高的特点。本文介绍的线路采用524P整流，6N1前级输入，6P3P功率放大，采用标准接法。6P3P为入门级产品，品质相当出众，低廉的价格使制作成本较低。只要设计合理，精心制作，也能将6P3P玩到发烧境界。更重要的是，本线路让那些刚刚喜欢上电子管功放的初级发烧友，通过尝试逐步熟悉电子管功放的制作。一、电路原理如图1所示。该电路具有失真小、噪声低、频响宽等特点，是目前电子管功放电路中常见的优秀线路之一。功率管6P3P采用标准接法，信号由控制栅极(⑤脚)输入，帘栅极(④脚)与电源相连。这种接法的特点是放大效率高。6P3P栅-负压19V，屏极电压300V，屏级电流60mA。输出功率约7.5W，能够满足一般家居环境放音要求。电源电路采用传统的电子管整流，CLC型滤波器，使整机音色达到和谐与平衡。电子管整流在开机时的预热过程具有保护功率电子管的作用，这一点在使用天价电子管时显得尤为重要。CLC型滤波方式滤波效果好，电源内阻低，对降低噪音，提高整机动态有极大的益处。输出变压器是电子管功放电路的重要部件，如果自制条件不具备，可以构买成品。本机所用输出变压器铁芯为32mmx65mm，初极3300圈，分两层。线径为Φ0.82mm；次级共172圈，分三层，所用线径为Φ0.82mm。硅钢片空气隙0.08mm，工作电流70mA、功率10W。二、装配本机线路简洁，所用元件较少，可采用搭棚焊接，制作调试简单，成功率高。制作时可以三焊接电源与灯丝供电部分，电源正常之后再焊接放大电路，要注意的是，电源空载时，电压稍高，电容耐压一定要满足要求。三、检测与调试首先检查电路焊接有无质量问题，有无虚焊，漏焊，短路，断路，焊渣线头是否清理干净。通电前测直流高压电源对地(高压电路两端)电阻，数值应接近或等于泄放电阻的阻值。测量交流进电电路与地之间的阻值，数值应该无穷大。测量输出有无开路(阻值无穷大)或短路(阻值约为零)，正常数值应接近负载的直流电阻。测量电压放大级、推动级电源对地电阻，数值应大于泄放电阻。通电测量:不插功放管通电测量功放管阳极直流电压值，空载数值应是交流电压有效直的1.2～1.4倍。测量次高压电压，空载直流电压应接近或等于阳极电压。测量功放管栅极偏压，数值应接近预定电压值。同时应将每只功放管的栅极负压调至最大值(负)。测量电压放大级、推动级电压值，每级阳极电压应接近或等于设置的工作电压值。调整功放管静态电流插上功效管接好音箱，断开环路负反馈电路。开机，将直流电压表红表笔接阴极，黑表笔插在机箱的螺丝孔内，调整固定栅偏压可调电阻，边调边观察电压读数。这个过程中一定要细心，动作要慢，每次调整电位器的幅度一定要小。用电压读数除以阴极电阻值，即是管子的静态电流。四、注意事项

音频功率放大电路实验报告分析

实验报告课程名称：电路与模拟电子技术实验指导老师：成绩：__________________ 实验名称：音频功率放大电路实验类型：研究探索型实验同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求 1、理解音频功率放大电路的工作原理。 2、学习手工焊接和电路布局组装方法。 3、提高电子电路的综合调试能力。 4、通过myDAQ 来分析理论数据和实际数据之间的关系。二、实验内容和原理（必填）音频功率放大电路，也即音响系统放大器，用于对音频信号的处理和放大。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。作为音响系统中的放大设备，它接受的信号源有多种形式，通常有话筒输出、唱机输出、录音输出和调谐器输出。它们的输出信号差异很大，因此，音频功放电路中设置前置放大级以适应不同信号源的输入。为了满足听众对频响的要求和弥补设置了音调控制放大器，希望能对高音、低音部分的频率特性进行调节扬声器系统的频率响应不足，。为了充分地推动扬声器，通常音响系统中的功率放大器能输出数十瓦以上功率，而高级音响系统的功放最大输出功率可达几百瓦以上。扩音机的整机电路如下图所示，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。装订线

前置放大电路：前置放大级输入阻抗较高，输出阻抗较低。前置放大级的性能对整个音频功放电路的影响很大，为了减小噪声，前置级通常要选用低噪声的运放。由A1组成的前置放大电路是一个电压串联负反馈同相输入比例放大器。理想闭环电压放大倍数为：23 1R R A vf + = 输入电阻：1R R if = 输出电阻：0of =R 功率放大级：对于功率放大级，除了输出功率应满足技术指标外，还要求电路的效率高、非线性失真小、输出与音箱负载相匹配，否则将会影响放音效果。集成功率放大器通常有OTL 和OCL 两种电路结构形式。OTL 功放的优点是只需单电源供电，缺点是输出要通过大电容与负载耦合，因此低频响应较差；OCL 功放的优点是输出与负载可直接耦合，频响特性较好，但需要用双电源供电。（实验室提供本功能模块）本实验电路的功率放大级由集成功率器件TDA2030A 连成OCL 电路输出形式。 TDA2030A 功率集成电路具有转换速率高，失真小，输出功率大，外围电路简单等特点，采用5脚塑料封装结构。其中1脚为同相输入端；2脚为反相输入端；3脚为负电源；4脚为输出端； 5脚为正电源。功放级电路中，电容C15、C16用作电源滤波。D1和D2为防止输出端的瞬时过电压损坏芯片的保护二极管。R11、C10为输出端校正网络以补偿感性负载，其作用是把扬声器的电感性负载补偿接近纯电阻性，避免自激和过电压。图中通过R10、R9、C9引入了深度交直流电压串联负反馈。由于接入C9，直流反馈系数F ′＝1。对于交流信号而言，

高效率音频功率放大器设计文献综述【文献综述】

文献综述电子信息工程高效率音频功率放大器设计文献综述一、前言为了节约电路的成本，提高放大器的效率，采用普通的电子元器件设计高效率音频功率放大器的方法，使用基本的运算放大器，构成PWM路，形成D 类功率放大器，实现了高效率，低失真的设计要求。为了提高电路的抗干扰性能，在设计中使用了电压跟随器，差动放大器，有源带通滤波器等。使设计获得了良好的效果。二、主题在现代音响普及中，人们因生活层次、文化习俗、音乐修养、欣赏口味的不同，令对相同电气指标的音响设备得出不同的评价。所以，就高保真度功放而言，应该达到电气指标与实际听音指标的平衡与统一。音频功率放大器是一个技术已经相当成熟的领域，几十年来，人们为之付出了不懈的努力，无论从线路技术还是元器件方面，乃至于思想认识上都取得了长足的进步。（一）早期的晶体管功放半导体技术的进步使晶体管放大器向前迈进了一大步。自从有了晶体管，人们就开始用它制造功率放大器。　早期的放大器几乎全用锗管来制作，但由于锗管工艺上的一些原因，使得放大器中所用的晶体管，尤其是功放管性能指标不易做得很高，例如，共发射极截止频率fh的典型值为4kHz，大电流管的耐压值一般在30V一40V左右。这样，放大器的频率响应也就很狭窄，其3dB截止频率通常在10kHz左右，大大影响了音乐中高频信号的重现。再加上功放管的耐压、电流和功耗三个指标相互制约，制作较大功率的OTL或OCL放大器不易寻到三个指标都满足要求的管子，所以不得不采用变压器耦合输出。变压器的相移又使电路中加深度负反馈变得很困难，谐波失真得不到充分的抑制，因此这一时期的晶体管放大器音质是很差的。“还

音频功率放大电路报告

一、设计题目：音频功率放大电路二、设计的任务和要求 1、主要要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的音频功率放大电路，负载为扬声器，阻抗8Ω。 2、性能指标：频带宽50H Z ～20kH Z ，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47KΩ。三、原理电路和程序设计 3.1、方案的确定及论证 1、OTA互补对称功率放大器 OTL 电路通常由两个对称的异型管构成，因此又称为互补对称电路，图 3-1 为单电源 OTL 互补对称功率放大电路。电路中 T1 是推动级（电压放大，也叫激励级），其中Rb1、Rb2是 T1 的基极偏置电阻，Re为 T1发射极电阻，Rb为T1集电极负载电阻，它们共同构成 T1 的稳定静态工作点；T2、T3 组成互补对称功率放大电路的输出级，且 T2、T3工作在乙类状态；C2 为输出耦合电容。功率放大器采用射极输出器，提高了输入电阻和带负载的能力。性能分析：乙类互补推挽功放(OTL)的输出功率的计算公式如下：输出功率：P o =U o I o =U o 2/R L 输出最大功率：P om =U o I o =U o 2/R L =U om 2/2R L =V CC 2/8R L

显然P 与电源电压及负载有关 om 2/8R 当输入功率为8w，阻抗8w时，有Pom=V CC V =8*8*8≈22.6v 则电路所需的电源为22.6v。 CC 2、用集成器件实现 Tda2030简介：TDA2030是德律风根生产的音频功放电路，采用V型5 脚单列直插式塑料封装结构。该集成电路广泛应用于汽车立体声收录音机、中功率音响设备，具有体积小、输出功率大、失真小等特点。并具有内部保护电路。电路特点： [1].外接元件非常少。（基本应用电路图3-2） [2].输出功率大，Po=18W(RL=4Ω)。 [3].采用超小型封装（TO-220）,可提高组装密度。 [4].开机冲击极小。 [5].内含各种保护电路，因此工作安全可靠。主要保护电路有：短路保护、热保护、地线偶然开路、电源极性反接（Vsmax=12V）以及负载泄放电压反冲等。 [6].TDA2030A能在最低±6V最高±22V的电压下工作在±19V、8Ω阻抗时能够输出16W的有效功率，THD≤0.1%。用它来做电脑有源音箱的功率放大部分或小型功放再合适不过了。图3-2使用单电源供电的tda2030基本应用电路

常见的电子管功放是由功率放大

常见的电子管功放是由功率放大，电压放大和电源供给三部分组成。电压放大和功率放大组成了放大通道，电源供给部分为放大通道工作提供多种量值的电能。一般而言，电子管功放的工作器件由有源器件（电子管，晶体管）、电阻、电容、电感、变压器等主要器件组成，其中电阻，电容，电感，变压器统称无源器件。以各有源器件为核心并结合无源器件组成了各单元级，各单元级为基础组成了整个放大器。功放的设计主要就是根据整机要求，围绕各单元级的设计和结合。这里的初学者指有一定的电路理论基础，最好有一定的实做基础且对电子管工作原理有一定了解的（1）整机及各单元级估算 1，由于功放常根据其输出功率来分类。因此先根据实际需求确定自己所需要设计功放的输出功率。对于95db的音箱，一般需要8W输出功率；90db的音箱需要20W左右输出功率；84db音箱需要60W左右输出功率，80db音箱需要120W左右输出功率。当然实际可以根据个人需求调整。 2，根据功率确定功放输出级电路程式。对于10W以下功率的功放，通常可以选择单管单端输出级；10－20W可以选择单管单端功放，也可以选择推挽形式；而通常20W以上的功放多使用推挽，甚至并联推挽，如果选择单管单端或者并联单端，通常代价过高，也没有必要。 3，根据音源和输出功率确定整机电压增益。一般现代音源最大输出电压为2Vrms，而平均电压却只有0.5Vrms左右。由输出功率确定输出电压有效值：Uout＝√￣（P·R），其中P为输出功率，R为额定负载阻抗。例如某8W 输出功率的功放，额定负载8欧姆，则其Uout＝8V，输入电压Uin记0.5V，则整机所需增益A＝Uout/Uin＝16倍 4，根据功率和输出级电路程式确定电压放大级所需增益及程式。（OTL功放不在讨论之列）目前常用功率三极管有2A3，300B，811，211，845，805 常用功率束射四极管与五极管有6P1，6P14，6P6P，6P3P（807），EL34，FU50，KT88，EL156，813 束射四极管和五极管为了取得较小的失真和较低的内阻，往往也接成三极管接法或者超线性接法应用。下面提到的“三极管“也包括这些多极管的三极管接法。通常工作于左特性曲线区域的三极管做单管单端甲类功放时，屏极效率在20%－25%，这里的屏极效率是指输出音频电功率与供给屏极直流电功率的比值。工作于右特性曲线区域的三极管，多极管超线性接法做单管单端甲类功放时，屏极效率在25%－30%。而标准接法的多极管做单管单端甲类功放时，屏极效率可以达到35%左右关于电子管特性曲线的知识可以参照

模电课设—音频功率放大器报告

课程设计题目音频功率放大器的设计仿真与实现学院信息工程学院专业班级姓名指导教师年月日

课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：信息工程学院题目: 音频功率放大器的设计仿真与实现初始条件：可选元件：集成功放，电容、电阻、电位器若干；或自选元器件。可用仪器：示波器，万用表，毫伏表等。要求完成的主要任务: （1）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。完成对音频功率放大器的设计、仿真、装配与调试，并自制直流电源。（2）设计要求 ①输出功率10W/8Ω；频率响应20~20KHz；效率>60﹪；失真小。 ②选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。 ③利用Proteus或Multisim仿真设计电路原理图，确定电路元件参数、掌握电路工作原理并仿真实现系统功能。 ④安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告书。 ⑤选做：利用仿真软件的PCB设计功能进行PCB设计。时间安排： 1、2016年12月查阅资料，确定设计方案； 2、2017年01月4日-2017年01月7日完成仿真、制作实物等； 3、2017年01月8日-2017年01月9日调试修改； 4、2017年01月9日-2017年01月10日完成课程设计报告； 5、2016年01月 11日完成答辩。指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日

目录摘要.......................................................................................................................................... I 1引言.. (1) 2音频功率放大器的工作原理及组成 (2) 2.1前置放大电路 (2) 2.2功率放大电路 (2) 3方案设计与选择 (4) 3.1 功率放大器的选择 (4) 3.1.1 OTL互补对称功率放大器 (4) 3.1.2用集成器件TDA2030实现 (5) 3.1.3 基于TDA2030的双电源互补对称功放 (6) 3.1.4 基于TDA2030的双电源桥式推挽互补对称功放 (6) 3.1.5 比较与选择 (8) 3.2 整体电路 (8) 3.2.1 主要元件：TDA2030 (8) 3.2.2 放大电路的基本设计 (9) 3.3 各模块功能与设计 (10) 3.3.1 放大模块 (10) 3.3.2 输入模块 (11) 4电路原理及分析 (13) 4.1电路图 (13) 4.2 波特图输出如图 (13) 4.3 输入输出波形仿真 (14) 4.3.1 仿真波形情况 (14) 4.3.2 灵敏度测量 (15) 5 实际测试 (16) 6 主要元件介绍及参数 (17) 6.1 TDA2030 (17) 6.1.1 TDA2030参数 (17)

关于音频功率放大器的常识

关于音频功率放大器的常识一、分类音频功率放大器从材料组成分为以下几类： ?电子管功放（电压放大器） ?晶体管功放（电流放大器） ?场效应管功放（电流放大器） ?集成电路功放 ?数字功放音频功率放大器从用途分为以下几类：HIFI音乐功放和AV家庭音响功放。其中HIFI音乐功放的特点是保真度高、电路简捷、用料讲究。功放的功能是信号放大或振荡。功放是对一定频率的信号的放大，在放大的过程中存在两种失真：偶次谐波失真、奇次谐波失真。其中偶次谐波失真比较符合人耳的听觉，特性“温暖、柔和”；奇次谐波失真是“生硬、刺耳”的金属声。常规AV家庭音响规格是5.1或7.2，数字具体指音箱数量。家庭AV音箱中低音炮单独带功放，剩余音箱的功放整合至一个设备。由于AV音响的声场特殊性，常规AV音响带有分频器。连接音响的线材通常使用无氧铜线材。音响系统有点声源和矩阵声源两种声源模式，点声源适合小范围的音乐欣赏，矩阵声源适合大场景的表演欣赏。听者与声源的距离呈现效果反馈了设备的性能，常规频率响应数据是，每当听者与声源的距离增加1倍的时候，功放的功率要增加4倍，音箱的灵敏度要增加6dB。功放的核心元件是具有功率放大功能的电子管、晶体管、场效应管、集成电路和数字电路。周边器件是日产黑金刚、红宝石等具有电源滤波功能的大电解电容。还有就是美国DALE电阻、日本ROA电阻、RXJX 无感线绕电阻。金属膜电阻或者大红袍电阻的主要功能是给电路提供电源，提供信号放大电路，减少交流

声。常规功放电路也会用到整流器来处理电平。另外，功放电路离不开电源变压器，常用的电源变压器是环形变压器。电源变压器需要在一次侧与二次侧中间做静电屏蔽。需要注意如果隔离层引出线焊接不良或接地不良将造成电位差增大，出现交流声。常规处理办法是低阻抗，平衡式输入方式，能够最大程度地降噪。在处理噪声方面，常规的做法还有母线接地即一点接地，这样可减小电位差，防止噪声干扰。另外，电路上会引入几个负反馈原理，常规方式是级间负反馈、电流负反馈、整机负反馈。这样做可以达到输入阻抗高、输出阻抗低、控制力强、失真小、解析力强的整体效果。电子管功放的特征围绕核心器件电子管，电子管是电流传导的功能，主要作用是整流和检波。电子管的动态特性有放大系数μ，跨系S、内阻Ri。电子管功放的特点是信号失真明显。晶体管和场效应管功放的核心器件是晶体管或场效应管，主体常常由三极管（集电极、基极、栅极）构成的半导体材料。三极管分类又有半导体材料和极性分类、结构及制造工艺分类、电流容量分类、工作效率分类、封装结构分类、功能用途分类等。功放电路由两部分组成，前级和后级。前级电路的作用是切换音源、处理信号、控制音量。前级负责将信号整理和调整，使音乐信号在进入后级前得到缓冲、等化、调整。常规情况下前级的放大倍率为10倍。前级的组成有音源切换开关、音量电位器、音源输入、音源选择、控制音量。前级的信号流向是输入----信号切换----左右平衡----音量控制----放大电路----静音开关----输出。前级处理了阻抗的降低，之后连接到输出端。前级放大是将信号放大到额定电平，常规是1V左右。前级完成音质控制、美化声音，将音响系统的频率特性控制到高保真的音质水平。音频的频响是5Hz到35Hz 。

音频功率放大器设计(明细)

电气与电子信息工程学院《电子线路设计与测试B》报告设计题目：多级音频放大电路的设计与测试专业班级：电子信息工程技术2013（1）班学号： 201330230118 姓名：指导教师：设计时间： 2015/07/13～2015/07/17 设计地点：K2—306

电子线路设计与测试B成绩评定表姓名学号专业班级电子信息工程技术2013级（1）班课程设计题目：多级音频放大电路的设计与测试课程设计答辩或质疑记录： 1、对一个音频功率放大器的前置级有什么要求？答：要求：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。 2、试画出利用TDA2030/2030A实现的OTL功率放大器电路？答： 3、何为D类功率放大器？D类功率放大器有什么特点？答：(1)D类功放也叫丁类功放，是指功放管处于开关工作状态的功率放大器。 (2)特点：效率高、功率大、失真小、体积小。成绩评定依据：实物制作（40％）：课程设计考勤情况（10％）：课程设计答辩情况（20％）：完成设计任务及报告规范性（30％）：最终评定成绩：指导教师签字：年月日

目录《电子线路设计与测试B》课程设计任务书 (4) 一、课程设计题目：多级音频放大电路的设计与测试 (4) 二、课程设计内容 (4) 三、进度安排 (4) 四、基本要求 (5) 五、课程设计考核办法与成绩评定 (5) 六、课程设计参考资料 (5) 多级音频功率放大电路的设计与测试 (6) 一、设计任务 (6) 二、设计方案分析 (6) 1、前置放大器 (6) 2、音调控制电路 (7) 3、功率放大器 (11) 三、主要单元电路参考设计 (11) 1、前置放大器电路 (12) 2、音调控制器电路 (12) 3、功率放大器电路 (14) 四、软件的仿真与调试 (15) 五、原理图与PCB的制作 (16) 六、音频功率放大器的调试 (17) 七、心得体会 (18) 八、附录 (19) 1、元件清单 (19) 2、实物图 (19) 3、文献 (19)

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，