功率放大电路设计
音频小信号功率放大电路设计全文编辑修改
精选全文完整版可编辑修改目录1 选题背景 (2)1．1 指导思想 (2)1．2 方案论证 (2)1．3 基本设计任务 (2)1．4 发挥设计任务 (2)1．5电路特点 (3)2 电路设计 (3)2.1 总体方框图 (3)2.2 工作原理 (3)3 各主要电路及部件工作原理 (3)3.1 第一级--输入信号放大电路 (4)3.2 NE5532简要说明 (5)3.3 第二级--功率放大电路 (6)3.4 直流信号过滤电路 (6)4 原理总图 (7)5 元器件清单 (7)6 调试过程及测试数据（或者仿真结果） (7)6.1仿真检查 (8)6.1.1第一级仿真检查。
(8)6.1.2第二级仿真检查 (9)6.2 通电前检查 (10)6.3 通电检查 (10)6.3.1第一级电路检查 (10)6.3.2第二级电路检查 (10)6.3.3完整电路检查 (10)6.4结果分析 (10)7 小结 (10)8 设计体会及今后的改进意见 (11)8.1 体会 (11)8.2本方案特点及存在的问题 (11)8.3 改进意见 (11)参考文献 (12)1 选题背景在科技发达的现代社会随声听、收音机、mp3、mp4、电视机、手机、电脑……极大丰富了我们的日常生活，这些产品在使用时时常会有音频的播放，而这些产品本身配带的音频播放装置往往功率较小，难以带给人们想要的音乐效果与震撼。
因此音频小信号功率放大器就有着广泛的运用空间，能够让人们尽情享受音乐激情与活力。
正因为如此我对音频小信号放大电路产生了浓厚的兴趣，希望通过自己的知识和能力亲自动手设计和制作这样一款产品。
1．1 指导思想利用运算放大器构成第一级放大电路对输入信号进行放大；把放大后的信号接入第二级功率放大电路进行功率放大。
1．2 方案论证方案一：可使用NE5532配合集成功放TDA2030进行功率放大。
这样实现电路简单方便且电路的实现效果会很好，但由于题目要求不允许使用集成音频功放所以此方案不符合，故舍弃此方案。
大功率功率放大器电路设计
大功率功率放大器电路设计大功率功率放大器电路设计一. 设计理念及实现方式(1)能推4Ω、2Ω等双低音的“大食”音箱以及专业类大粗音圈的各类专业箱。
(2)要省电、噪声小，发热量小。
(3)音质要好，能适合家居使用和专业使用。
第一点的实现就是要有大的推动功率。
由于目前居室客厅面积有不断扩大的趋势，100W ×2以下功放已显得有些“力不从心”，所以本功放设计为4ΩQ时360W ×2，2Ω时720W ×2。
第二点的实现就是电路工作在静态时的乙类小电流，靠大水塘级电容和电阻进行滤波降噪，使功放级噪声极小。
而电路的工作状态又决定了电路元件的发热量很小，与一般乙类电路相当。
配备的大型散热系统是为了应付连续大功率、低阻抗输出时的安全、可靠。
第三点的实现是本功放板的主要目标。
目前公认的是：甲类、MOS、电子管音质好，所以本功放要达到甲类、MOS、电子管的音质。
二.大功率输出的实现要实现大功率，首先是电源容量要大。
本功放配置的电源是在截面积为35mm ×60mm的环形铁心上绕制的环牛。
一次侧为1.0mm线绕484圈，二次侧为1.5mm 双线并绕100圈。
整流为两只40A全桥做双桥整流，滤波为4只47000 uF电容 2只2.7kΩ电阻并接在正负电源上，使电压稳定在±62V。
如电压过高可减小电阻到2.2kΩ，过低可加大电阻到3kΩ，功率用3W以上的。
除电源外，要实现大功率输出，特别是驱动“大食”音箱，要求功放输出电流能力要强，本功放每声道选用6对2SD1037管做准互补输出，可驱动直流电阻低达0.5Ω的“大食”音箱。
所以4Ω时360W×2、2Ω时720W×2是有保障的。
三. 甲类、MOS、电子管音质的实现目前人们公认的甲类、MOS、电子管的音质最好，所以本功放电路设计动态时工作于甲类的最佳状态，偏流随信号大小而同步增减，所以音质是有技术保障的。
而在此工作状态下，即使更换几只一般的MOS管，对音质的提高也不明显。
射频功率放大器电路设计
本文主要对射频功率放大器电路设计进行介绍，主要介绍了射频功率放大器电路设计思路部分，以及部分设计线路图一、阻抗匹配设计大多数PA都内部集成了到50欧姆的阻抗匹配设计网络，不过也有一些高功率PA 将输出端匹配放在集成芯片外部，以减小芯片面积。
常用的匹配设计有微带线匹配设计、分立器件匹配设计网络等，在典型设计中有可能会将两者共同使用，以改善因为分立器件数值不连续带来的匹配设计不佳的问题。
PA阻抗匹配设计原理和射频中的阻抗匹配相同，都是共轭匹配设计，主要实现功率的最大传输。
常用工具可以使用Smith圆图来观察阻抗匹配设计变化，同时用ADS软件来完成仿真。
二、谐波抑制由本人微博《射频功率放大器 PA 的基本原理和信号分析》得知，谐波一般是由器件的非线性产生的倍频分量。
谐波抑制对于CE、FCC认证显得尤为重要。
由于谐波的频率较分散，所以一般采用无源滤波器来衰减谐波分量，达到抑制谐波的效果。
不仅PA，其它器件包括调制信号输出端都有可能产生谐波，为了避免PA对谐波进行放大，有必要在PA输入端即添加抑制电路。
上图所示无源滤波器常用于2.4G频段的芯片输出端位置，该滤波器为五阶低通滤波器，截止频率约为3GHz，对2倍频和3倍频的抑制分别达到45.8dB和72.8dB。
使用无源滤波器实现谐波抑制有以下优点：l 简单直接，成本有优势l 良好的性能并且易于仿真l 可以同时实现阻抗匹配设计三、系统设计优化系统设计优化主要从电源设计，匹配网络设计出发，实现PA性能的稳定改善。
3.1 电源设计功率放大器是功耗较大的器件，在快速开关的时候瞬间电流非常大，所以需要在主电源供电路径上加至少10uF的陶瓷电容，同时走线尽量宽，让电容放置走线上，充分利用电容储能效果。
PA供电电源一般有开关噪声和来自其它模块的耦合噪声，可以在PA靠近供电管脚处放置一些高频陶瓷电容。
有必要也可以加扼流电感或磁珠来抑制电源噪声。
从SE2576L的结构框图可以看出，该PA一共由三级放大组成，每一级都单独供电，前面两级作为小信号电压增大以及开关偏置电路，其工作电流较小，最后一级功率放大，其电流很大。
OTL功率放大器电路设计
OTL 功率放大器电路设计一．实验任务：设计一个OTL 功率放大器，要求输出功率W P O 5.0<,负载电阻Ω=8L R ,输入电压为mV V i 100=.二．实验电路原理图：三．参数计算与确定：1.确定电源电压：根据输出功率要求，取W P O 4.0=,则om om O O O I V I V P 21*21*===L omR V 221又因为V CC om V 21≈ 则LCCL om O R V R V P 228121≈=得到V R P V L O CC 05996.54.0*8*88=== 考虑到32,R R 上的压降和32,T T 的饱和压降（32,T T 单管的饱和压降通常小于0.3V ），所以取标准电源电压V V CC 15=. 2.确定3,2,R R32,R R 为射极电流的反馈电阻，主要用来稳定静态工作点，因它们与反馈串联，取值较大会使功耗增加，一般取L R R R )1.0~05.0(32== 所以本实验设计取Ω==4.032R R3.选择功率管32T T ，考虑到功率管有静态电流32,C C I I ,实际损耗要大一些，一般取mA I I C C 30~2032==,所以本实验取mA I I C C 2032==所以32T T ，极限参数为：()()V V V V CC CEO BR CEO BR 632=>=W I V P P P P A R V I I I CQ CC OMC CM CM L CC C CM CM 5.12.0621862.0212.0375.082622max 232max 232=⨯⨯+⨯=+=>=∴=⨯==>= 所以取W P P CM CM 632==根据以上参数，选择2T 为TIP41C,3T 为TIP42C,选择18032==ββ的晶体管。
4.确定R R C ,及e R 确定C R :由于32,T T 管18032==ββ，所以流入32,T T 的基极电流mA I I I C B B 33.0232===β又因为32T T ，组成的电路均为共集电极电路，要使静态时1b V 稳定，则21B C I I >>,取mA I I B C 3.333.0101021=⨯== 并且在静态时： V V V V U CCb 5.3)5.03(5.021=+=+= Ω=-=-=∴7503.35.3611mAVI V V R C b CC C 又由于C R 为电位器，所以取标准值K R C 5=,取这么大有以下原因：一是有避免电路中的电流过大，使32,T T 因电流过大而损坏；二是，在调节32T T ，的静态工作点时，阻值大的电位器可以使电压有很大变化范围，从而可以准确可靠的调节出32T T ，的静态工作点；三是在有输入信号输入时，由于存在很大的误差，在不加输入信号时调节32,T T 的静态工作点时，在输出端的输出信号在示波器上会出现严重失真，此时，就必须重新调节32,T T 管的静态工作点了，这时C R 为阻值大的电位器可以重新使电压有很大变化范围，从而可以准确可靠的调节出32T T ，的静态工作点，避免输出信号失真。
低频功率放大电路设计与制作
总结
• 详细介绍了一种ห้องสมุดไป่ตู้单实用、价格低的低频
功率放大器的电路设计方法, 整套设计只需 几十元 。 从实验的各项数据分析,本电路具 有很好的频率响应特性, 从测得的带宽可以 看出,该功率放大器可以很好地实现对低频 信号的放大作用,能较好地达到实际要求,也 符合理论上的要求 。
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致谢
• 通过不断努力，终于完成了此次毕业设计。
• 为提高前置放大器电路输入电阻和共模抑制性能,
减少输出噪声,采用集成运算放大器构成前置放大 器电路时,必须采用同相放大电路结构 。
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功率放大电路
• 功率放大电路可由分立元件组成也可以由集成功
放组成。分立元件组成的功率放大电路，如果电 路选择得好，参数选择恰当，元件性能优良，设 计和调试的好，则性能也很优良。 在分立元件组 成功率放大电路中由三极管、二极管、电阻、电 容等器件组成的核心电路，提供了自由调整的余 地。但分立元件组成的功率放大电路只要其中一 个环节出现问题，则性能会低于一般集成功率放 大电路。而且为了不致过载、过流、过热等损坏 元件，需要加以复杂的保护电路
在此，首先感谢顾凯鸣老师，正是他在万 忙之中还抽出宝贵的时间对我进行精心的 指导，才使我顺利完成了毕业设计。同时 也感谢学院各个领导和老师对我三年来的 关心和帮助。使我在大学中学到了许多宝 贵的知识和经验。在此，衷心地感谢你们！
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结束
欢迎各位评委老师提问、指正！
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选题目的和意义
• 低频功率放大器在家电、数码产品中的应用越来
越广泛，与我们日常生活有着密切关系，是音响 等产品中不可缺少的设备。其在控制系统和测量 系统等产品中的应用也较为广泛。但是，今天的 低频功率放大器还存在许多不足之处，如输出变 压器、电源变压器的绕制工艺稍麻烦，耗电较大， 调试较为困难，使用寿命短等缺陷
功率放大电路设计
功率放大电路设计功率放大电路是现代电子技术中常见的一种电路，它的主要作用是将输入信号的功率放大到较大的输出功率。
功率放大电路在各个领域都有广泛的应用，例如音频放大、射频放大等。
功率放大电路的设计需要考虑多个因素，包括输入信号的频率范围、输入输出阻抗的匹配、功率放大器的线性度和效率等。
在设计功率放大电路时，我们通常会选择合适的放大器类型和工作方式，如A 类放大器、B类放大器、AB类放大器等。
功率放大电路的设计中，首先需要确定输入信号的频率范围。
不同的应用场景对频率范围有不同的要求，例如音频放大器通常需要放大20Hz到20kHz的频率范围，而射频放大器通常需要放大几十MHz到几GHz的频率范围。
我们需要考虑输入输出阻抗的匹配。
输入输出阻抗的不匹配会导致信号的反射和功率损耗，因此在功率放大电路的设计中，我们通常会采用匹配网络来实现输入输出阻抗的匹配，以提高功率传输效率。
在功率放大电路的设计中，还需要考虑功率放大器的线性度和效率。
线性度是指功率放大器在输入信号较大时输出信号与输入信号之间的线性关系。
线性度越好，功率放大器的失真越小。
效率是指功率放大器的输出功率与输入功率之间的比值，效率越高，功率放大器的能量转换效率越高。
为了提高功率放大电路的线性度和效率，我们可以采用一些技术手段，如负反馈、级联放大器、温度补偿等。
负反馈是一种常用的技术手段，通过将输出信号与输入信号进行比较，并将差值反馈到放大器的输入端，可以有效地提高功率放大器的线性度和稳定性。
在功率放大电路的设计中，还需要考虑电源的稳定性和噪声的抑制。
电源的稳定性是指电源电压在工作过程中的波动程度，电源电压波动过大会导致功率放大器的输出信号失真。
噪声的抑制是指抑制电路中的各种噪声信号，以提高功率放大器的信噪比。
功率放大电路的设计是一个复杂而又关键的过程，需要考虑多个因素。
在设计过程中，我们需要选择合适的放大器类型和工作方式，匹配输入输出阻抗，提高线性度和效率，保证电源的稳定性和噪声的抑制。
电路中的功率放大器设计与实现
电路中的功率放大器设计与实现引言：在电子设备中，功率放大器是一个关键的组成部分。
它能够将弱小的输入信号放大到足够大的输出信号，以驱动各种负载。
在本文中，我们将探讨功率放大器的设计原理、实现方法以及一些常见的应用。
一、功率放大器的基本原理1.1 工作原理功率放大器是一种能够将低功率输入信号转化为高功率输出信号的电路。
通常，它由输入级、放大级和输出级组成。
输入级负责将输入信号转化为合适的驱动信号；放大级增幅信号的幅度，并提供足够的电流；输出级将放大后的信号驱动负载。
1.2 放大器分类功率放大器可以根据电路配置和工作方式进行分类。
根据电路配置，功率放大器主要包括A类、B类、AB类、C类和D类等。
根据工作方式，功率放大器可以分为线性放大器和非线性放大器。
二、功率放大器的设计与实现2.1 电路设计要点在设计功率放大器时，需要考虑以下要点：（1）工作频率范围：根据实际需求选择合适的工作频率范围。
（2）增益与失真：根据所需放大倍数和信号失真要求，选择合适的电路配置和元器件。
（3）功率输出与效率：根据负载需求和电源供应情况，确定输出功率和功率转换效率的要求。
（4）热稳定性：功率放大器在工作时会产生较大的热量，需要考虑散热和稳定性的问题。
2.2 电路实现方法实现功率放大器的方法有多种，下面介绍几种常见的方法：（1）管子放大器：采用功率管作为放大器的核心元件，通过驱动、反馈和滤波等电路来实现放大器功能。
（2）集成电路放大器：利用集成电路中的功率放大器芯片，通过配合外围电路实现功率放大功能。
（3）混合集成电路放大器：结合了管子放大器和集成电路的优势，通过混合集成电路实现功率放大器的设计。
三、功率放大器的应用功率放大器在各种电子设备中都有广泛的应用，下面列举一些常见的应用场景：（1）音频功放：功率放大器被用于音响设备、汽车音响系统等，能够将音频信号放大到足够大的声压级，以提供良好的音质和音量。
（2）通信设备：功率放大器在无线通信设备中扮演着关键的角色，能够将发送端产生的微弱射频信号放大到足够强的功率，以保证通信质量。
低频功率放大器电路设计
低频功率放大器电路设计低频功率放大器电路设计的第一步是确定放大器的规格和要求。
这包括确定所需的增益、带宽、功率输出和输入阻抗等参数。
例如，如果设计一个音频功率放大器，我们可能需要一个增益20倍，频率范围20Hz至20kHz，输出功率约为10瓦特。
这些参数将指导设计的整个过程。
第二步是选择适当的放大器拓扑。
常见的低频功率放大器拓扑有共射、共基和共集。
每个拓扑都有自己的优点和局限性，因此选择合适的拓扑是非常重要的。
例如，共射放大器适合大增益的应用，而共集放大器适合低噪声应用。
根据设定的规格和要求，选择合适的拓扑。
第三步是选择合适的晶体管或功放器件。
选择合适的器件非常重要，因为它将直接影响到整个电路的性能。
在选择器件时，需要考虑其最大功率输出、线性度、噪声系数和输入/输出阻抗等参数。
同时，还需要考虑器件的可获取性和成本。
根据拓扑和规格要求，选择合适的器件。
第四步是设计输入和输出匹配网络。
输入和输出匹配网络是为了确保最大功率传输和最小信号损耗。
输入匹配网络一般包括一个电容和一个电阻，用于匹配输入信号源的电阻和放大器的输入阻抗。
输出匹配网络一般包括一个电感和一个电容，用于匹配放大器的输出阻抗和负载的输入阻抗。
根据放大器的输入和输出阻抗，设计合适的匹配网络。
第五步是完成放大器的偏置和稳定。
偏置电路用于确保放大器工作在合适的工作点，以获得最佳的线性度和稳定性。
稳定电路用于抵消放大器的温度和其他环境变化引起的偏置漂移和频率响应变化。
通过设计适当的偏置电路和稳定电路，可以确保放大器的性能与规格要求一致。
最后一步是验证和优化设计。
在完成设计后，需要进行验证和优化，以确保放大器满足规格和要求。
这可以通过电路模拟和实验测试来完成。
通过模拟和实验，可以发现和解决潜在的问题，并对设计进行优化，以获得最佳的性能。
综上所述，低频功率放大器电路设计是一个复杂的过程，需要考虑多个因素。
通过正确的规格定义、选择合适的拓扑和器件、设计匹配网络和偏置稳定电路，可以实现设计要求。
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功率放大电路设计
一.前言
在电子电路设计中，很多系统需要对输出信号进行放大，以提高其带负载能力，驱动后级电路，因此就要对信号进行功率放大。
功率放大器的主要性能指标有输出功率及效率，其按照电流导通角的不同，可分为甲、乙、丙三类工作状态。
甲类放大器电流的通角为180度，适用于小信号低频放大，效率最低;乙类放大器的通角约为90度，适于宽带大功率工作，大多数集成运放的末级输出都采用乙类推挽形式;丙类放大器的电流的通角则小于90度，电流波形失真太大，只适于以调谐回路为负载的窄带放大，但效率较甲、乙类高。
【1】
二.电路设计
大电流高摆幅运放
若不考虑成本限制，可直接采用大输出电流、高摆幅运算放大器作为输出级。
设计重点在于运放的选择及电路连接。
市面上有各种性能的Buffer以及可用以驱动的运放，它们能满足大多数设计的要求。
专门的驱动芯片如BUF634，其输出电流达250mA，摆率为2000V/us。
美国德州仪器公司也有许多相关产品，如THS3121，输出电流可达450mA，摆率达1500V/us。
设计的关键在于芯片的正确使用，由于大多数为电流型运放，故反馈电阻的选取很重要，另外由于处理的是高频信号，所以电源去耦，电路布线方面也须十分注意。
经实验测试，THS3121在反馈电阻取470Ω、增益为2时在50Ω负载时小信号-3dB 带宽达100MHz，-0.1dB带宽达30MHz，并且在电压峰-峰值为10V
的输出状态下，频率大于10MHz时仍无失真现象。
互补对管推挽输出
若对功率放大要求不高，可采用分立元件搭建，以互补对管推挽电路作为输出级。
设计的关键在于根据系统要求选择合适的互补对管。
互补对管采用2SD667和2SB647，其特征频率为140MHz，集电极功率耗散为0.9W，适合低频功率放大。
前级放大负反馈由输出引入，使得通频带更加平坦。
直接功率合成
在手头没有合适的驱动芯片时，可以采用三极管直接搭建，虽在实际应用中较少，但在实验室条件下仍是不错的选择。
直接功率合成的先决条件是各路参数要对称。
要求VT1和VT2、VT3和VT4参数对称，R2=R3，R4=R5，R11=R12等。
输入功率在A点一分为二，分两路分别进行放大，在C点合二为一。
单管丙类功率放大
以上三种都是宽频带非谐振功率放大，效率较低，而在无线通信设计中，效率是发射机的主要性指标之一，丙类谐振功率放大较甲类、乙类相比具有更高的效率。
三极管基极采用自给偏压电路，集电极采用RLC并联谐振回路，滤除谐波分量，采用π网络作为输出滤波匹配网络，实际参数值可根据所要求的谐振频率具体设计，在此不赘述。
结语
本文通过对不同条件下功率输出级设计提出相应的方案，并经过实际实验测试，效果良好。
但在电子设计实验中，较少涉及电力系统，对
信号的功率放大要求不是很高，本文仅对系统中常用的简单功率放大进行总结与实验验证，而实际应用中的功率放大电路远不止如此简单。