集成运放音频放大电路设计分析
集成运算放大器的设计方法
集成运算放大器的设计方法运算放大器电路大全我们经常看到很多非常经典的运算放大器应用图集，但是这些应用都建立在双电源的基础上，很多时候，电路的设计者必须用单电源供电，但是他们不知道该如何将双电源的电路转换成单电源电路。
在设计单电源电路时需要比双电源电路更加小心，设计者必须要完全理解这篇文章中所述的内容。
1．1 电源供电和单电源供电所有的运算放大器都有两个电源引脚，一般在资料中，它们的标识是VCC＋和VCC－，但是有些时候它们的标识是VCC＋和GND。
这是因为有些数据手册的作者企图将这种标识的差异作为单电源运放和双电源运放的区别。
但是，这并不是说他们就一定要那样使用――他们可能可以工作在其他的电压下。
在运放不是按默认电压供电的时候，需要参考运放的数据手册，特别是绝对最大供电电压和电压摆动说明。
绝大多数的模拟电路设计者都知道怎么在双电源电压的条件下使用运算放大器，比如图一左边的那个电路，一个双电源是由一个正电源和一个相等电压的负电源组成。
一般是正负15V，正负12V和正负5V也是经常使用的。
输入电压和输出电压都是参考地给出的，还包括正负电压的摆动幅度极限Vom以及最大输出摆幅。
单电源供电的电路(图一中右)运放的电源脚连接到正电源和地。
正电源引脚接到VCC＋，地或者VCC－引脚连接到GND。
将正电压分成一半后的电压作为虚地接到运放的输入引脚上，这时运放的输出电压也是该虚地电压，运放的输出电压以虚地为中心，摆幅在Vom 之内。
有一些新的运放有两个不同的最高输出电压和最低输出电压。
这种运放的数据手册中会特别分别指明Voh 和Vol 。
需要特别注意的是有不少的设计者会很随意的用虚地来参考输入电压和输出电压，但在大部分应用中，输入和输出是参考电源地的，所以设计者必须在输入和输出的地方加入隔直电容，用来隔离虚地和地之间的直流电压。
(参见1.3节)图一通常单电源供电的电压一般是5V，这时运放的输出电压摆幅会更低。
另外现在运放的供电电压也可以是3V 也或者会更低。
集成运放放大电路实验报告
集成运放放大电路实验报告一实验目的：用运算放大器等元件构成反相比例放大器，同相比例放大器，反相求和电路，同相求和电路，通过实验测试和分析，进一步掌握它们的主要特征和性能及输出电压与输入电压的函数关系。
二仪器设备：i SXJ-3B型模拟学习机ii 数字万用表iii 示波器三实验内容：每个比例求和运算电路实验，都应进行以下三项：（1）按电路图接好后，仔细检查，确保无误。
（2）调零：各输入端接地调节调零电位器，使输出电压为零（用万用表200mV档测量，输出电压绝对值不超过0.5mv）。
A. 反相比例放大器实验电路如图所示R1=10k Rf=100k R’=10k输出电压：Vo=-(Rf/R1)V1实验记录：将电路输入端接学习机上的直流信号源的OUTPUT，调节换档开关置于合适位置，并调节电位器，使V1分别为表中所列各值，（用万用表测量）分析输出电压值，填在表内。
实际测量V0的值填在表内。
B 同相比例放大器R1=10k, Rf=100k R＇=10k输出电压：V0=（1+Rf/R1）V1别为表中所列各值，（用万用表测量）分析输出电压值，填在表内。
E 电压跟随器实验电路：四思考题1 在反相比例放大器和加法器中，同相输入端必须配置一适当的接地电阻，其作用是什么？阻值大小的选择原则怎样考虑？此电阻也称之为平衡电阻，使输入端对地的静态电阻相等，减少输入失调电流或对电路的影响。
2分析实验数据与理论值产生的误差原因。
（1）运放输入阻抗不是无穷大。
（2）运放增益不是无穷大。
（3）运放带宽不是无穷大。
（4）运放实际存在输入、温漂等等。
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。
专业： 姓名：学号： 日期： 地点： 桌号装订线点名册上的序号前置 放大级 音调控制 放大级 功率 放大级前置放大电路：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：231R 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。
音频功率放大器的设计仿真与实现全解
课程设计任务书学生姓名：专业班级：电信指导教师：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。
直流电源±12V，或自选电源。
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、装配与调试。
（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 第18周前半周，完成仿真设计调试；并制作实物。
2 第18周后半周，硬件调试，撰写、提交课程设计报告，进行验收和答辩。
指导教师签名：年月日日月年系主任（或责任教师）签名：目录1 设计任务与要求……………………………………………………………………………..错误！未定义书签。
1.1设计任务…………………………………………………………………………………...错误！未定义书签。
1.2设计要求…………………………………………………………………………………...错误！未定义书签。
2 设计方案………………………………………………………………………………………...错误！未定义书签。
3 选择器件与参数运算………………………………………………………………………错误！未定义书签。
3.1运放NE5532介绍……………………………………………………………………..错误！未定义书签。
3.2 TDA 2030介绍………………………………………………………………………….43.3功率计算 (5)4 单元电路设计 (6)4.1主电源电路 (6)4.2调音电路 (6)4.3功率放大电路 (7)5 电路设计仿真 (9)5.1仿真电路图 (9).9…………………………………………………………仿真结果5.2．6 心得体会 (10)7 参考文献 (11)附表一：电路原理图………………………………………………………………………….错误！未定义书签。
音频放大器 实验报告
音响放大器的设计一、 设计任务1) 功能要求：具有话筒扩音、音调控制、音量控制，卡拉OK 伴唱2) 已知条件：集成功率放大器LM386 1个，10K 欧姆高阻话筒一个（咪头，要加上拉电阻），输出电压为5mV ,集成运放LM324一只， +VCC = +9V ，8Ω/2W 负载电阻RL 1只，8Ω/4W 扬声器1只,MP3一台（连接输入线一条）3) 主要技术指标：额定功率 Po ≥0.3W(γ <3%)；4) 负载阻抗 RL=8Ω；5) 截止频率fL=50Hz ，fH=20kHz ；6) 音调控制特性 1kHz 处增益为0dB ，125Hz 和8kHz 处有±12dB 的调节范围，A VL=A VH ≥20dB ；7) 话放级输入灵敏度 5mV ；8) 输入阻抗 Ri>>10K Ω。
二、 实验器材实验所需元件、示波器、万用表、覆铜板、函数发生器、热转印机、钻孔机、环保腐蚀液、变压器、MP3、喇叭等等三、 功能模块组成和增益分配图 1功能模块组成 话筒输入5mv 话音放大器（4.7倍）音频输入100mv 混合前置放大(3倍)音调控制器（0.8倍）功率放大器（30倍）扬声器+9V 电源四、功能模块设计（一）工作电源（+9V）电源模块由实验室稳压试验箱经过J1、J2接入电路模块，S1为电源开关，W1是7809稳压芯片，期中C3、C4为电源输入的滤波电容，C5、C6为电源输出的滤波电容，D1为发光二极管做上电指示用，P2为4个短接到地上的排针接口，作为测试用的接口。
图2稳压模块（二）话筒输入和话音放大器由于话筒的输出信号一般只有5mV左右，输出阻抗高。
所以话音放大器用来不失真地放大声音信号，输入阻抗需远大于话筒的输出阻抗，且符合阻抗匹配。
第一级设计成增益为：A V1=1+R2/R4=47K/10K=4.7，R2 =75KΩ; R4=10KΩ，放大后输出电压为V o1按设计要求应该达到24mv，原理图如下：图3话音放大器（三）音频输入和混合前置放大器混合前置放大器的作用是将MP3输出的音乐信号与话音混合放大，音频信号输出100MV，话音信号放大3倍，此级电路的电压放大倍数可以表示为：VO2 = - [ (R1/R5)*VO1 + (R1/R9)*V12 ]A V2= VO2/VO1=3其中R11为调节此级电路的输入阻抗的变阻器，用以控制此级电路的音量调控。
. 集成运放应用电路设计 360 例
. 集成运放应用电路设计 360 例《集成运放应用电路设计360例》一、引言在当今电子科技飞速发展的时代，集成运放应用电路设计已经成为了电子工程师们日常工作中不可或缺的一部分。
本文将从不同的角度对集成运放应用电路设计进行360例分析，帮助读者更全面、深入地了解这一重要主题。
二、集成运放的基本原理1. 什么是集成运放集成运放是一种集成电路芯片，内部含有多个传输管、电阻、电容、运算放大器等电子元件，具有高放大倍数、高输入阻抗和低输出阻抗等特点。
2. 集成运放的工作原理集成运放的工作原理是利用差分输入、负反馈和放大器的特性来实现对输入信号的放大、滤波、积分、微分等功能。
三、常见的集成运放应用电路1. 非反相放大电路在非反相放大电路中，输入信号经过集成运放放大后，输出信号与输入信号具有相同的极性。
2. 反相放大电路反相放大电路是集成运放应用电路中常见的一种，通过负反馈来实现对输入信号的放大。
3. 滤波电路集成运放在滤波电路中发挥着重要作用，实现对特定频率信号的滤波和衰减。
4. 比较器电路比较器电路利用集成运放的开环增益特性，将输入信号与基准电压进行比较，输出高低电平信号。
4. 信号调理电路信号调理电路利用集成运放对信号进行调理和处理，如放大、滤波、积分、微分等，常见于传感器和仪器仪表系统中。
五、集成运放应用电路设计的关键要点1. 电路设计的精度要求在集成运放应用电路设计中，精度是一个至关重要的要素，包括输入输出精度、电源电压滞后、温度漂移等。
2. 电路的稳定性稳定性是集成运放应用电路设计中需要考虑的另一个关键因素，包括电路的稳定性、抑制电路震荡、频率补偿等。
3. 电路的抗干扰能力在实际应用中，集成运放应用电路设计需要考虑电路的抗干扰能力，尤其是在噪声干扰严重的环境中。
4. 电路的功耗和热设计在电路设计中，功耗和热设计是需要综合考虑的因素，包括电路的功耗、温升、散热方式等。
六、集成运放应用电路设计的案例分析1. 温度传感器信号调理电路设计在温度传感器信号调理电路设计中，需要考虑到传感器的灵敏度、温度范围、线性化补偿等因素。
音频功率放大电路的设计 实验报告
课程名称：电路与电子技术实验Ⅱ指导老师：成绩：__________________实验名称：音频功率放大电路的设计类型：___________________同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的和要求1.了解复杂电子电路的设计方法。
2了解集成功率放大器的基本特点。
3了解放大电路的频率特性及音调控制原理。
4.学习复杂电子电路的分模块调试方法。
5. 学习扩音机电路的特性参数的测试方法。
二、实验内容和原理1. 整机电路设计整机电路主要分为：前置电路、音调电路、功放电路、音量调节、退耦电路、电路负载、电源保护电路几部分。
其中主要部分为前置放大电路、音量调节电路、功率放大电路。
2.前置放大电路前置放大级的主要功能是：进行功率放大，同时消除自激震荡。
为了减小噪声，前置级通常选用低噪声的运放。
由A1组成的前置放大级是一个同相比例放大器，具有较高的输入电阻。
前置放大级的放大倍数：输入电阻Rif=R1，输出电阻Rof=03.音调控制级电路音调控制级的主要功能是：分别对高音和低音的信号进行调节，来满足不同声音的要求。
音调控制级通过不同的负反馈网络和输入网络，使得放大器的Af随信号频率的不同而改变，从而达到音调控制的目的。
音调控制级由音调控制网络和运算放大器A2组成，为电压并联型负反馈电路。
调节RP1和RP2可以改变放大器的Af，达到音调控制的效果。
（1）低音部分在低频区，C6、R7支路可视为开路，反馈网络主要由上半部分电路起作用，R5的影响可忽略；低音时上半部分电路实质上是一个一阶有源低通滤波器。
①RP1活动端移至A点转折频率为：②RP1活动端移至B点时转折频率为：（2）高音部分高音时，下半部分电路实质上是一个一阶有源高通滤波器。
①RP2活动端移至C点转折频率为：②RP2活动端移至D点转折频率为：4.功率放大级功率放大级的主要功能：主要进行功率放大。
《集成运放音频放大电路》课件
复习旧知
知识铺垫
任务制作
评估总结
课外任务
反相比例运算放大器输入与输出电压波形
低频信号发生器 双踪示波器
If I1
IN
N
Rf
_
∞ +
Uo
Ui
R1 R2
P +
评估总结
1.检查学生任务完成情况并对电路进行 功能分析。 2.检查评估任务完成情况。 a.各小组进行自评； b.各小组进行互评； C.老师总结评价并评选出优秀作品。
用uA741组成反相比例运算放大电路
Rf
uA741
100KΩ +9V
U0= - Rf Ui R1 UO
8 4 1
Ui
R1
10KΩ
_2 +3
7 4 1
-9V
+
=-10 Ui
U0
R2 10KΩ
接通低频信号发生器， 输入f为1KHZ的正弦波信号， 并用示波器观察输入、输出 电压波形。
Ui
返回
任务导入
学习目标
AUf
Rf U0 =U =R1 i
Ui
R1 R2
_
N
∞ +
UO
Rf U0 -4 = =Ui 10
∴Rf=40KΩ ∵R2=R1//Rf, 10×40 ∴ R2=10//40 = 10+40 = 8KΩ
返回
+
P
任务导入
学习目标
复习旧知
知识铺垫
任务制作
评估总结
课外任务
测评: 1. 设计一个电压放大倍数为-5,输入电阻R1为100KΩ的放大电路. 解: (1)采用反相比例运算放大器，如图示. Rf
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实验四 集成运放音频功率放大电路
分析
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总 述
音频功率放大电路的设计不仅要求对音频信号
进行功率放大以有足够的功率驱动扬声器发声，同 时要求音质效果良好。 要实现功率放大，不仅要求对电流进行放大， 而且要求有足够的电压放大倍数。 利用集成运放对电压信号进行放大，不仅可减 小元器件的数量，而且会使电路更加稳定。
端接一同相运算放大器作为推动电路。
同相运算放大器的电压放大倍数为 1
RV 2 ，调节R3的阻值， R9
可控制输出电压的大小，电阻RV2连接到输出端，引入了负
反馈，稳定电路系统。为了不使电阻上消耗太大的功率，R12和
R13的阻值应小于0.5Ω。输出端的扬声器阻值为8 Ω。 问题： 1、选择合适的运算放大器，说明选择的理由； 2、同相运算放大器的放大倍数如何选择？说明理由。
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功率放大器电路
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电路性能分析要求：
1、瞬态分析，即输入输出响应分析； 2、电路稳定性分析，即电路的零极点分析； 3、交流分析，即频率响应分析，测量截止频率，以及截止 频率处的相位差； 4、分析电路的直流小信号增益和输入、输出阻抗；
V
OM
V CC
一般为：0 . 6 ~ 0 . 8
V CC 1
V OM
1
2 POM R L
1 0 .6
2 2 2 8 13 . 3
考虑功放的供电电源大小，最后选择电源VCC为15V。
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为了保证电路安全可靠，通常使电路最大输出功率POM比额 定输出功率Po要大一些，则一般取
POM 1 . 5 ~ 2 PO
所以，最大输出电压VOM应根据最大输出功率POM来计算：
V OM 2 POM R L
考虑晶体管饱和压降等因素，放大器VOM总是小于电源电压。 令电源电压利用率：
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根据设计要求，在输入电压幅度为（5~10）mV、等效 负载电阻RL为8Ω时，放大通道应满足额定输出功率Po≥2W。 设输出电压有效值为Ursm，输出功率为Po，则
U rsm Po R L 4 V
4、分析电路的直流小信号增益和输入、输出阻抗；
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二级放大电路设计
二级放大电路的作用是进一步提供放大倍数，同时加入音色
处理电路，并可对输出的幅度进行调节，如图所示电路，为一个
电压放大倍数约为20倍的反相比例放大器。 要求二级放大电路的输入信号约为200mV、通带为 30Hz~130kHz。
所以，总体电路要求的电压放大倍数为预期的输出电压 有效值除以输出电压有效值再加上一定的设计余量，电压放
大倍数约为400~1000倍。
单级电路不易实现如此大的放大倍数同时保持电路性能，
所以需要采用多级放大电路。考虑到多级放大电路虽然可以
提高电路的增益，但级数太多也会使通频带变窄，所以，下 面采用三级放大设计。
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电压放大倍数为20的前置放大器电路
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电路性能分析要求：
1、瞬态分析，即输入输出响应分析； 2、电路稳定性分析，即电路的零极点分析； 3、交流分析，即频率响应分析，测量截止频率，以及截止频 率处的相位差；
前置放大电路设计
前置放大电路的作用是对微弱输入信号进行放大，如图所示
电路，为一个反相比例放大器，其电压放大倍数为20。
电路的输入信号约为10mV、20Hz~30kHz的交流信号。 音频功率放大器的设计要求电路有足够的带宽，噪声足够小， 以及谐波失真足够小，这就要求选择各级电路中合适的运算放大 器。 问题： 1、如何选合适的运算放大器？ 2、电路中的R1和R3电阻如何选择？
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电压放大倍数为20的二级放大器电路
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电路性能分析要求：
1、瞬态分析，即输入输出响应分析；
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实验报告要求
1、要求用西电实验报告封面，以及西电实验报告纸；
2、要求打印出仿真分析曲线，并要有分析结论； 3、对各级电路所提问题及电路性能分析要求均要进行解答；
4、对音频功率放大电路的设计方案有何更好的改进建议？
2、电路稳定性分析，即电路的零极点分析； 3、交流分析，即频率响应分析，测量截止频率，以及截止 频率处的相位差；
4、分析电路的直流小信号增益和输入、输出阻抗；
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功率放大电路设计
选择甲乙类（OCL）电路为输出功率放大器，其前
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综合电路分析
集成运放功率放大器综合电路
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电路性能分析要求：
1、瞬态分析，即输入输出响应分析； 2、电路稳定性分析，即电路的零极点分析； 3、交流分析，即频率响应分析，测量截止频率，以及截止 频率处的相位差； 4、静态工作点分析； 5、噪声分析； 6、失真分析；
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三级放大设计基本思路：
一级、二级电路组合以实现电压放大（各提供约20倍的放大
倍数），同时加入改善音质的设计（滤波器）；第三级功放放大 电流，同时对电压倍数进行调节。
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