推挽式功率放大电路的设计

第一部分课程设计

桥式推挽功率放大器是一种在较低的电源电压下能得到较大输出功率的功放，它由前置放大电路、BTL功率放大电路、电源电路三部分所构成。前置放大电路采用了集成运放NE5532将小信号电压放大，使其能够驱动功率放大器；功率放大电路由倒相电路和BTL 电路两部分组成，前者负责为后者转换两个大小相等、方向相反的激励信号，后者则是在信号不失真的前提下，尽可能地放大电流，从而提高输出功率；电源电路通过降压、整流、滤波、稳压产生±12V直流电压。运用Protel软件对所设计的电路图进行建库、绘图、制板；再借助Multisim仿真软件对各个单元电路进行了性能与功能仿真，通过仿真分析验证了设计的正确性，整体电路也基本达到了设计的预期目的。

关键词：推挽功放；集成运放；前置放大；倒相

The push-pull circuit occupies an important position in the amplifier circuit and switching power supply areas. Bridge push-pull amplifier circuit is constituted by three parts of the power supply circuit, the preamplifier circuit, BTL power amplifier circuit. The preamplifier circuit uses the integrated operational amplifier NE5532 small signal voltage amplification, so that the power amplifier input sensitivity to match. The power amplifier circuit consists of two parts of the inverting circuit and BTL circuit. The former is responsible for the conversion for the latter two of equal size, in the opposite direction of the excitation signal. The latter is the signal undistorted under the premise, as far as possible to enlarge the current, increasing the output power. ± 12V DC voltage power circuit through the buck, rectifier, filter and regulator.With of Multisim simulation software on each unit circuit performance and functional simulation. Verify the correctness of the design through simulation analysis, the results are to achieve the intended purpose of the design. Then use Protel software for building a database, drawing and board schematic design.

Keywords：Push-pull amplifier, Integrated operational amplifier, Preamplifier , Inverting

目录

摘要.............................................................................................................................................. I Abstract .......................................................................................................................................... II 第一章推挽式功率放大器方案设计.. (1)

1.1 绪论 (1)

1.2 功率放大器的性能指标 (1)

1.3 推挽式功率放大器设计方案 (2)

1.3.1 变压器耦合式推挽功放 (2)

1.3.2 桥式推挽功放 (2)

1.3.3 方案分析 (3)

第二章推挽式功放电路设计 (4)

2.1 前置放大电路 (4)

2.1.1 反相比例放大电路 (4)

2.1.2 同相比例放大电路 (5)

2.1.3 前置放大电路 (5)

2.2 BTL功放输出电路 (6)

2.2.1 倒相电路 (6)

2.2.2 BTL电路 (7)

2.3 电源电路 (7)

2.4 整体电路 (8)

第三章推挽式功放电路仿真与实验 (10)

3.1 前置放大电路仿真 (10)

3.2 倒相电路仿真 (11)

3.2 整体电路仿真 (11)

总结 (13)

参考文献 (14)

致谢 (15)

附录1 推挽式功放电路图 (16)

附录2 推挽式功放元件明细表 (17)

第一章推挽式功率放大器方案设计

在音响世界中往往需要将低频信号放大后加以利用，一般处理频率较低的信号采用音频功率放大电路来实现。它的作用是对音频信号进行不失真的功率放大，以足够的电功率去推动扬声器，故而音频功率放大电路在音响产品中得到广泛使用。

1.1 绪论

功率放大器的作用是放大来自前放大器的音频信号，产生足够的不失真输出功率，以推动扬声器发声。功率放大器的种类繁多，其中推挽式功放有利于改善宽带能力和提高增益，对偶次谐波滤波度好。传统的推挽电路总需要输出变压器和输入变压器，这种变压器耦合的电路存在一些缺点，诸如：由于变压器铁心的磁化曲线是非线性的，它会使放大电路产生非线性失真，特别是由于变压器的存在，严重地影响了电路的频率特性。为了克服这些缺点，出现了一类电路叫“无输出变压器电路”。这类无变压器功放电路舍去了级间耦合用的输入、输出变压器，改用直接耦合。虽然这样电路结构复杂些，但是便于加负反馈电路，使频响宽、失真小，易满足大功率和小型化的要求。无输出变压器电路的种类很多，按输出级与扬声器的连接方式分OTL电路(电容耦合)、OCL电路(直接耦合)、BTL(电桥形式连接)。如表1.1所示是根据功放级输出电路形式来分类的音频功率放大器。

表1.1 音频功率放大器

1.2 功率放大器的性能指标

在放大通道的正弦信号输入电压幅度10～100mV，等效负载电阻RL为8Ω时，放大