高效率F类对讲机功率放大器的设计与实现
集成电路设计与开发
Ｉ）ｅｓｉｇｎａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＩＣ
高效率Ｆ类对讲机功率放大器的设计与实现
南敬昌，刘磊
（辽宁工程技术大学电子与信患工程学院，辽宁葫芦岛１２５１０５）摘要：研究了Ｆ类射频功率放大器的电路结构与工作原理，并设计了一个工作频段为４０５—
４１５ＭＩ－Ｉｚ、输出功率为３０ｄＢｍ、功率附加效率达到６５％的高效率低谐波失真的Ｆ类对讲机功率放大器。为了达到设计指标，设计采用了一些特殊的方法，包括采用两级单端结构功率放大器结构、Ｆ类功率放大器输出匹配网络，并针对谐波失真过大进行了片外滤波器的设计，有效地滤除了谐波（各阶谐波小于一６９ｄＢｅ）。最后采用２肚ｍＧａＡｓＨＢＴ工艺Ｆ类对讲机功率放大器，经过对实际芯片的测试证明结果完全满足设计指标。
关键词：Ｆ类射频功率放大器；单端结构；输出匹配网络；谐波失真；片外滤波器
中图分类号：ＴＮ７２２文献标识码：Ａ文章编号：１００３．３５３Ｘ（２００９）０３．０２９５．０４
ＤｅｓｉｇｎａｎｄＲｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＨｉｇｈＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙＣｌａｓｓＦＰｏｗｅｒＡｍｐｌｉｆｉｅｒｆｏｒ
ＩｎｔｅｒｐｈｏｎｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ＮａｎＪｉｎｇｃｈａｎｇ，ＬｉｕＬｅｉ
（Ｓｃｈｏｏｌ旷ＥｌｅｃｔｒｉｃｓａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，忱Ｄ，嘞Ｔ∞ｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｕｌｕｄａｏ
１２５１０５，‰）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＣｉｒｃｕｉｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅＣｌａｓｓＦｐｏｗｅｒａｍｐｌｉｆｉｅｒｗｅｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ａｈｉｓｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｌｏｗＴＨＤｐｏｗｅｒａｍｐｌｉｆｉｅｒｆｏｒｉｎｔｅｒｐｈｏｎｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＷ８８ｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｗｏｒｋｉｎｇａｔ４０５－４１５ＭＩ－ｈ，ｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒ
３０ｄＢｍ，ａｎｄＰＡＥ６５％，８０ｍｅｓｐｅｃｉａｌｍｅｔｈｏｄｓｗｅｒｅｕｓｅｄｉｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｔｗｏ－ｓｔａｇｅｓｉｎｇｌｅｅｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｐｏｗｅｒ
ａｍｐｌｉｆｉｅｒ，ｏｕｔｐｕｔｍａｔｃｈｎｅｔｏｆＣｌａｓｓＦｐｏｗｅｒａｍｐｌｉｆｉｅｒ，ａｎｄｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｏｕｔ
ｏｆ
ｃｈｉｐｆｉｈｅｒｆｏｒ
ｂｉｇＴＨＤ，ｄｉｓｐｏｓｉｎｇｔｈｅ
ＴＨＤｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ（ＴＨＤｉｓｕｎｄｅｒ一６９ｄＢｅ）．Ａｔｌａｓｔ，ｔｈｅＣｌａｓｓＦ
ｐｏｗｅｒａｍｐｌｉｆｉｅｒｉｓｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄｗｉｔｈ２ｐｍＧａＡｓＨＢＴｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ａｆｔｅｒｔｅｓｔｉｎｇｏｆｔｈｅｒｅａｌｃｈｉｐ，ｉｔｐｒｏｖｅｓｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｆｕｌｆｉｌｌｔｈｅｄｅｓｉｇｎｇｏａｌ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣｌａｓｓＦｐｏｗｅｒａｍｐｌｉｆｉｅｒ；ｓｉｎｇｈｅｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｏｕｔｐｕｔｍａｔｃｈｎｅｔ；ＴＨＤ；ｆｄｔｅｒｏｕｔ，．ｏｆｃｈｉｐＥＥＡＣＣ：１２２０
～
０引言
无线电对讲机的应用非常广泛，即时沟通、一呼百应、经济实用、运营成本低、不耗费通话费用、节约使用方便，同时还具有组呼通播、系统呼叫、机密呼叫等功能。在处理紧急突发事件中，在进行调度指挥中其作用是其他通信工具所不能比拟的。无线电对讲机和其他无线通信工具（如手机）其市场定位各不相同，难以互相取代，还将长期使用下去。数字通信可以提供更丰富的业务种类、更好的业务质量、更好的保密特性、更好的连接性和更高的频谱效率…。
功率放大器的设计对于对讲机的性能有着重要的影响。针对对讲机对饱和输出功率、功率附加效率、谐波失真等几个特性指标要求较高的特点，设
Ｍａｒｃｈ２００９计采用Ｆ类功率放大器工作模式来提高效率，针对设计过程中谐波失真过大的问题，提出了一种谐波失真的优化方法，来满足低谐波失真的设计指标。最后采用２弘ｍＧａＡｓＨＢＴ工艺实现了高效率Ｆ类对讲机功率放大器。
１Ｆ类功率放大器工作原理
Ｆ类功率放大器使用输出滤波器对晶体管集电极电压或者电流中的谐波成分进行控制，归整晶体管集电极的电压波形或者电流波形，使得它们没有重叠区，减小开关的损耗，提高功率放大器的效率。
如果驱动信号是一个占空比为５０％的方波信号，晶体管可近似作为一个理想开关，集电极看到的基频阻抗为ＲＬ，高阶奇次谐波阻抗为无穷大，而高阶偶次谐波阻抗为０。因此晶体管集电极的电压
万方数据
南敬昌等：高效率Ｆ类对讲机功率放大器的设计与实现
波形中将包含有各奇次谐波成分，它是一个理想的方波。由于晶体管集电极看到的各高阶奇次谐波阻抗为无穷大，而各高阶偶次谐波阻抗为０，因此流过开关的电流中仅包含有基频频率成分和各高阶偶次谐波成分。在传统功率放大器分析中，已经知道Ｂ类放大器中流过输出晶体管的电流就仅具有这些成分，因此Ｆ类放大器流过开关的电流波形与Ｂ类放大器的电流波形一样，也是半个周期的正弦波。
流过开关电流中的基频成分在负载ＲＩ．上产生输出功率，而其他高阶偶次谐波成分则由ＬＣ并联谐振网络短路到地，因此负载上的电压波形和电流波形都是理想的正弦波，没有谐波损耗ｔ２】。
晶体管集电极电压的峰值为２‰，基频成分的幅度为
ｎ＝｛‰（１）
如果流过开关的电流峰值为，ｐｋ，则这个电流中的基频成分和直流成分分别为
／１＝垒２
‰＝每
晶体管的宽度应根据最大电流要求，口ｋ来确定。
而优化负载阻抗值为
。
Ｖｔ８‰
１‘ｏｐｔ一，１一兀‘，ｋ
Ｆ类放大器的输出功率为
７
１
Ｐ砌＝÷‰‰
电源提供的直流功耗为
Ｐｄｃ＝‰ｋ＝÷‰ｌｐｋ＝Ｐ。ｕｔ
因此理想Ｆ类放大器的效率为１００％。
Ｆ类放大器的功率利用因子为
ＰＵＦ＝涤毪＝鲁
它的最大输出功率比Ａ类放大器高约１．０５ｄＢ［３］。
２电路设计
为了满足设计指标，电路采用两级单端功率放大器级联结构，图１为功率放大器结构框图。
图１功率放大器结构框图
ｒｉｇ．１Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｐｏｗｅｒａｍｐｌｉｆｉｅｒ
２９６半导体技术第３４卷第３期
设计难点在于高效率、低谐波的设计目标，因此电路采用了开关模式功率放大器中的Ｆ类工作模式，并对谐波进行了优化。图２为Ｆ类功率放大器输出滤波器网络。
图２Ｆ类功率放大器输出滤波器网络
Ｆｉｇ．２Ｏｕｔｐｕｔｍ砒ｃｈｉｒ唱ｏｆＣｌａｓｓＦｐｏｗｅｒａｍｐｌｉｆｉｅｒ
为了满足输出功率１Ｗ的设计指标，输出阻抗尺州选择５Ｑ。由于要提高效率，设计的输出网络为Ｆ类功率放大器采用的输出滤波器网络，这个网络的特点是：晶体管工作时，在高阶奇次谐波频率处，从晶体管漏端看到的高阶奇次谐波阻抗为无穷大，即开路；在高阶偶次谐波频率处，从晶体管漏端看到的高阶偶次谐波阻抗为０，即短路。图３为输出匹配网络的仿真结果，从仿真结果可以看出，输出网络对二次谐波进行了滤除，二阶谐波的阻抗很小，接近ＯＱ；三阶谐波的阻抗很大，可视其为无穷大，满足设计的理论要求。
图３输出匹配网络仿真结果
魄．３Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｏｕｔｐｕｔｍａｔｃｈｉｎｓ
３电路仿真与谐波优化
本次设计采用Ａｇｉｌｅｎｔ公司的ＡＤＳ软件对电路进行了仿真和优化，晶体管采用２肿ＧａＡｓＨＢＴ工艺的Ｃ．ｕｍｍｅｌ—Ｐｏｏｈ模型，这里不再对模型的建立与参数的提取进行讨论，把重点放在仿真的结果和电路的优化方面【４Ｊ。对以上设计电路进行仿真后得到以下结果，虽然在输出功率、增益和效率方面已经满足设计要求，但是谐波失真仍然较大，不能满足设计要求。所以，这里对谐波失真进行了优化，在片
２００９年３月
万方数据
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外又专门设计了５０皿５０Ｑ的滤波器，在不改变功率
放大器其他指标的同时滤除谐波，以满足设计要求。
图４为片外滤波器原理图。
Ｔｅｒｍ
ＴｃｒｍｌＮｕｍ＝ＩＺ每５０Ｑ
Ｔｅｒｍ
Ｔｃｒｎｌ２
Ｎｕｍ＝２
弘５０Ｑ
图４片外滤波器网络
Ｆｉｇ．４Ｆ／］ｔｅｒｏｕｔｏｆｃｈｉｐ
图５为优化后的整个功率放大器的仿真结果。从图中可以看出，输出功率大于３１ｄＢｍ，效率达到６７％，二次谐波乃至其他高次谐波均被滤除，小于一６９ｄＢｃ，满足设计指标。
（＿）ＰⅫｗＰｈ
（ｂ）叩眦％凡
ｍ３５
Ｐａｖｓ＝－Ｉ．０００
Ｗｔｏｄｂｍ（Ｐｏｕｔ＿Ｗ．ＨＢ２）－Ｗｔｏｄｂｍ０，ｏｕｔ＿ｗ＿Ｉ－ｍ）＝－６９．７５３耋．－６∞０
富－ｌ∞
葛－１２０
景－１４０
皇－ｌ∞
奁－１８０
－３０—２５．２０—１５一１０－－５０５
ＰＪｄＢｍ
（ｃ）！ｚ国％Ｐｈ
图５优化后的仿真结果
心．５ｓｉｌ删ｌ砒ｉ加ｒｅｓｕｌｔ．曲肼叩ｔｉｎｌｉｚｉ鸣
Ｍａｔｃｈ２ＤＤ９４版图设计
版图设计使用Ｃａｄｅｎ∞公司的软件工具Ｙｆｆｔｕｏｓｏ。器件采用ＴｎＱｕｉｍ公司提供的２弘ｍＧａＡｓＨＢＴ工艺。其中放大电路中使用的晶体管采用射频模型，这样可以提高设计射频电路的准确性。
对于一个单片集成射频功率放大器，良好的版图设计十分重要。因为通过并联ＨＢＴ管的电流很大，ＨＢＴ管特性微小的不同，或者位置放置的微小
差错都会导致在个别管子不平衡的热效应。在此设计中，把管子画成一排来平衡输入、输出相位补偿。为了减少耦合，射频线的距离不应太近，最好可以用直流线隔开。两级管子不要共用一个地孔，因为地孔到衬底的耦合效应等效为电感，使两级管子之间产生反馈，严重影响功率放大器的性能。片上螺旋电感和走线要采用上层金属，可以减少电阻线本身的寄生电阻，同时减少衬底与电感之间的电磁场耦合在衬底中引入的损耗［５］。设计规则要严格按照ＴｒｉＱｕｉｎｔ公司提供的设计手册要求。电路版图面积为５６０肿×５４０弘ｍ。
５实验结果与讨论
为了测试芯片的性能，需要对ＰｃＢ测试版进行细致的设计，防止测试时对芯片性能产生影响。射频电路ＰＣＢ的设计应考虑电磁兼容性，在这里主要讨论一下板材的选择和一些重要走线的处理方法，并应用Ｐｒｏｔｅｌ９９ｓＥ对其进行了设计。
印制电路板的基材主要有有机类与无机类两大类，而基材中最重要的性能是介电常数，它影响电路阻抗及信号传输速率，对于高频电路，介电常数公差是首要考虑的更关键因素，应选择介电常数公
差小的基材［引。本设计中采用的是ⅪＭ板材，２层板，板厚ｌ嘲。射频走线要遵循５０Ｑ传输线的设计原则，对于不同板材，可以用Ａｐｐｃ８ｄ软件来计算线
宽和线到地距离，在满足射频走线为５０ｎ的条件下，走线线宽为４０咖，线到地距离３０衄，同时在射频线两侧要尽量多的打上地孔，位置靠近传输线但不超出地铜箔，意在利用多层铜箔通过过孔并联获得较低阻抗和较短的高频电流传输路径。
图６为电源电压为３．６Ｖ时实际芯片的测试结果，从图中可以看出工作频率为４１０ＭＨｚ时输出功
万方数据
南敬昌等：高效率Ｆ类对讲机功率放大器的设计与实现
耋为３０ｄＢｍ，２窖竺翌篓，为６６％，各阶谐波均小６结论于一６９ｄＢｃ，满足设计指标。
…。
ｐ．／ｄｎｍ
（－）ＴＢＤ¨Ｐｃ
３５
３０
导蕃
１０
５
Ｏ
（ｂ）Ｐｃ”Ｐｈ
Ｐ＿／ｄＢｍ
（ｃ）Ｇ。ｗｐ，ｍ
Ｐｍ／ｄＢｍ
（ｄ）叩ｍｗＰⅫ
图６实际芯片测试数据
心．６Ｉｂｓｔｒｅｍｌｌｔｓｏｆｔｈｅｃｈｉｐ２９８半导体技术第３４卷第３期
本文简要介绍了Ｆ类射频功率放大器的工作原理，设计了一个电源电压为３．６Ｖ，工作频段为４０５～４１５ＭＨｚ，输出功率为３０ｄＢｍ的Ｆ类对讲机功率放大器，在谐波失真较大时提出了一种优化的方法，明显改善了谐波失真。功率放大器的工艺采用２ｐＪｎＧａＡｓＨＢＴ工艺。功率放大器电路采用Ａｇｉｌｅｎｔ公司的ＡＤＳ软件对电路进行了仿真和优化，并给出了仿真结果；采用Ｃａｄｅｎｃｅ公司的软件工具Ｖｉｒｔｕｏｓｏ对版图进行设计，最终给出实际芯片的测试结果，其中在４１０ＭＨｚ的工作频率下，输出功率为３０ｄＢｍ，增益为２２ｄＢｍ，功率附加效率为６６％，各阶谐波均小于一６９ｄＢｍ，完全满足设计指标。
参考文献：
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（收稿日期：２００８．１１．０５）
作者简介：
南敬置（１９ｒ７１一），男，河南滑县人，副教授，
北京邮电大学博士，从事射频电路与器件、多媒
体信息编码、通信系统仿真等方面的研究；
刘磊（１９８３一），男。辽宁人，辽宁工程技术大学在读硕士，从事射频电路与器件、通信系统仿真方面的研究。
２００９年３月
蓬＿ｊ，
万方数据
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
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
功放的效率
按功放中功放管的导电方式不同，可以分为甲类功放（又称A 类）、乙类功放（又称B 类）、甲乙类功放（又称AB 类）。 甲类功放是指在信号的整个周期内（正弦波的正负两个半周），放大器的任何功率输出元件都不会出现电流截止（即停止输出）的一类放大器。甲类放大器工作时会产生高热，效率很低，但固有的优点是不存在交越失真。 乙类功放是指正弦信号的正负两个半周分别由推挽输出级的两“臂”轮流放大输出的一类放大器，每一“臂”的导电时间为信号的半个周期。乙类放大器的优点是效率高，缺点是会产生交越失真。 甲乙类功放界于甲类和乙类之间，推挽放大的每一个“臂”导通时间大于信号的半个周期而小于一个周期。甲乙类放大有效解决了乙类放大器的交越失真问题，效率又比甲类放大器高，因此获得了极为广泛的应用。 甲类： 1、结构 三极管的静态功耗： CQ CEQ T I U P ?= 电源提供的平均功耗 CQ CC E I V P ?= 若CC CEQ V U 2 1= ，则CQ CC RL T I V P P ?= =2 1。 三极管和负载电阻RL 的静态功耗相等。 三极管的动态功耗 输出功率： 设输出电压的幅值为Uom om om om om o 2122I U I U P =?= + u V CC i
要想P O 大，就要使功率三角形的面积大，即必须使V om 和I om 都要大 最大输出功率：CQ CC om I V P ?=)2 1 (21 电源提供的功率 CQ CC Cm CQ CC C CC E I V t d t I I V t d i V P ?=+?= ?= ? ? ωωπ ωπ π π )sin (21)(2120 20 此电路的最高效率25.0≈= E om P P η 甲类功率放大器存在的缺点： 输出功率小； 静态功率大，效率低。 乙类 1、结构： 互补对称： 电路中采用两个晶体管：NPN 、PNP 各一支；两管特性一致。组成互补对称式射极输出器。 2、工作原理 静态时：ui = 0V → ic 1、ic 2均=0（乙类工作状态） → uo = 0V 动态时：ui ＞0V,T1导通，T2截止，所以iL = ic 1； Ui ＜0V,T1导通，T2截止，所以iL = ic 2。 所以，T 1、T 2两个管子交替工作，在负载上得到完整的正弦波。 － u CC i
对讲机毕业设计
目录 摘要.............................................................. I Abstract........................................................... I I 前言.. (1) 第一章对讲机原理概述 (2) 1 工作原理 (2) 1．1原理框图 (2) 1．2工作原理 (2) 2 设计方案 (3) 第二章芯片介绍 (4) 2.1单片窄带调频接收电路——MC3361 (4) 1.混频 (8) 2.鉴频 (8) 2.2调频发射电路——MC2833 (10) 2.3调频接收前置电路——TA7358P (14) 2.4音频功率放大芯片——LM386 (16) 第三章对讲机电路设计 (18) 第一节电路原理框图 (18) 1 发信电路 (18) 2 收信电路 (18) 第二节电路原理图 (20) 1 发信电路 (21) 2 收信电路 (21) 3 天线及双工滤波电路 (22) 4 参数选择 (22) 结束语 (23) 参考文献 (24) 致谢 (25) 附录：整机电路图
前言 古时候的通信方式有蜂火台、飞鸽传书、驿站等等，主要的目地在于传送军事情报，其传输煤介主要是利用人力和物力来达成。直到“电”问世后，才开始寻找通过使用电来通信的可能性。 经过人们的发展，在这两百年内获得重大进步，尤其是配合电子元件的进步，使复杂、便利的通信系统得以实现，并成为日常生活中不可缺少的东西。在整个通信技术发展过程中，有些科学家作出了重要的突破性贡献。例如1864年，马克斯威尔(Maxwell)导出电磁波理论，证明电磁波的存在，而赫兹1887年经由实验证明电磁波存在，这些进步使得无线通信变得可能也逐渐成真。另外，贝尔(Bell)于1875年发明电话，使声音可以直接传递，结合史卓格(Strowger)在1897年发明的自动交换机，使得电话服务得以顺利成长。由于真空管于1904年问世，促使阿姆斯壮于1918年发明超外差无线电接收机，开启无线电广阔的应用大门。 在1930年前的通信发展主要是属于类比通信的成长。在1930年以后，随着数子通信、电脑及人造卫星的产生，整体通信技术也朝向数子通信方向来发展，对人类生活的影响也更为加深。当然，这些进步也都基于电子原件由真空管、电晶体、集成电路(Integrated Circuit， IC)及超大型集成电路(Very Large Scale Integrated Circuit，VLSI)的长足进步，才能使通信系统更具方便性及操控性。随着电脑技术、通信技术与娱乐的结合，大家都希望能够更随心所欲地使用科技，无线通信技术便逐渐获得大家的青睐。大家都希望能够透过无线通信技术，使自己不再局限于有线传输设备，进而摆脱掉上述的种种羁绊。无线通信技术主要就是利用无线电波取代传统的传输线路(例如：铜线，双绞线、光纤等)，通过适当的技术，我们可以将低频的信息加在高频的载波之上，这就是我们所谓的调制（Modulation），而相反地，自高频的载波中将信息取出的技术，我们把它称之为解调(Demodulation)，而这个可以用来发射的高频载波，便称之为射频 (简称RF)。通过改变载波的波长、振幅、频率，我们就可以利用载波来表示信息。基本上，各种通信系统的资讯传送过程，以从甲地单向地传到乙地为例，其流程大约如下: 1.在甲地将要传送的信息，以电的信号表现出来。 2.将此电信号放大、编码或调制后，依据各种传输煤介特性，将信息传送到乙地。 3.在乙地将电信号收集后，经解码或解调。 4.再依原传送信息性质还原回来，在透过喇叭转换使人能听到。
D 类放大高效率音频功率放大器电路图原理
D类放大高效率音频功率放大器电路图原理为提高功放效率，以适应现代社会高效、节能和小型化的发展趋势，以D类功率放大器为核心，以单片机89C51和可编程逻辑器件（FPGA）进行控制及时数据的处理，实现了对音频信号的高效率放大。系统最大不失真输出功率大于1W,可实现电压放大倍数1~20连续可调，并增加了短路保护断电功能，输出噪声低。系统可对功率进行计算显示，具有4位数字显示，精度优于5%。 传统的音频功率放大器主要有A类（甲类）、B类（乙类）和AB（甲乙类）。A类功率放大器在整个输入信号周期内都有电流连续流过功率放大器件，它的优点是输出信号的失真比较小，缺点是输出信号的动态范围小、效率低，理想情况下其最高效率为50%.B类功率放大器在整个输入信号周期内功率器件的导通时间为50%,它的优点是在理想情况下效率可达78.5%,但缺点是会产生交越失真，增加噪声。AB类（甲乙类）功率放大器是以上两种放大器的结合，每个功率器件的导通时间在50%~100%之间，兼有甲类失真小和乙类效率高的特点，其工作效率介于二者之间。传统音频功率放大器效率偏低，体积偏大的缺点与音频功率放大高效、节能和小型化的发展趋势的矛盾，催生了D类（丁类）音频功率放大器出现和发展。本系统即采用D类功率放大实现，并用单电源供电，符合现代社会对电源小巧、便携要求的实际需要。 1系统方案论证与选择 1.1整体方案 方案①：数字方案。输入信号经前置放大调理后，即由A/D采入单片机进行处理，三角波产生及与音频信号的比较均由软件部分完成，然后由单片机输出两路完全反向的PWM 波给入后级功率放大部分，进行放大。此种方案硬件电路简单，但会引入较大数字噪声。 方案②：硬件电路方案。三角波产生及比较、PWM产生仍由硬件电路实现，此方案噪声较小、且幅值能做到更大，效果较好，故采用此方案。 1.2三角波产生电路设计 方案①：利用NE555产生三角波。该电路的特点是采用恒流源对电容线性冲、放电产生三角波，波形线性度较好、频率控制简单，信号幅度可通过后加衰减电位器控制。 方案②：对方波积分产生三角波。积分器与比较器级联，通过对比较器产生的方波积分得到三角波，频率与幅值控制只需调整某些电阻值，控制简单。但考虑积分电路存在积分漂移。 此处采用选择方案①。
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
高效音频功率放大器
高效音频功率放大器 一、设计任务与要求 1、设计任务 设计并制作一个高效率音频功率放大器及其参数的测量、显示装置。功率放大器的电源电压为+5V（电路其他部分的电源电压不限），负载为8Ω电阻。 2、设计要求 ⑴基本要求 ①功率放大器 a．3 dB通频带为300～3400Hz，输出正弦信号无明显失真。 b．最大不失真输出功率≥1W。 c．输入阻抗>10kΩ，电压放大倍数1～20连续可调。 d．低频噪声电压(20kHz以下)≤10mV，在电压放大倍数为10、输入端对地交流短路时测量。 e．在输出功率500mW时测量的功率放大器效率(输出功率/放大器总功耗)≥50％。 ②设计并制作一个放大倍数为1的信号变换电路，将功率放大器双端输出的信号转换为单端输出，经RC滤波供外接测试仪表用，如下图所示。图中，高效率功率放大器组成框图可参见本题第3项“说明”。 图1 系统组成框图 ③设计并制作一个测量放大器输出功率的装置，要求具有3位数字显示，精度优于5％。 ⑵发挥部分 ① 3dB通频带扩展至300Hz～20kHz。 ②输出功率保持为200mW，尽量提高放大器效率。 ③输出功率保持为200mW，尽量降低放大器电源电压。 ④增加输出短路保护功能。 ⑤其他。 1、说明 ⑴采用开关方式实现低频功率放大(即D类放大)是提高效率的主要途径之一，D类放大原理框图如下图所示。本设计中如果采用D类放大方式，不允许使用D类功率放大集成电路。
图2 D类放大原理框图 ⑵效率计算中的放大器总功耗是指功率放大器部分的总电流乘以供电电压(+5 v)，不包括“基本要求”中第(2)、(3)项涉及的电路部分功耗。制作时要注意便于效率测试。 ⑶在整个测试过程中，要求输出波形无明显失真。 二、方案论证与比较 根据设计任务的要求，本系统的组成方框图如图1所示。下面对每个框电路的设计方案分别进行论证与比较。 1、高效率功率放大器 ⑴高效率功放类型的选择 方案一：采用A类、B类、AB类功率放大器。这三类功放的效率均达不到题目的要求。 方案二：采用D类功率放大器。D类功率放大器是用音频信号的幅度去线性调制高频脉冲的宽度，功率输出管工作在高频开关状态，通过LC低通滤波器后输出音频信号。由于输出管工作在开关状态，故具有极高的效率。理论上为100％，实际电路也可达到80％～95％，所以我们决定采用D类功率放大器。 ⑵高效D类功率放大器实现电路的选择本题目的核心就是功率放大器部分，采用何种电路形式以达到题目要求的性能指标，这是关键。 图3 脉宽调制器电路 ①脉宽调制器(PWM) 方案一：可选用专用的脉宽调制集成块，但通常有电源电压的限制，不利于本题发挥部分的实现。 方案二：采用图3所示方式来实现。三角波产生器及比较器分别采用通用集成电路，各部分的功能清晰，实现灵活，便于调试。若合理的选择器件参数，可使其能在较低的电压下工作，故选用此方案。 ②高速开关电路
有线双工对讲机设计 解光飞
有线双工对讲机 解光飞 刘畅 李群 指导老师：张倩 査长军 摘要：有线双工对讲机主要应用于对音频信号的功率放大，本文介绍了具有弱信号放大能力的有线双工对讲机的基本原理、内容和实现过程。整个电路主要由稳压电源、前置放大器、功率放大器、共三部分构成。稳压电源主要是为前置放大器、功率放大器提供稳定的直流电源；前置放大器主要是电压的放大；功率放大器实现电流、电压的放大；设计的电路结构简洁、实用，充分利用到了集成功放的优良性能。 关键字：集成运放 功率放大 扬声器 一、题目理解与分析 1、设计任务 用中小规模集成芯片设计并制作一对实现甲乙双方异地有线通话的双工对讲机。 2、设计要求 1）用扬声器兼作话筒和喇叭，双向对讲，互不影响； 2）对讲距离30m~50m ； 3）电源电压为9V ，PO ≤0.5W 。 二、系统方案设计 设计有线双工对讲机系统如图2.1所示。主要由弱声音采集，前置放大器、 功率输出放大器、功能切换开关、扬声器、直流稳压供电电路等组成。 图2.1 有线双工对讲机系统框图 其中弱声音采集，弱信号前置放大级完成弱信号的电压放大，功率输出放大级完成弱信号的电压和电流放大，直流稳压电源部分为整个功放电路提供电量。 弱信号前置放大器 功率输出放大 功能切换开关 弱声音采集甲 自制稳 压电源 扬声器甲 功能切换开关 扬声器乙 弱声音采集乙 弱信号前置放大器 功率输出放大
三、模块方案设计 3.1 弱声音采集模块设计 方案一：采用驻极体电容器麦克风(ECM) 工作原理是利用具有永久电荷隔离的聚合材料振动膜。体积小巧，成本低廉，在电话、手机等设备中广泛使用。电容式麦克风因灵敏度较高，常用于高品质的录音。 方案二：采用电动式锥形纸盆扬声器 电动式锥形纸盆扬声器的工作实际上是把一定范围内的音频电功率讯号通过换能方式转变为失真小并具有足够声压级的可听声音。同时该种扬声器可以将声音信号转换为电信号。 综合比较，因设计要求用扬声器兼作话筒和喇叭，方案二的设计效果优于方案一，因此采用方案二。 3.2 前置放大模块设计 方案一：采用集成运算放大器构成前置放大电路 设计前置放大电路的可供选用的集成运算放大器由很多，如National Semiconductor公司的LF347/356/357，Precision Monolithics公司的OP16/37，Signetics公司的NE5532/5534等。具有带宽高，电压增益高，转换速率快，噪声低和电流消耗低等优点。 方案二：采用专用前置放大器IC构成前置放大电路 目前有很多性能优越的专用低频前置放大器IC，如日本夏普公司的IR3R18/16，NEC公司的Μpc1228H，富士通公司的MB3105/06。其频带BW均能达到30Hz—20KHz，增益高，失真系数小。 综合比较，方案二的设计效果优于方案一，但是专用前置放大器IC价格比较贵，而且采购不便，而集成运放价格便宜，性能高，能够满足题目放大要求，因此采用方案一。 3.3 功率放大模块设计 方案一：采用分立元件构成低频功率放大器电路 分立元件构成的低频功率放大器电路可分为输入级、功率激励级和OCL输出级三部分。输入级采用双管差分放大器使电路工作稳定，功率激励级采用互补复合管推挽输出电路来提高线性放大及降低波形失真，而输出级采用直接耦合形式确保电路的低频响应。这种方案的优点在于反馈深度易控制，故放大倍数易控制。且失真度可以做到很小，使音质很纯净。但外围元器件较多，调试要困难很多。 方案二：采用集成运放构成低频功率放大器电路 LM386是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器，主要应用于低电压消费类产品。为使外围元件最少，电压增益内置为20。但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻和电容，便可将电压增益调为任意值，直至200。输入端以地位参考，同时输出端被自动偏置到电源电压的一半，在6V电源电压下，它的静态功耗仅为24mW,使得LM386特别适用于电池供电的场合。 特性(Features): * 静态功耗低，约为4mA,可用于电池供电。 * 工作电压范围宽，4-12V or 5-18V。
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，
高效率功率放大器的现状及发展趋势
高效率功率放大器的现状及发展趋势 学院：电子工程学院 专业：电磁场与微波技术 ：王元佳 学号：201320000289 报告日期：2013.11.05
一、引言 现代通信系统中的射频系统要求功耗低、效率高以及体积小。近年来，无线通讯朝大容量、多电平、多载波、高峰均比和宽频带方向飞速发展，宽带数字传输技术（如OFDM、CDMA等）和高频谱效率的调制方式（如QPSK、QAM等）正获得越来越广泛的应用，从而对射频系统性能提出更为苛刻的要求。功率放大器作为射频系统的关键部件，其所消耗的功率在整个射频系统所占比例相当大。低效率的功率放大器严重影响系统的整体性能。所以，设计高效率射频功率放大器对于减少电源消耗，提高系统稳定性，节约系统成本都由十分重大的意义。 传统的功率放大器通过调整工作状态（即调整晶体管导通角）来提高效率，这就是A类、B类、AB类、C类功率放大器的演进过程。其中C类功率放大器的理论效率最高达到100%，但此时其输出功率却为零。其根本原因在于，上述功率放大器工作状态下电流、电压同时存在于晶体管中，要使晶体管的耗散功率为零，必然使输出功率也为零。通过不断减小导通角的方式已不能满足不断提高效率的要求。为进一步提高效率，晶体管工作在开关状态的功率放大器应运而生。 二、研究现状 2.1 高效率功率放大器 2.1.1 D类功率放大器 当前，国内外高效率射频功率放大器的研究都集中在开关模型功率放大器及高效率功率放大器结构上。开关模型功率放大器主要有D、E两类。其设计思想都是使晶体管上“电流、电压不同时出现”。D类功率放大器一般由两个晶体
管构成，两只晶体管轮流导通、截止，实现电流、电压的不同时出现条件。但其晶体管和寄生电容耗能都是单管放大电路的双倍。同时，在开关瞬间存在两晶体管同时导通或截止引起二次击穿造成晶体管损坏的危险。工作频率比较低时,晶体管开关延时可以忽略,晶体管近似理想开关,不会产生损耗；在高频下,晶体管开关延时不可忽略,会引入损耗,另外元器件本身也会有损耗。因此,D类功放适合于频率较低的应用,并不适用于射频领域，D类放大器现在主要应用于音频领域。如图所示为D类功率放大器的电路结构。 2.1.2 E类功率放大器 为了克服D类功放在不完全导通与不完全截止过程中引入的较大损耗,提出了E类功放的设计。与D类功放不同,E类功率放大器采用单只晶体管,可工作于较高的频段，漏极电流为直流和漏极分路电容的充电电流之和。E类放大器是一种开关式的高效率放大器,理想情况下,效率可达100%。在这种功率放大器中,足够强的驱动电压使得输出功率管在完全导通和完全截止之间瞬时切换,流过开关的电流与开关上电压波形没有重叠,因而开关不消耗功耗。E类功率放大器的主要设
双工对讲机课设报告
电子装置设计报告双工对讲机 专业： 姓名： 学号： 时间：
目录 一、设计任务与要求-----------------------------------------2 二、设计内容--------------------------------------------------2 三、设计总结--------------------------------------------------11 四、设计参考资料--------------------------------------------12
一.设计任务与要求 元件采用集成运放和集成功放及电阻、电容等，实现甲、乙双方异地有线通话对讲功能； 1)用扬声器兼作话筒和啦叭，双向对讲，互不影响； 2)电源电压选用+9V ，输出功率≥0．5W ，工作可靠，效果良好； 3)设计电路所需的直流稳压电源（即+9V 电源）； 二．设计内容 2.方案论证： 2.1设计原理： 本设计主要采用扬声器兼作话筒和喇叭作为人音频信号的采集接受转换装置，集成运放及电阻、电容等构成对微弱声音信号的前置放大电路，对信号进行适当的放大，再由集成功放及电阻、电容等构成功率放大电路对经前置放大的音频信号进行功率放大，然后推动扬声器工作，从而实现异地有线通话。本双工对讲机的设计框图如下： 图2-1 对讲机设计框图 声电转换 电路 功率放大器 前置放大器 功率放大器 直流电源电 路 声电转换 电路 前置放大器 甲 乙
2.2方案选择： 2.2.1方案一： 采用电桥构成测量电路，对由扬声器产生的微弱信号进行测量，然后经过集成运放UA741进行电压放大，然后再经集成运放386D进行功率放大，推动扬声器工作。电路图设计如附录图一所示。 图2-1-1 方案一原理图 该电路的设计虽然考虑到了所有设计要求，电路结构也比较简单，但是此方案有三个缺陷：一是用扬声器兼作话筒和喇叭，在理论上可行，但实际中实现可能性不高，一般的扬声器感应声音信号的灵敏度不是很高，一般达不到比较理想的效果；二是对扬声器中的微弱信号用电桥进行测量要求电桥要达到平衡，这在一般的电路板制作中比较难以实现；三是该电路中两个扬声器在同一回路中，一边的声音信号对另一边都会产生影响，这是该电路的最大缺陷。考虑到上述原因，该方案不适合采用。 2.2.2方案二： 考虑到上述方案的缺陷，决定将用扬声器兼作话筒和喇叭改为用驻极话筒充当话筒，扬声器制作喇叭，通过下面的电路来实现：
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)
为了提高效率高频功率放大器一般工作在C类工作状态
2007~2008学年高频期末考试（A 卷） 一、选择题（每题1分，共10分）： 1. 为了提高效率，高频功率放大器一般工作在( C )工作状态。 (A) 甲类 (B)乙类 (C)丙类 (D)甲乙类 2. 在高频放大器中，多用调谐回路作为负载，其作用不包括 （ D ）。 (A)选出有用频率 (B)滤除谐波成分 (C)阻抗匹配 (D)产生新的频率 成分 3. 利用高频功率放大器的基极调制特性完成功放和调幅，功率放大器工作 状态应选（ A ）。 (A)欠压 (B)临界 (C)过压 (D)超临界 4. 以下振荡器频率稳定度最高的是（ C ） (A)互感反馈??? (B)克拉泼电路??? (C)西勒电路???(D)电容三端式振荡电路 5. 调谐放大回路的通频带与( A )有关。 (A) 回路谐振频率和品质因数 (B) 品质因数和频率稳定度 (C) 回路谐振频率和失谐量 (D) 失谐量和频率稳定度 6. 如下图所示的传输线变压器是一种（ D ） (A) 2:1阻抗变换传输线变压器， (B) 1:2阻抗变换传输线变压器， (C) 1:4阻抗变换传输线变压器， (D) 4:1阻抗变换传输线变压器。 7. 相位鉴频器的输出电压值为比例鉴频器输出电压值的( B ) (A) 4倍， (B) 2倍， (C) 1/2， (D) 1/4。 8.调幅信号()()()V t t t u c c ωcos cos 1Ω+=，则上、下边频分量的功率占总功率的( D )
(A)1/2， (B)2/3， (C)1/6， (D)1/3。 9. 单频调制时，调相波的最大相偏Δφm 正比于 ( A ) (A) ? u Ω(t)?max ， (B) u Ω(t)， (C) Ω， (D) ? du Ω(t)/dt ?max 。 10. 石英晶体振荡器的主要优点是 （ C ） (A)容易起振 (B)振幅稳定 (C)频率稳定度高 (D)减小谐波分量 二、填空题（共20分）： 1. 单调谐放大器经过级联后一般会使电压增益 变大 (1分)、通频带 变窄 (1分)、选择性 变好 (1分)。 2. 正弦波振器的振荡平衡条件是 A(ω0)F(ω0)=1(2 分)和 2A F n ??π+=(0,1,2,n =±±L )(2分)。 3. 振幅解调方法可分为包络检波 (1分)和 同步检波 (1分)两大类。 4. 已知调频信号()63 ()5cos 5102cos 210u t t t ππ??=?-??? (V)，若调频灵敏度k f =104Hz/V ，则调制信号u ?(t)= 0.2sin(2??103t) (V) (2分)，该调频波的最大频偏为?f m = 2?103 (Hz) (2分)。 5．减少高频功放晶体管Pc 的方法主要有：减少集电极电流的 流通角 (2分)和在集电极 电流流通时 集电极电压 (2分)最小； 6. 已调波信号336()(53cos 210sin 410)cos 410u t t t t πππ=+?-???伏，则该信号为 AM/调幅/幅度 (1分)调制波，其载波频率为 2?106Hz (1分)，调制信号为 33(3cos 210sin 410)k t t ππ?-?(1分)。 三、综合题（共70分） 1. 变频器的非线性转移特性为 设cos cos ,Lm L cm c Q v V t V t V ωω=++并且Lm cm V V >>，试求： 1）当Q Lm V V =时，对于（c L ωω-）和（c L ωω-2）的变频跨导；10% 2）当0Q V =时，对于（c L ωω-）的变频跨导。5%
通信原理课程设计对讲机
1任务书 设计并制作一个无线对讲机，要求采用调频方式工作，至少10米以上通话距离。2设计方案选择 方案一：发射试用调频无线送话器，接收采用集成电路KC538，具有中频放大、鉴频和音频功率放大等功能。KC538中频放大器采用三极管差分放大器，故有增益高和调配抑制比较好的特点。 方案二：采用集成电路D1800，它作为收音机接收专业集成电路，功放部分则用D2822电路具有体积小、外围元件少灵敏度极高、性能稳定等优点。 方案选择：综上电路，接收频率和工作电流都在要求范围之内，具有良好的抗干扰能力，经过比较，方案二更具有简洁性，电路布复杂。因此本系统采用方案二设计。 工作原理 该对讲收音机的原理框图如下图所示，分为接收部分和发射部分，发射部分电路采用本级振荡经调制差频后中频发射。接收部分采用相干解调方式放大输出。
接收部分原理：调频信号由TX接收，经C9耦合到IC1的19脚内的混频电路，IC1第1脚内部为本机振荡电路，1脚为本振信号输入端，L4、R6、C10、C11等元件构成本振的调谐回路。在IC1内部混频后的信号经低通滤波器后得到10.7MHz的中频信号，中频信号由IC1的7、8、9脚内电路进行中频放大、检波，7、8、9脚外接的电容为高频滤波电容，此时，中频信号频率仍然是变化的，经过鉴频后变成变化的电压。10脚外接电容为鉴频电路的滤波电容。这个变化的电压就是音频信号，经过静噪的音频信号从14脚输出耦合至12脚内的功放电路，第一次功率放大后的音频信号从11脚输出，经过R10、C25、RP，耦合至IC2进行第二次功率放大，推动扬声器发出声音。 对讲机接收结构框图如下图所示：
音频功率放大器报告资料
电子设计实践课程 设计报告 ——音频功率放大器 学院：机械与电子工程学院 专业：电子科学与技术 组员： 指导老师： 2013.11.29
一、设计要求和设计目的 音频功率放大器具体要求： 1、恒流驱动 2、8欧扬声器 3、输出功率5W以上 4、音量数字控制（可以用拨动开关设置） 5、音源为MP3 最后要算出功耗、输出功率和频率响应曲线。 根据设计要求，完成对音频功率放大器的设计。 进一步加强对模拟电子技术知识的理解和对Multisim软件的应用。 了解集成功率放大器内部电路工作原理，掌握其外围电路的设计与主要性能参数的测试方法。 学习音频功率放大器的设计方法与小型电子线路系统的安装调试方法。 二、设计总体方案 2.1设计思路 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。声音源的种类有很多种，故输出信号的电压差别很大，从零点几毫伏到几百毫伏。一般动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的话，对于输入信号过低的，功率放大器功率输出不足，不能充分发挥功放的作用；加入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。这样就失去了音频放大的意义了，所以一个实用音频功率放大系统必须设置放大器，同时弄个反馈电路来保持恒定电流。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。最后音频放大器由功率放大器和反馈电路两部分组成。 2.2 音频功放各级的作用和电路结构特征
本次设计是大于5瓦音频放大器，由于时间有限，上网找了一些电路图，下幅电路图稍微修改后是最合适的。由于电路采用，使电路不用那么复杂。 放大器由3554AM芯片实现和3288RT反馈，并通过电阻控制，最后采用功率放大电路。最后负载用扬声器。 三、选择器件及参数计算 3.1运放3554AM介绍 35554AM 是前置放大运放，与很多标准运放相似，它具有较好的噪声性能，优良的输出驱动能力及相当高的小信号与电源带宽。 3.2运放3288RT介绍 3288RT 是反馈运放，与很多标准运放相似，它具有较好的噪声性能，。 3.3其他零件： R1___________1KΩ电阻 R2___________1KΩ电阻 R3__________0.3Ω电阻 R4_________1600Ω电阻 R5_________200kΩ电阻 R6____________8Ω电阻 R7___________1KΩ电阻 C1_________0.47uF电容器 C2___________1μF电容器 D1______________1DH62 二极管 D2______________1DH62 二极管 Vin_________1V.40-4MHz信号源 3.4功率的计算
对讲机设计介绍
TI杯XX省大学生电子设计竞赛 设 计 报 告 单边带调幅对讲机
摘要：本对讲机系统采用单边带调幅(SSB)方式完成语音和数据的传输，通过使同一机器的发射和接收工作在不同频率实现全双工通信。超外差结构使接收机接收灵敏度高并具有自动增益控制（AGC）功能和信号强度指示。使用自制单边带晶体滤波器滤除载波及上边带以产生单边带信号。使用数字锁相环产生混频级本振，使得发射频率可在小范围内调整，实现多频道通信。 关键字：单边带超外差全双工多频道 Abstract：The interphones use Single Side Band (SSB) mode to fullfill the sound and data transmission ,and two different frequencies used by the stransimitter and the receiver respectly to make it possible to achieve the full-duplex communication.The sensitivity of the receiver benifits from the superheterodyne architecture.The Automatic Gain Control(AGC) and the indication of the intensity of the signal are also https://www.360docs.net/doc/2f4315347.html,ing the self-made crystal filter to remove the carrier and USB.The digital PLL used by the mixer make it possible to change the frequency in a small scale and communicate in multi-channel. Keywords：SSB Superheterodyne Full-duplex Multi-channel