基于multisim下的音响放大器设计与仿真
基于Multisim的音频放大器设计与仿真
河 北 软 件 职 业 技 术 学 院 学 报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｈｅ ｂ ｅ ｉ Ｓ ｏ ｔｗａ ｆ ｒ ｅ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ
Ｖ ｏ ｌ ＿ ｌ ６ Ｎｏ ． ４
Ｄｅ ｃ ． ２ ０１ ４
扬声 器
音 源信 号输
图 ｌ 音 频 放 大 器 电路 结 构 图
总体 电路 设计 见 图 ２ 。
３ 功能模块 的设计 要求
３ ． １ 前 置 放大 器 电路
信号 功率放 大器是 “ 不理睬” 的， 所 以常常在功率 放大器之前增加一级或多级前置放大器 ， 将小信 号 的幅度放大到适合的范围 ， 再 由功率放大器进
１ 设 计 要 求
（ １ ） 具有 音 量调 节 的功能 ；
（ ２ ） 每个 声 道具有 １ ０ Ｗ 的功率 放大 ； （ ３ ） 双 电源供 电。
０ 引 言
音 频 放 大器 是模 拟 电路 中一 个 典 型 的综 合性
设计题 目， 它 包 含 了 功 率放 大器 、 前置放大器 、 电
பைடு நூலகம்
的微弱信号通过前置放大器进行 电压放大 ， 并应 保证失真系数尽可能小 ， 音 源的信号经过前置放
大 器 后 即 进 入 功 率 放 大器 中进 行 能量 的提 升 ， 以 便 驱 动 扬 声 器 工 作 还 原 为声 音 信 号 ［ ４ １ 。 该 电 路 主
要由三部分组成 ， 图ｌ 为其结构框图。
也可 对 电路实现设 计与仿 真 ， 结 果表 明 ： 该 方 法 通 过 实 际 应 用。 具有效率高 、 成 本低 、 可 行 性 强 的特 点 。 关键词 ： 音频放 大器； Ｍ ｕ ｌ ｔ ｉ ｓ ｉ ｍ仿真 ； 分 析 方 法 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｐ ３ ９ １ ． ９ 文献 标 志 码 ： Ａ
基于Multisim的实用低频功率放大器仿真设计
因为开关的K2的闭合和断开，有两种情况下，下面分别对应其断开和闭合两种情况对电路参数进行确定。
因为当输入信号在40—700nV时，K2断开，要求20 lgA≥16dB
有
若取
则可得：
取标称值为
又因为当输入在5~40mV时，开关闭合，要求：
故：
取标称值470Ω。最后经过核算，能够达到设计要求。
综合以上4种情况，可以得到图2.3.2所示的反馈式音调控制电路，图中RW2为低音调节，RW1为高音调节，为了使电路得到较满意的效果，C3、C2容量要适当，其容抗和有关电阻相比在低频时要够大，在中高频时要足够小，而C3的容抗选择是在低、中频时足够大，而在高频时要足够小，就是说C1、C2只让中、高音信号通过不让低音信号通过，而C3只在电路设计时时常设：
输入级输出为：
考虑到时题目所给的正弦信号入电压幅度范围很宽，为了均衡放大并使大多数类型的音源处于低噪声工作状态，所以前置放大级的电压增益分成两档，用开关K2控制。
当开关K2断开时，要求电路增益大于16dB，用于放大V1为40-700mV时的信号，当K2闭合时，电路增益大于35 dB，用于放大V1为5-40mV时的信号，故得电路2.2.2。
由于本设计不是对单一信号频率实施放大，而是对一个输入电压变化幅度大（5~700mV），频带范围宽（50~10000Hz ）的频带信号实施功率放大，所以不能只从简单的功率放大上考虑。至少应从以下几方面作较为全面的考虑：
1，解决本设计的电路对信号源，尤其是信号幅度小的影响。
2, 要求对整个频带内不同频率范围i，不同电压幅值信号都能均匀放大。
因此，所设计的低频功率放大电路，既能有效实现隔离，完成电路阻抗匹配，又能在一个频率范围内进行信号均衡放大的实用性电路。
基于 Multisim 的音频放大器设计与仿真
基于Multisim的音频放大器设计与仿真吕岚【摘要】摘要：针对音频放大器的设计与仿真一直是模拟电路中一个典型的综合设计难题，现以一种新的音频放大器为例，介绍在Multisim仿真软件平台下音频放大器电路设计方法，对原电路的设计原理及元件组合进行新设计，即使用常规的虚拟示波器、万用表，结合AC Analysis分析方法，也可对电路实现设计与仿真，结果表明：该方法通过实际应用，具有效率高、成本低、可行性强的特点。
【期刊名称】河北软件职业技术学院学报【年(卷),期】2014(000)004【总页数】4【关键词】音频放大器；Multisim仿真；分析方法0 引言音频放大器是模拟电路中一个典型的综合性设计题目，它包含了功率放大器、前置放大器、电源等音响电路中经常涉及的电路，也涉及到电压、功率放大，容抗、阻抗匹配，负反馈和频率响应等重要概念和知识点[1]。
Multisim是美国国家仪器有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于完成模拟/数字电路板的设计工作。
它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力[2]，可以快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证[3]。
本文以音频放大器电路的设计为例，介绍基于Multisim的音频放大器电路的设计与仿真。
1 设计要求（1）具有音量调节的功能；（2）每个声道具有10W的功率放大；（3）双电源供电。
2 总体设计图音频放大器电路的工作原理就是将音源输出的微弱信号通过前置放大器进行电压放大，并应保证失真系数尽可能小，音源的信号经过前置放大器后即进入功率放大器中进行能量的提升，以便驱动扬声器工作还原为声音信号[4]。
该电路主要由三部分组成，图1为其结构框图。
总体电路设计见图2。
3 功能模块的设计要求3.1 前置放大器电路在音响系统中，特别是进行大功率放大时，功率放大器对输入信号有一定的要求，太弱的输入信号功率放大器是“不理睬”的，所以常常在功率放大器之前增加一级或多级前置放大器，将小信号的幅度放大到适合的范围，再由功率放大器进行进一步的能量放大。
基于Multisim的音频功率放大器设计与仿真
信息工程学院课程设计报告书题目: 基于Multisimde 音频功率放大器设计与仿真课程：电子线路课程设计专业：班级：学号：学生姓名：指导教师：2015 年 1 月 3 日信息工程学院课程设计任务书信息工程学院课程设计成绩评定表摘要TDA2030功率放大电路具有失真小、功率大、所需元件少、制作简单、效果良好等优点，用它来做电脑有源音箱的功率放大部分或MP4等小型功放再合适不过，本论文便是用TDA2030来制作音频功率放大器原件。
高效率的音频功率放大器不仅仅是在便携式设备中需要，在大功率的设备中也占有较大的比重。
随着人们居住条件的改善，高保真音响设备和高档的家庭影院也逐渐兴起。
音频功率放大器在这些设备中起到了很重要的作用。
关键字：TDA2030功率放大电路、音频功率放大器、高效率AbstractTDA2030 power amplifier circuit with small distortion, high power, which needs few components, simple fabrication, the advantages of good effect, can use it to make power computer amplifying part or MP4 small power is again appropriate however, this thesis is to make use of TDA2030 audio poweramplifier original. Audio power amplifier with high efficiency is not only the need in portable devices, also account for a large proportion in high power devices. With the development of people's living conditions improve, high fidelity audio equipment and high-end home theater also gradually on the rise. Audio poweramplifier plays a very important role in these devices.Keywords: TDA2030 power amplifier circuit, audio power amplifier, high efficiency目录1前言 (1)1.1音频放大器的发展 (1)1.2 音频放大器设计背景 (1)1.3 音频放大器设计意义 (1)2任务与条件 (3)2.1初始条件 (3)2.2要求完成的主要任务 (3)2.3设计方案 (3)3选择器件与参数运算 (4)3.1运放NE5532介绍 (4)3.2 TDA 2030介绍 (5)3.3功率计算 (6)4单元电路设计 (7)4.1主电源电路 (7)4.2调音电路 (7)4.3功率放大电路 (8)5电路设计仿真 (10)5.1仿真电路图 (10)5.2仿真结果 (10)总结 (12)参考文献 (13)1前言1.1音频放大器的发展上个世纪80 年代以前，输出功率仅几瓦的声频功率放大器都要采用分立元件来制作。
利用Multisim10.0对OTL音频功率放大器进行仿真实验
ｉ 应 用 ，其 对 于 硬件 电路 设 计 有 着 极 为 重 要
： ：
一 Ｖ ｐ ｓ ｉ ｎ Ｊ —
Ｔ ： 仅 有
，
避免交越失真现象的发生 ，其输 出功率也有所 增加， 电源 电流变大 。另外 ，在输 出电压为达 到 电源 电压时，功率放大器效率已 ％。
大器 电路 的仿真结果 进行分析 ，结果显示 ＡＢ 类功率放大器能够将 Ｖ ４ 、Ｖｓ 电压改为 Ｏ ・ ７ ５ Ｖ，
， 、
｛ 功率放大器 实验结构不够理想 ，这在很 大 上是 由于 电路 性能参数误差及 电路参数选
间管耗计算公式为：
； 当造成的。当前，Ｍｕ ｈ ｉ ｓ ｉ ｍｌ ０ ． ０仿真软件 ｐ ｎ 。 ｅ ｚ ｉ ｃ ２
半周导通 ，平均管耗计算公式为
一
．
：
｝ 导作用。
时，
２ 丌． Ｉ ｏ ‘‘
积 ４ ，当
Ｉ ｔ ＂
２仿真实验 Ｍｕ １ ｔ ｉ ｓ ｉ ｍ １ ０ ｏ仿 真 软 件对 Ｏ Ｔ Ｌ音频 功 率
．
ｌ Ｔ Ｌ 音频 功率放大器 电性 能理论推导 分
【 ｍ ａ ｘ Ｊ ｝ ， 输出 最 大 功 率 （ ～ ） ￣ ｃ ｃ ， 放 大 器 性 能 的 实 验 仿 真 电 路 如 图Ｉ 所 示 ， 在
上 述推 导并 未考 虑 Ｂ类放 大 电路 受功 能 如 图 ３所 示， 当 处 于 ４ ０ Ｈ ｚ ￣ １ ・ ４ ５ ＭＨ ｚ的 条 件
下 ，通 频 带 能 够 通 过 增 大 电路 中 的 电 容值 延 伸
ｆ 形则 与之相 反 ，可 以得 出负载 Ｒ Ｔ电压：
Multisim仿真软件在音响放大器设计电路中的应用
Multisim仿真软件在音响放大器设计电路中的应用Multisim仿真软件在音响放大器设计电路中的应用随着科技的进步和人们生活水平的提高，音响设备在日常生活中扮演着越来越重要的角色。
作为音响设备的核心部分，放大器的设计和优化对于音质的提升和音乐体验的改善起着至关重要的作用。
然而，传统的放大器电路设计需要大量的实验与调试，成本高昂且耗时，限制了放大器设计的发展。
而随着电子仿真技术的迅猛发展，Multisim仿真软件在音响放大器设计电路中的应用日益广泛。
Multisim仿真软件是一种功能强大的电子设计自动化工具，它能够通过模拟电子元件和电子电路的工作状态，对电路进行分析、测试和优化。
对于音响放大器的设计来说，Multisim仿真软件提供了一种高效、准确且可靠的方法。
首先，Multisim仿真软件提供了丰富的电子元件库，涵盖了常见的电子元件和器件。
设计者可以根据自己的需要，选择适合的元件进行放大器电路的设计。
同时，Multisim软件还提供了虚拟测量仪器，例如示波器、频谱分析仪等，使得用户可以直观地了解电路中各个节点的电压、电流等参数变化情况。
这大大减少了实验中的测量和调试工作，提高了设计效率。
其次，Multisim仿真软件具有良好的可视化效果。
用户可以通过软件界面直观地观察电路的工作过程，了解电流流动的路径和电压变化的情况。
这种可视化的效果使得设计者能够更直观地了解电路的工作原理和特性，便于进行电路的分析和优化。
除此之外，Multisim仿真软件还提供了多种分析工具和功能，例如直流分析、交流分析、参数扫描等。
用户可以通过这些工具对电路进行全面的性能分析，找到电路中的问题和瓶颈，从而进行优化。
这些分析工具的应用可以在实际的电路设计中节省大量的时间和成本，提高设计的准确性和可靠性。
最后，Multisim仿真软件还支持用户自定义模型和参数，使得设计者能够更灵活地设计和调试放大器电路。
用户可以根据自己的需求，自定义电子元件的特性和参数，比如放大器的增益、频率响应等。
基于multisim10下的音响放大器设计与仿真要点
信息工程学院课程设计报告书题目: 基于multisim10下的音响放大器设计与仿真课程：电子线路课程设计专业：电气工程及其自动化班级：学号：学生姓名：指导教师：2015年01月 07日信息工程学院课程设计任务书2015年1月7日信息工程学院课程设计成绩评定表信息工程学院课程设计报告书题目: 基于multisim10下的音响放大器设计与仿真课程：电子线路课程设计专业：电气工程及其自动化班级：学号：学生姓名：指导教师：2015年01月 07日信息工程学院课程设计任务书2015年1月7日信息工程学院课程设计成绩评定表摘要在Multisim 10软件环境下，采用运算放大集成电路模块和功率放大集成电路模块设计音频功率放大器，并根据其结构模块提出设计思路及论证，再通过仿真验证方案的正确性。
再根据其交流电源联想提出由Multisim 10设计一种由运算放大器构成的精确可控矩形波信号发生器，结合系统电路原理图重点阐述了各参数指标的实现与测试方法。
最后，简单介绍了直流稳压电源的构成及其简单仿真设计。
关键词：运算放大集成电路，模块，功率放大集成电路，矩形波，直流稳压源。
AbstractIn the Multisim 10 software environment, using an operational amplifier integrated circuit module and apower amplifying integrated circuit module design of the audio power amplifier, and puts forward the design ideas and arguments according to its structure module, and then through the correctness of the simulation verification scheme. According to the AC power supply association proposed by Multisim 10 to design a composed of operational amplifier precisely controllable rectangular wave signal generator, combined with the circuit diagram of the system focuses on the realization and test method of each parameter index. Finally, briefly introduces design consists of DC regulated power supply and a simple simulation.Key word: An operational amplifier integrated circuit,，Modular，Power amplifier integrated circuit，Rectangular wave，DC voltage stabilized source。
音响放大器的仿真与调试
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用公式 vo = − R4
Vi1 Vi2 + 验证实测值是否与理论值基本一致。 R2 R3
4．音调控制电路的测试 （1）从 C11 右测引脚输入 f= 1kHz，100mV （有效值）的正弦信号，用示波器观察 vo 波形 （C15 左侧引脚） ，应观察到幅值基本不变正弦信号波形。 （2）低音提升与衰减特性测试 将高音提升与衰减电位器 PR5 滑动端调到居中位置，低音提升和衰减电位器 PR4 滑头调 到最左边（逆时针旋到底） 。 电位器的位置可以用万用表测量电位器左右两边的电阻值来确定。如果相等，则说明 电位器的动端已居中。 保持输入信号的幅度不变，改变输入信号的工作频率，使其从 40Hz~1kHz 变化，观察 输出电压大小的变化。在保证输出电压不失真的前提下，选择表 4-4 所列出的几个有代表性 的频率点，用毫伏表测量与其对应的输出电压的有效值，填入表 4-4 中。 （由于此时 C12 被 短路，当 f 增大时，Vo 将减小。 ） 表 4-4 低音提升的测试结果 输入电压 Vi（有效） （mV） 信号频率 f（Hz） 输出电压 Vo（有效） （V） 电压放大倍数 20lg|A v| 将低音提升和衰减电位器 PR4 滑动端调到最右边（低音衰减最大位置） ，保持输入信号 的幅度不变，改变输入信号的工作频率，使其从 1kHz~40Hz 变化，观察输出电压大小的变 化。在保证输出电压不失真的前提下，选择表 4-5 所列出的几个有代表性的频率点，用真空 毫伏表测量与其对应的输出电压的有效值，填入表 4-5 中。 （由于此时 C13 被短路，当 f 减小 时，Vo 将减小。 ） 表 4-5 低音衰减的测试结果 输入电压 Vi（有效） （mV） 信号频率 f（Hz） 输出电压 Vo（有效） （V） 电压放大倍数 20lg|A v| 根据表 4－4 和表 4－5 的数据， 画出在频段范围内 （40Hz~1kHz） 电压放大倍数 20lg|Av| 与频率 f 的关系曲线，得到电路低音提升和衰减的幅频特性图。 （3）高音提升与衰减： 将低音提升与衰减电位器 PR4 滑动端调到居中位置， 高音提升和衰减电位器 PR5 滑动端 移到最左边。 保持输入信号的幅度不变，改变输入信号的工作频率，使其从 10kHz~1kHz 变化，观察 输出电压大小的变化。在保证输出电压不失真的前提下，选择表 4-6 所列出的几个有代表性
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信息工程学院课程设计报告书题目: 基于multisim10下的音响放大器设计与仿真课程：电子线路课程设计专业：电气工程及其自动化班级：学号：学生姓名：指导教师：2015年01月 07日信息工程学院课程设计任务书2015年1月7日信息工程学院课程设计成绩评定表信息工程学院课程设计报告书题目: 基于multisim10下的音响放大器设计与仿真课程：电子线路课程设计专业：电气工程及其自动化班级：学号：学生姓名：指导教师：2015年01月 07日信息工程学院课程设计任务书2015年1月7日信息工程学院课程设计成绩评定表摘要在Multisim 10软件环境下，采用运算放大集成电路模块和功率放大集成电路模块设计音频功率放大器，并根据其结构模块提出设计思路及论证，再通过仿真验证方案的正确性。
再根据其交流电源联想提出由Multisim 10设计一种由运算放大器构成的精确可控矩形波信号发生器，结合系统电路原理图重点阐述了各参数指标的实现与测试方法。
最后，简单介绍了直流稳压电源的构成及其简单仿真设计。
关键词：运算放大集成电路，模块，功率放大集成电路，矩形波，直流稳压源。
AbstractIn the Multisim 10 software environment, using an operational amplifier integrated circuit module and apower amplifying integrated circuit module design of the audio power amplifier, and puts forward the design ideas and arguments according to its structure module, and then through the correctness of the simulation verification scheme. According to the AC power supply association proposed by Multisim 10 to design a composed of operational amplifier precisely controllable rectangular wave signal generator, combined with the circuit diagram of the system focuses on the realization and test method of each parameter index. Finally, briefly introduces design consists of DC regulated power supply and a simple simulation.Key word: An operational amplifier integrated circuit,，Modular，Power amplifier integrated circuit，Rectangular wave，DC voltage stabilized source。
目录摘要....................................................................................................................... - 0 - Abstract ..................................................................................................................... - 6 - 1 绪言..................................................................................................................... - 8 - 2音响放大器............................................................................................................ - 9 -2.1设计任务与要求.......................................................................................... - 9 -2.1.1设计要求............................................................................................ - 9 -2.1.2设计参数............................................................................................ - 9 -2.2方案设计与论证.......................................................................................... - 9 -2.2.1方案一................................................................................................ - 9 -2.2.2方案二..................................................................................................... - 10 -2.2.3用集成运算放大器放大信号的主要优点...................................... - 11 -2.3. 单元电路设计与参数计算...................................................................... - 12 -2.3.1语音放大集成电路.......................................................................... - 12 -2.3.2功率放大部分电路.......................................................................... - 13 -2.4总原理图.................................................................................................... - 15 - 3可控矩形波信号发生器...................................................................................... - 17 - 4直流稳压电源...................................................................................................... - 18 -4.1直流稳压电源的基本组成........................................................................ - 18 -4.2仿真模型.................................................................................................... - 18 -4.2.1整流电路模型.................................................................................. - 18 -4.2.2滤波电路模型.................................................................................. - 20 -4.2.3稳压电路模型.................................................................................. - 21 -5 总结................................................................................................................. - 22 - 致谢..................................................................................................................... - 23 - 参考文献................................................................................................................. - 24 -1 绪言进入21世纪以后，各种便携式的电子设备成为了电子设备的一种重要的发展趋势。
从作为通信工具的手机，到作为娱乐设备的MP3播放器，已经成为差不多人人具备的便携式电子设备。
所有这些便携式的电子设备的一个共同点，就是都有音频输出，也就是都需要有一个音频放大器；另一个特点就是它们都是电池供电的，都希望能够有较长的使用寿命。
音频放大器的目的是在产生声音的输出元件上重建输入的音频信号，信号音量和功率级都要理想——如实、有效且失真低。
音频范围为约20Hz～20kHz，因此放大器在此范围内必须有良好的频率响应(驱动频带受限的扬声器时要小一些，如低音喇叭或高音喇叭)。
根据应用的不同，功率大小差异很大，从耳机的毫瓦级到TV或PC音频的数瓦，再到“迷你”家庭立体声和汽车音响的几十瓦，直到功率更大的家用和商用音响系统的数百瓦以上，大到能满足整个电影院或礼堂的声音要求。