模拟电路设计实验---功率放大器
音频功率放大器
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指标要求，对整机电路做出适当安排，确定各级的增 益分配，然后对各级电路进行具体的设计。
Ui Ui
经过前级运放的放大，由 Av’= =
=40，可以得到 Ui=400mv。于是我们得到了下
Ui0 10mv
一级功率放大电路的输入电压。
2、2、2 功率放大器的设计
这一部分的功率放大电路选用了 分立元器件组成的功率放大器，其结构就是集成功率 放大器的的内部结构，其特点就是对于电路结构了解的清晰明了，更好的掌握电路。缺 点就是复杂，难理解，使用起来非常不方便，而且容易损坏器件。
2
2 需求分析
2.1 设计任务及要求
2.1.1 设计任务
采用运算放大集成电路和功率放大集成电路设计音频功率放大器
2.1.2 设计要求
直流稳压电源供电，多级电压、功率放大，要求： ① 3dB 通频带：20Hz～20kHz ② 放大倍数：≥40dB ③ 输入阻抗：≥10kΩ ④ 输出功率：5W / 8Ω负载
音频功率放大器
摘要
这次的模拟电路课程设计题目为音频功率放大器，简称音频功放，音频功率放大器主要 用于推动扬声器发声，凡发声的电子产品中都要用到音频功放，比如手机、 MP4 播放器、 笔记本电脑、电视机、音响设备等给我们的生活和学习工作带来了不可替代的方便享受。
我主要采用了两种方法对其进行了分析和设计，一种利用了 LM386 集成芯片对其进行 放大输出，另一种是利用二极管进行偏置的互补对称电路，即分立元件进行设计放大。期间 遇到了不少问题，不过好在在老师的指导，同学的帮助下终于成功调试成功，听到了悦耳的 嗡嗡声，设计题目也算比较圆满的完成了。
模拟电路课程设计
模拟电路课程设计题目名称: 功率放大器设计姓名: 罗练练学号: 0804101048专业班级: 08电信2班河南农业大学机电工程学院电气系模拟电路课程设计正文一．设计题目：功率放大器的设计二．设计要求:设计一功率放大电路,已知输入电压Ui=100mV,电源正负12V。
负载扬声器RL=8Ω/4W。
元件自选，利用随身听作信号源，进行功能验证。
三．题目分析：方案1：集成运放与晶体管三极管组成的OCL功率放大电路。
集成运算放大的器做前级放大，三极管组成的双电源互补对称电路uA741集成运放资料准备:uA741是高增益运算放大器，用于军事，工业和商业应用.这类单片硅集成电路器件提供输出短路保护和闭锁自由运作,具有广泛的共同模式，差模信号范围和低失调电压调零能力与使用适当的电位。
1和5为偏置(调零端)，2为正向输入端，3为反向输入端，4接地，6为输出，7接电源8空脚集成运放芯片uA741的内部电路原理图如下所示:如下图所示为接入深度胡负反馈的集成运放uA741作前级放大的电路图，前级放大倍数由公式A U=1+R3/R1确定下图为三极管组成的双电源互补对称电路，并能够消除交越失真。
但是，管子器件较多，电路组成较为复杂，由于实验室器材条件有限在我们实验室不易做成功，故而选取方案2方案2：利用集成运算放大电路做前级放大，利用LM386做后级放大。
前级放大同方案一，运用集成运放芯片uA741对输入信号作前级放大电路。
LM386是一种音频集成功放，具有自身功耗低、电压增益可调、电源电压范围大、外界元件少和总谐波失真小等优点。
下图为LM386的一种基本用法，也是外接元件最少的一种用法，C1为输出电容。
由于引脚1和8开路，集成功放的电压增益为26dB，即电压放大的倍数为20。
利用R W可以调节扬声器的音量。
R和C2串联校正网络用来进行相位补偿。
四．整体构思：本设计采用方案二，即利用集成运放uA741和音频集成功放LM386分别作为功率放大电路的前级放大电路后级放大电路，利用滑动变阻器R W可以调节扬声器的音量，作为音量控制装置,引入一个100mV 1kHz的微小信号作为输入，负载为一个喇叭RL=8Ω/4W，各模块如下所示：五．原理图六．定量计算前级放大倍数A1=1+R3/R1前级放大电路的输出电压U o1=U i A1后级放大倍数A2=20因为负载（喇叭）的电阻R L=8Ω，功率P=4W，以公式P=U2/R L 计算得U o=RLP* =5.6568VUo1=Uo/A2=5.6568V/20=0.2828V因为已知 U i=100mV所以可计算得A1=U o1/U i=2.82因A1=1+R3/R1所以确定了R3和R1的阻值，本电路取R1=1KΩ,R3=1.82KΩ，数据正如原理图所标示。
实验七企频功率放大器——OTL功率放大器
实验七 低频功率放大器 ——OTL 功率放大器[实验目的]1．学习用分立元器件组装OTL 功率放大器。
2．掌握放大器基本性能指标的测试方法。
3．了解自举电路对改善OTL 互补对称功率放大器性能所起作用。
[实验仪器及元器件]THM-2型模拟电路实验箱，XD2低频信号发生器， 500型万用表，XJ4318型双踪示波器， DF2173B 交流电压表，三极管（S8050、S8550各1只，3DG6D ×1只），二极管（IN4148×1只）电阻（色环电阻若干），电容器（电解：470μF ×2只；10μF ×1只，47μF ×1只），信号线（电缆），各种导线。
[预习要求]1．复习互补对称功率放大器的工作原理。
2．在理想情况下，计算实验电路的最大输出功率P om 、管耗P T 、直流电源供给的功率P V 和效率η。
[实验原理与参考电路] 1．电路工作原理图3-16为OTL 低频功率放大器，其中，由晶体管Q 1组成推动级（也称前置放大级），Q 2和Q 3是一对电参数完全对称而极性相反的对管，它们组成互推挽OTL 功放电路。
由于每一个管子均接成射极输出器的形式，因此，具有输出电阻低、带负载能力强等优点，极适合作功率输出级。
Q 1管工作于甲类状态，它的集电极电流I C1由电位器R P2进行调整。
I C1的一部分流经电位器R P2及二极管D ，给Q 2和Q 3提供偏压。
调节R P2，可以使Q 2和Q 3得到合适的静态电流而工作于甲乙类状态，以克服交越失真。
静态时，要求输出端中点A 的电位是电源电压的一半，可以通过调节R P1来实现。
由于R P1的一端接在A 点，因此在电路中引入了交、直流电压并联负反馈，一图3-16 ） V o方面能够自动稳定放大器的静态工作点，另一方面也改善了电路的非线性失真。
当输入正弦交流信号⋅i V 时，经Q 1放大、倒相后同时作用于Q 2和Q 3的基极。
模拟电子技术课程设计-OCL音频功率放大器的设计
模拟电子技术课程设计-OCL音频功率放大器的设计OCL（开环放大器）音频功率放大器（Power Amplifiers，简称PA）在众多影音系统中具有重要作用，它可以将信号从入口功率放大到输出功率，提供音频设备更大的输出能力。
本文针对OCL音频功率放大器的设计，构成了一套有效的设计方案，以满足多种应用需求。
首先，将放大器分成三个部分，即核心部分、驱动部分和外部部分。
其中，核心部分是使模拟电路正常工作的关键部件，它包括电源模块、放大电路模块和调节模块。
核心部分有效地实现了放大器发挥功能的基本规则，如输入输出参数的设计，过电流、热保护以及通信信号的设计要求。
接着，是放大器的驱动部分，它的电路设计和实现是实现放大器功率放大功能的关键。
其中包括低频网络电路、高频网络电路、振荡网络电路以及功率放大器电路。
驱动部分使用了先进的电子元件，实现了信号功率放大、音质优化和阻抗调整的功能，以便根据不同的工作环境实现平滑的音频效果。
最后，放大器的外部部分，其设计主要包括声音控制、连接端口以及控制按钮等与用户接口相关的内容。
这些设计可以实时调整和监控放大器的工作参数，使用者可以更轻松地使用和控制设备。
通过以上三个部分，完成了OCL音频功率放大器的基本设计方案，并通过实验确认了其输入电平、输出电平、负载阻抗、线性度、信噪比等主要性能指标，以及高。
质量的音频失真和优良的视听效果，达到了实用的应用效果。
本文的研究主要针对OCL音频功率放大器，分析了全面覆盖其主要工作特性的设计要素，并给出了实用的设计思路，以及实验精度调节等具体实现技术，有效解决了放大器在实际应用中的质量问题。
otl功率放大器实验报告（共8篇）
otl功率放大器实验报告(共8篇)OTL功率放大器实验报告课程设计课程名称题目名称专业班级学生姓名学号指导教师二○一三年十二月二十三日目录引言 (2)模拟电子技术功率放大器12网络工程本2郭能51202032019 孙艳孙长伟一、设计任务与要求 (2)1.1 设计任务 (2)1.2 设计要求 (2)二、方案设计...................................................（3）三、总原理图及元器件清单....................................（4）四、电路仿真与调试.............................................（6）五、性能测试与分析..........................................（7）六、总结......................................................（8）七、参考文献 (8)OTL功率放大器引言：OTL(Output transformerless )电路是一种没有输出变压器的功率放大电路。
过去大功率的功率放大器多采用变压器耦合方式，以解决阻抗变换问题，使电路得到最佳负载值。
但是，这种电路有体积大、笨重、频率特性不好等缺点，目前已较少使用。
OTL 电路不再用输出变压器，而采用输出电容与负载连接的互补对称功率放大电路，使电路轻便、适于电路的集成化，只要输出电容的容量足够大，电路的频率特性也能保证，是目前常见的一种功率放大电路。
它的特点是：采用互补对称电路(NPN、PNP参数一致，互补对称，均为射随组态，串联，中间两管子的射极作为输出)，有输出电容，单电源供电，电路轻便可靠。
两组串联的输出中点”可理解为采用互补对称电路(NPN、PNP参数一致，互补对称，均为射随组态，串联，中间两管子的射极作为输出)。
功率放大器实习报告
功率放大器实习报告这是一份关于功率放大器实习报告，我在此将首先介绍我在实习期间所学到的知识，其次是我对于该领域的理解和体验，最后是我在实习期间所遇到的一些挑战和解决方法。
一、实习经历在实习之前，我已经学过一些理论知识，但是只有亲身实际操作才能更深刻地理解。
在职期间，我主要从事的是功率放大器的设计、仿真、测试和修理，这些都是跟着导师一起完成的。
1. 设计设计往往是最困难的一步，需要有足够的前置知识、实践能力和创造力。
在我的实习经历中，我接触到了大量不同类型的功率放大器，其中包括FET放大器、BJT放大器、MOSFET放大器等。
首先，我们针对被放大信号的幅度、频率、输入输出阻抗等要求去设计电路的原理图，然后使用软件仿真，根据仿真结果进行修改优化，得到满足要求的电路方案。
最后，我们使用PCB绘制软件绘制原理图，并将它制成PCB板，初步验证电路的正确性和可用性。
2. 仿真因为设计电路很多时候都是带模型仿真的，因此仿真实际上相当于电路设计的重要一环。
仿真可以快速测试电路的具体表现、评估指标和稳定性。
我们的导师教给我们了一些在仿真中使用的工具，比如Multisim、Pspice等。
我们可以通过这些软件对功率放大器进行仿真，从而对模拟电路的参数和实际表现进行比较。
3. 测试在电路设计和仿真之后，我们要进行实际的测试验证。
具体来说，我们要通过一系列的实验来对电路进行测试，确保它们的功能和性能符合设计要求。
实验过程中，我们需要借助一些测试设备，如示波器、频谱分析仪、信号发生器、网络分析仪等，来对电路进行测试和分析。
在这个过程中，我们注意到了一些关键问题，并针对这些问题进行了修改。
4. 维修和故障排查维修和故障排查是我实习过程中最耗费时间的部分，因为这需要我们有比较全面的电路知识，而且我们需要知道如何合理运用测试设备。
在某些情况下，我们可能需要仔细倾听电路的声音，这有时是发现问题的关键所在。
针对这些问题，我们一般会使用万用表、示波器、等设备，针对具体的故障排查和修理。
模拟电路课程设计报告
模拟电路课程设计报告设计课题：OTL音频功率放大器专业班级：10电信本学生姓名：廖姝兰学号：100802038指导教师：曾祥华设计时间：2012年1月4日设计一OTL音频功率放大器一、设计任务与要求1.设音频信号为vi=10mV, 频率f＝1KHz;;2.额定输出功率Po≥2W；3.负载阻抗RL=8Ω；4.失真度γ≤3%；5. 用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源。
二、方案设计与论证方案一、图1 音频功率放大器组成框图1、前置放大电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。
可由两个集成运放构成，要选择低噪声、低漂移的集成运算放大器。
对于前置放大器的另外一要求是要有足够宽的频带，以保证音频信号进行不失真的放大。
2、音调控制电路音调控制电路的主要功能是通过对放音频带内放大器的频率响应曲线的形状进行控制，从而达到控制放音音色的目的，可以用负反馈式放大电路。
3、功率放大电路功率放大器的作用是给音响放大器的负载（一般是扬声器）提供所需要的输出功率。
可用分立元件晶体管组成的功率放大器；也有采用集成运算放大器和大功率晶体管构成的功率放大器。
方案二、先用u A741进行放大，放大倍数调为1~5倍，然后对LM386进行放大，可在1和5号脚之间用可调电位器调节，放大倍数小于20倍。
方案三、先用u A741进行放大，放大倍数调为1~5倍，然后对LM386进行放大，在1和8号脚之间接一个电位器和一个电容，使其放大倍数在20~200倍。
电路图如2所示图2 OTL音频功率放大器图根据实验要求，最后输出功率要≥2W，Po=Uo^2/RL, RL =8Ω，又Po≥2W，所以的U o≥4V，而最大不失真电压为LM386输出的最大不失真电压Uom= Vcc /2，而我们设计的直流电压源输出电压为12v，所以Uom= 12 /2=4.24V，4.24>4，所以能达到要求。
设计要求输入Ui=10mv，即要求放大倍数大于400倍，但是LM386的最大放大倍数为200倍，远不能实现，所以在LM386之前要用u A741进行放大。
模拟电路 实验六 多级放大器
图4-1 多级放大器 注意:输入端无需加分压器
三、实验内容
1．静态工作点估算及调试 （1）静态工作点测量电路
（2）静态工作点估算
电路给定参数：VCC=+12V、VBE=0.75V、 β =100 、 IC1=1.3 mA 、IC2=4 mA
实验六 多级放大器
---指导书（二） 第16页
一、 实验目的
掌握多级放大器静态工作点Q的调整、 测试方法。
掌握多级放大器的电压放大倍数AVL、 Av∞的测试方法。
掌握多级放大器的输入电阻Ri、输出电 阻Ro的测试方法。
进一步熟悉EWB仿真软件的操作方法及 电路性能指标的测试方法。
二、实验参考电路
――指导书（二）P19页
判断此电路的反馈类型，并分析此反馈对放 大器性能的影响（即对Av、Ri、Ro的响）；
已知VCC=+12V，IC1=1.3mA，IC2=4mA， β1=β2=100，分别计算基本放大器及负反馈放 大器的电压放大倍数，输入电阻、输出电阻。
表4－1:
VE1 VB1 VC1 VE2 VB2 VC2 RW1 RW2 （V） （V） （V） （V） （V） （V） （Ω ） （Ω ）
估算值 实测值
2．动态参数估算及测量
（1）动态参数估算
电路总放大倍数：
AV
VO2 VI
VO1 VO2 VI VO1
AV 1 AV 2
第二级负载电阻：
R
' L
2
RC 2
// RL
放大电路输入电阻：ri ri1 Rb1 // rbe1
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模拟电路设计实验五集成功率放大器
功率放大器应用
功率放大器类型
1. A类：输出功率管始终处于导通状态，无输入信号时，输出级导通，
存在直流电流。
•失真小，波形平滑
•功耗大，效率低
•发热大
功率放大器类型
2. B类：当无输入时，输出晶体管不导通，当有输入时，每个输出管各
放大一半波形，彼此一开一关轮流工作完成一个全波放大。
•功耗较小，效率较高
•存在交越失真
功率放大器类型
3. AB类：输出级晶体管工作在不同的静态工作点上，在无输入时也有少
量电流通过输出晶体管。
•克服交越失真，失真小
•效率高于A类，低于B类。
功率放大器类型
4. D类：输入信号经过脉冲宽度调制，产生脉冲宽度波形控制输出级开
关管输出功率，经过LC滤波器得到最终输出信号。
•效率最高
•电路复杂
功率放大器主要指标及意义
1. 增益：输出信号电压放大倍数
2. 带宽，频率范围：增益频率特性，输出能够复原输入的频带，-3dB
3. 总谐波失真THD：输出信号比输入信号多出的谐波分量百分比，对于正弦输入，输出就是高次谐波占基波的百分比
4. 电源抑制比PSRR：电源到输出端增益比值。
5. 信噪比：额定输出电压与零输入时输出噪声电压比称为信号噪声比dB
功率放大器主要指标及意义
6. 动态范围(dB)：功放输出不失真信号的最大幅度和最小幅度比值
8. 灵敏度：是指功放能够正常放大的最小输入信号电压
7. 额定输出功率：谐波失真系数达到规定的技术指标下(普通功放失真度小于1%，高保真功放失真度小于0.1%)，功率放大器所能输出的连续正弦波信号功率
8. 效率：功放输出功率与电源功率比值
功率放大芯片LM386
LM386 内部电路原理
第一级为差分放大电路，T1和T3、T2和T4分别构成复合管，作为差分放大电路
的放大管；T5和T6组成镜像电流源作为T1和T2的有源负载；T3和T4信号从管的基极输入，从T2管的集电极输出，为双端输入单端输出差分电路。
第二级为共射放大电路，T7为放大管，恒流源作有源负载，以增大放大倍数。
第三级中的T8和T9管复合成PNP型管，与NPN型管T10构成准互补输出级。
二极管D1和D2为输出级提供合适的偏置电压，可以消除交越失真。
引脚2为反相输入端，引脚3为同相输入端。
电路由单电源供电，故为OTL电路。
输出端（引脚5）应外接输出电容后再接负载。
电阻R7从输出端连接到T2的发射极，形成反馈通路，并与R5和R6构成反馈网络，从而引入了深度电压串联负反馈，使整个电路具有稳定的电压增益。
实验目的
实验电路
V S
V S
Gain=20
Gain=50
1. 直流稳压电源-----提供电源
2. 示波器----观察功放输出波形
3. 函数信号发生器----产生功
放输入信号4. 实验箱面包板
不同负载下，输出最大摆幅与电源电压的曲线电压增益与输入频率的曲线
下节实验内容
1. 了解MSP430F149单片机以及编程方法。
2. 了解利用IAR 上位机软件完成对MSP430单片机编程方法。
3. 两周时间准备好MSP430F149实现实验内容的编程代码。
4. 下载DAC0832 datasheet ，了解其使用方法。
课前需要预习准备内容
1.模拟信号采样恢复：用MSP430F149单片机最小系统板以1KHz 固定采样频率对外部正弦模拟信号进行采集，并且以1kHz 频率通过单片机数据口输出数字量，驱动DAC(DAC0832)转换成模拟信号。
通过改变输入信号频率，验证信号采样定理。
2.
频率检测：用MSP430F149单片机最小系统板检测并判断模拟信号(方波，正弦波，三角波)频率(信号频率范围100Hz 到1KHz)，通过数字量输出控制外部DAC(DAC0832)转换为对应模拟电压，1kHz 对应1V 。
两周时间准备下下周上下节实验课！
12月19日周末。