分立元件数字功放设计
分立元件功放制作
电力电子技术课程设计题目：分立元件功放制作学生姓名：指导教师：院系: 工程技术学院专业：电子信息班级：学号：二○一六年六月十五日摘要很多场合（如商场、学校、车站、体育场等）都安装有广播系统，它的主要功能是拨那个放音乐、广播通知和要闻，这些广播都含有扩音设备，用以从话筒、等送出微弱信号放大或能推动扬声器发声的大动率信号，本课题提出的扩声电路性能指标比较低，主要采用理论课题里介绍的运算放大继承电路和音频功率放大继承电路来构成扩声电路，这种指标的的扩音器主要在于价格便宜，制作简单，不需要太多昂贵的集成块。
Many occasions (such as stores, schools, railway stations, stadiums, etc.) are installed in the broadcasting system, its main function is to put aside the music, radio announcements and news, these broadcasts contain amplification equipment for the microphone, and so sends weak or signal amplification can push speaker sound big move rate signal, this paper proposes PA circuit performance is relatively low, the main problem in the use of computing theory describes the amplification circuit inheritance and succession circuit audio power amplifier circuit constituted PA, this loudspeaker indicators lies mainly cheap, making simple, does not require much expensive manifold关键词：扩音、音频功放、放大电路Keywords: PA, audio amplifier, amplifying circuit目录一、前言 (1)二、方案设计 (2)2.1方案比较与论证 (2)2.2方案选择 (3)三、单元电路设计 (3)3.1前置放大器的设计 (3)3.2音调控制器的设计 (4)3.3功率输出级的设计 (5)3.3.1 确定电源电压 (6)3.3.2 功率输出级设计 (6)3.3.3 电阻R17～R12的估算 (7)3.3.4 确定静态偏置电路 (7)3.3.5 反馈电阻R13与R14的确定 (7)四、电路调试 (8)4.1前置级调试 (8)4.2音量控制器调试 (8)4.3功率放大器的调试 (8)4.4整机调试 (9)总结 (10)参考文献 (11)附录1 总电路原理图及PCB板底图 (12)附录2 元件清明细表 (14)一、前言随着电子技术的飞速发展，话筒扩声电路应用越来越广泛，它的种类也越来越繁多。
分立元件音频功率放大器
音频功放要求：1、功率：≥10W（8Ω负载）；2、效率：≥50%；3、带宽：20HZ~20KHZ；4、输入方式：差分；5、电路类型：OCL；一、拟定方案以及模拟仿真1、方案原本为本组四人每人负责一功能块电路的设计与仿真，但因模拟电路理论知识掌握不扎实以至设计时问题不断出现却无从下手解决。
2、经四人商讨改为由网上选择电路图，后期修改参数以达到实验要求。
3、实验电路如下所示：(1)电路组成稳定静态工作点原理上面两个电路均利用热敏电阻RT进行温度补偿。
RT具有负温度系数，其阻值随着温度附录2：三种基本放大电路电路类型比较项目共射极电路共集电极电路共基极电路电路图电压增益AV A v=−βR L′r be+(1+β)R e(R L′=R C∥R L)A v=(1+β)R L′r be+(1+β)R L′(R L′=R C∥R L)A v=βR L′r be(R L′=R C∥R L)V o 与Vi的相位关系反相同相同相最大电流增益AiA i≈βA i≈1+βA i≈α输入电阻R i=R b1∥R b2∥[r be+(1+β)R e]R i=R b∥[r be+(1+β)R L′]R i=R e∥r be1+β输出电阻Ro ≈R c R o=r be+R s′1+β∥R e(R s′=R s=R b)R o≈R c特点及用途1、输出信号与输入信号相位相反；2、电压、电流、功率放大倍数都比较大，输入电阻和输出电阻适中；3、主要用于多级放大器的中间级。
1、输出信号与输入信号相位相同；2、电压放大倍数接近于1，而小于1；3、输入电阻高，输出电阻低，带负载能力强；4、主要用于输入级、输出级和缓冲级。
1、输出信号与输入信号相位相同；2、电压放大倍数与共射级放大电路一样，但电流放大倍数小于1；3、输入电阻很低，输出电阻适中；4、主要用于高频和恒流源电路；一、基本共射极放大电路（1）共射极放大电路中，信号由基极输入，集电极输出；共射极放大电路的电压和电流增益都大于1，输入电阻在三种组态中居中，输出电阻与集电极电阻有关。
分立元件,完美音质【功率放大电路】
分立元件,完美音质【功率放大电路】组装与调试项目6 功率放大电路第一部分：“功率放大电路”电路功能和原理简介一、功能说明该功率放大电路从结构上由电源板、左声道板、右声道板三块电路板组成（左、右声道电路完全相同），电源板负责供电，左、右声道板实现左、右声道信号功率放大。
二、原理简介功放电路由电源电路、音量调控电路、音调调控电路、滤波与前级放大电路、功率放大电路组成。
1. 电源电路从安全方面考虑，电源输入不采用电源变压器，而是从稳压源直接输入某数值的正、负直流电压，正电压由P1的1脚输入，经可调稳压模块LM317和扩流电流（Q1、R1）后得到功放电路需要的正电压值（+VCC=12V）和电流值（+I≥1.5A）。
同理，负电压由P1的3脚输入，经可调稳压模块LM337和扩流电流（Q2、R5）后得到功放电路需要的负电压值（-VCC=－12V）和电流值（-I≥－1.5A）。
正、负电源从P2的1、3脚输出给功放板供电。
2．音量调控电路该电路主要由R1、RL1、RW1、C1和C2组成，其中RL1为匹配电阻，实现输入匹配，RW1为音量调节电位器。
3．音调调控电路该电路主要由R2、R3、R4、R5、R6、C3、C4、C5、C6、RW2和RW3组成，RW2和RW3为音调调节电位器。
4．滤波和前级放大电路滤波电路由R7、R8、R9、R10、C7和C8组成，实现前级放大前的信号滤波。
前级放大电路由NE5532及其外围元件构成，采用同相比例运算放大电路模式，实现前级信号放大。
5功率放大电路部分功率放大电路的输入级采用差分放大电路，主要由Q1、Q2组成，输出级由两只型号相同的NPN型大功率晶体管Q6、Q7组成，而没有采用互补对称推挽电路。
输出管Q7对于负载（扬声器）来说是共发射极电路，而Q6则是射极输出电路，因此是不对称放大。
三、NE5532芯片介绍NE5532是双运放集成电路，它内部包含两组形式完全相同的运算放大器，其封装和内部结构分别如图1（a）（b）所示，其管脚说明如表1所示。
用分立元件设计制作功率放大器01257
用分立元件设计制作功率放大器更新于2011-07-05 09:05:42 文章出处:维库OTL功率放大器偶合元件一、功率放大器基本电路特点互补对称式OTL功率放大器基本电路如图①所示。
其中：C1为信号输入偶合元件，须注意极性应于实际电路中的电位状况保持一致。
R1和R2组成BG1的偏置电路，给BG1提供静态工作点，同时也在整个电路中起到直流负反馈作用。
要求通过R1的电流大于BG1的基极电流至少5倍，按照β为100、Ic1为2mA计算，R1应不大于6k，故给定为5.1k；C1因此也相应给定为22μ，它对20Hz信号的阻抗为362Ω；R2需根据电源采用的具体电压确定，约为R1（E/2-0.6）/0.6，按照32V电压值应取为约120K，确切值通过实际调试使BG1集电极电压为15.4V来得到。
C2与R3构成自举电路，要求R3×C2＞1/10、（R3＋R4）×Ic1＝E/2－1.2，因R4是BG1的交流负载电阻，应尽可能取大一点，R3一般取在1k之内。
按照32V电源电压值和Ic1为2mA进行计算，R3与R4之和为7.2k，实际将R3给为820Ω、R4给为6.8k，Ic1则为1.94mA；C2因此可取给为220μ。
R5和D是BG2、BG3互补管的偏置电路元件，给BG2、BG3共同提供一个适当静态工作点，在能够消除交越失真情况下尽量取小值，根据实验结果一般取在3mA～4mA；改变R5阻值可使BG2与BG3的基极间电压降改变而实现对其静态工作的调整，与R5串联的D 是为了补偿BG2、BG3发射结门坎电压随温度发生的变化，最好采用两只二极管串联起来补偿互补管发射结门坎电压随温度发生的变化，使互补管静态工作点稳定。
简化电路中省略使用一只二极管。
并联在BG2、BG3基极间的C4，可使动态工作时的ΔUAB减小，一般取为47μ；C3是防止BG1产生高频自激的交流负反馈电容，一般取为47P～200P。
BG1起电压放大作用，在该电路中被称为激励级，要求Buceo＞E、Iceo≤Ic1/400＝5μA、β＝100～200，所以应选用小功率低噪声三极管。
两款分立元件功放电路图
两款分立元件功放电路图时间:2010-07-04 09:11来源: 作者:山东照明网编辑整理点击:162次核心提示: 分立元件功放虽然制作较为复杂，对理解功率放大原理却有很大帮助，现为两款分立元件功放电原理图，正负双电源OCL电路模式，元件参数均已标出，供电子爱好者制作参考。
１、12管双极型晶体管OCL功率放大电路２、双极型晶体管、场效应晶体管混合OCL功率放大电路分立元件功放虽然制作较为复杂，对理解功率放大原理却有很大帮助，现为两款分立元件功放电原理图，正负双电源OCL电路模式，元件参数均已标出，供电子爱好者制作参考。
１、12管双极型晶体管OCL功率放大电路２、双极型晶体管、场效应晶体管混合OCL功率放大电路本篇文章来源于山东照明网| 原文链接：/html/zhaomingbaike/gongchengtuzhi/20100704/58526.html一、电路说明Q1是激励放大管，它给功率放大输出级以足够的推动信号；R1、RP2是Q1的偏置电阻；R3、D1、RP3串联在Q1集电极电路上，为Q3提供偏置，使其静态时处于微导通状态，以消除交越失真；C3为消振电容，用于消除电路可能产生的自激；Q2、Q3是互补对称推挽功率放大管，组成功率放大输出级；C2、R4组成“自举电路”，R4为限流电阻。
二、电路调试接上3-6V直流电源，调节RP2，使Q2、Q3中点电压为1/2电源电压；调节RP3，使功放输出级静态电流为5-8mA；反复调节RP2、RP3使其两个参数均达到上述值。
三、元件清单四、电路原理图五、组装好的电路成品一款经典的OCL分立元件功放电路实例讲解电路图只给出了后级功放，是笔者曾经开发的一款功放。
电路原理分析：以左声道为例，右声道相同从前级来的左声道信号，经C15到由Q7，Q8组成的差分输入放大器进行电压放大，放大后的信号从Q7的集电极取出，送激励三极管Q12进行激励放大，激励信号从Q12的集电极取出，分两路输出：一路经R13，D4，D3（二极管在导通状态，对在其特性曲线范围内的交流信号阻抗很小）送互补推挽放大电路的下臂PNP复合管基级（Q14基级），当信号为负半周时，复合管导通，输出电流经地，音箱到Q13负电源，信号为正半周时复合管截至；另一路直接送NPN复合管（Q6基级），当信号为正半周时，复合管导通，电流经音箱到地，信号负半周截至；放大后的音频信号由Q5，Q13的发射级输出，推动扬声器发声。
用分立元件制作甲类功放
用分立元件制作甲类功放一、甲类功放概述甲类功放（A类功放）输出级两个（或两组）晶体管一直处于导通状态，也就是说无论有无输入信号，它们都保持有导通电流。
无输入信号时，上下半区功率功率管通过的电流相等（也就是静态电流）；有输入信号时，上下半区功率功率管通过的电流不等，具体状况如表1。
表1 甲类功放晶体管工作电流1．概述本电路是参照美国名器MONARCHY（帝皇之声）SM-70之电路原理，稍作改动完成的一台线路简洁、易安装、易调试、易校声，工作稳定的甲类音频功率放大器。
由于左右声道电路完全相同，所以这里只给出右声道的电路，如图1所示。
主功率电源±VCC直接提供给大功率场效应管，±VCC经穿芯磁阻（抑制高频干绕）送到可调三端稳压器LM317/337，变换成±22V对称电压供给前置电压放大器；前置电压放大器是基本的同相比例放大器；信号输入用小容量MKS电容与到大容量MKP电容并联，用于弥补大容量MKP电容对高频耦合的不足。
电路结构并不复杂，但元器件的、规格型号却是用心之选，体现了甲类功放造价昂贵的特点。
比如，变压器二次侧为两组独立的AC24V，输出功率可达200W；整流桥堆BR252输出电流可达25A；效应管采用2SK413/2SJ118（若用2SK1058/2SJ162或许更好）；R20～R23采用5W无感电阻；集成运放选用美国BB（Burr-Brown）公司专为音频而设计的OPA2604，它音色醇厚、圆润，中性偏暖、胆味甚浓，声底较醇厚且略具刚性，特别适合音乐的表现，被誉为最有电子管音色的运算放大器。
此外，信号耦合、滤波电容多采用MKP、MKT和MKS型号，算是音响用电容的中高档水平了。
2．电路调试调试要点：元件准确无误按图焊好，先将VR2旋至最大值。
（1）接上两组交流电AC24V，旋动VR1，使IC1的④、⑧脚有±22V的直流电压，插入集成运放；（2）将万用表置于DC200mV挡，表笔夹在输出端（OUT）与地之间，旋动VR3，调至万用表读数约为几毫伏（理想值为零）；（3）将数字万用表置于DC200mV挡，两只表笔夹在0.25Ω电阻（R20、R21、R22和R23）两端，旋转VR2，调节T1集电极和发射极之间的电压差，当万用表读数为75mV时，每只功率管的静态电流为300mA（=75mV/0.25Ω）。
用分立元器件制作一个迷你功放，小身材，大功率
用分立元器件制作一个迷你功放，小身材，大功率
音频信号功率放大电路，简称功放。
几乎所有的音频设备都离不开功放电路，比如手机功放电路需要将接收到的微弱信号放大，以便能听清对方
“分立元件”功放电路图
所需元器件清单
耳机插孔用“J”表示。
还需要一条3.5mm插头的音频线，用于将手机或者电脑的音频信号引入到耳机插孔，便于音频信号放大。
。
音频信号经过电容C1耦合，三极管VT1前级放大，调整Rp 至VT2、VT3中点电压（电源电压的一半），当音频信号为负半周时，三极管VT1截止，VT2导通、VT3截止，电源电压正极经过VT2的集电极、发射极、电容C2、扬声器、电源负极，该时段为电容C1充电；当音频信号为正半周时，三极管VT1导通，VT3导通、VT2截止。
C2放电回路：C2的正极，三极管VT3的发射极、集电极、电源负极、扬声器，C2的负极。
这样在扬声器上就获得一个完整的音频波形。
这是非常简单的迷你音频功放，但是美中不足的是，音质不是很好，如何解决这个问题呢？这个时候就该集成功放块出场了。
耳机插孔一共5个引脚，在面包板上组装只用了两个引脚，怎样区分呢？
图中的是立体声耳机插座，可以输出两个声道信号（左右声道），我们只需要一个声道的信号来完成制作，
耳机接线示意图，这个电路太难了，而且我们听说虽然已经放大了，可是声音还是比较小，手机里面也是这样的电路吗？
我们先制作分立元件的功放，是为了初步明白它的工作原理，手机内不是这样的电路，它是采用集成电路放大信号。
有一款小功放集成块，它的型号是LM386，电子制作人对它非常青睐，适合初学者DIY。
用分立元件设计制作功率放大器
用分立元件设计制作功率放大器功率放大器是一种电路，用于将信号放大到较高功率水平。
通常用于音频放大器、无线电发射器等应用中。
在设计和制作功率放大器时，需要考虑多个因素，包括输入/输出阻抗匹配、功率放大倍数、线路稳定性等。
在设计和制作功率放大器时，首先需要确定所需的功率放大倍数。
根据应用需求，确定输出功率的大小。
然后根据所需的功率放大倍数和输入/输出阻抗来选择适当的电子元件。
常见的功率放大器电路包括B类、AB类、C类和D类放大器。
B类功率放大器以其高效率和良好的线性特性而被广泛采用。
它由一对互补的晶体管组成，一个负责处理正半周信号，另一个负责处理负半周信号。
由于晶体管在没有输入信号时处于截止状态，它们只在需要放大时才消耗功率，从而提高了效率。
在设计过程中，需要选择适当的晶体管来匹配所需的功率输出。
可以通过查找晶体管的数据手册来了解其性能和特性。
考虑晶体管的最大功率处理能力、电流增益和频率响应等参数，并与所需功率放大倍数进行匹配。
另一个关键方面是输入/输出阻抗的匹配。
为了更好地传输信号和最大化功率输出，需要确保输入/输出阻抗与所用晶体管和负载的阻抗相匹配。
一种常见的方法是使用匹配网络，例如使用L型网络、pi型网络等。
线路的稳定性也是一个重要考虑因素。
在大幅度的放大过程中，可能会出现震荡或不稳定的情况。
为了解决这个问题，可以在电路中添加一个稳定器电路，例如负反馈电路。
这样可以提高电路的稳定性和线性度。
在制作功率放大器时，需要注意电路布局和散热。
由于功率放大器通常会产生大量的热量，因此需要确保散热器的使用以维持元件的正常工作温度。
电路的布局也需要合理，以减少干扰和交叉耦合。
除了以上要点，还有许多其他因素需要考虑，例如功率供应、RF功率分配、滤波等。
设计和制作功率放大器是一项复杂的任务，需要充分的电子电路知识和实践经验。
总之，设计和制作功率放大器需要确定所需功率放大倍数、选择适当的晶体管、匹配输入/输出阻抗、保持线路稳定性和散热等。
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UM10155Discrete Class D High Power Audio AmplifierUM10155：分立元件D类大功率音频功放Keywords ：Class D Audio Amplifier, Universal Class D, UcD, PWM Audio Amplifier,High Power Audio.关键词：D类音频放大器，全D类（UcD）, PWM功放，大功率功放Abstract ：This user manual describes the operating instructions and the most important background information of the Philips Semiconductor Discrete Class D High Power Audio Amplifier Demonstrator Board. With proper heatsinking of the Power MOSFETs and a well dimensioned power supply, the PWM amplifier is capable of supplying 200 W of high quality audio power into a 4 Ω loudspeaker.内容摘要：本用户手册描述了飞利浦半导体分立D类高功率音频放大器演示板的操作方法和最重要的背景资料。
在适当的功率管散热器的和很好的供电情况下，这台PWM放大器能提供200 W 高质量音频输出给一个4 Ω的扬声器。
1. Introduction简介The Universal Class D (UcD) version 1.00 demonstrator board implements a 200 W true RMS (into a 4 Ω load) high quality audio power amplifier on a very compact printed-circuit board. The amplifier is built-up of discrete components only, and makes use of Philips patent WO 03/090343.这个1.0版本的全D类功放(UcD)示范板是一个在非常紧凑的PCB板上输出200 W真有效功率(4 Ω负载)的高质量音频功放。
Fig 1. General view001aaf148 2. Circuit diagram电路原理图The demonstrator board is intended to illustrate the capability of Philips Power MOSFETs in discrete high-end PWM audio amplifier applications. The board is self-contained and only requires a simple (non-stabilized) dual power supply, an audio source (e.g. function generator, CD player) and a loudspeaker to demonstrate its capabilities. For evaluation at high output power a provision is made to attach an appropriate heatsink to the MOSFETs on the board.本演示板意欲图解说明飞利浦功率MOSFET在分立高档PWM音频放大器上的应用能力。
本板自我包含了齐全的功能，只需要简单的正负电源（非稳压），加上音源和扬声器即可示范其性能。
为评价在大功率下的性能，需要附上一个适当的散热片到MOSFET上。
Table 1. Connections 表一：连接器ConnectorFunction Remarks J1audio in - signal use together with J2 J2audio in - ground use together with J1 J3amplifier enable the amplifier is enabled when connected to ground (J4) J4ground use together with J3 J5 positive supply voltage 30 V to 45 V (no need for astabilized power supply)J6 positive current sense can optionally be used in anovercurrent protection schemeJ7 power supply ground 0 VJ8 negative current sense can optionally be used in anovercurrent protection schemeJ9 negative supply voltage −30 V to −45 V (no need for astabilized power supply)J10 loudspeaker output use together with J11J11 loudspeaker ground use together with J10J1 和J2用于音频输入；J3 和J4用于控制功放是否启用；J5 和J9是30 V 至45 V 正负供电，不需稳压； J6 和J8是电流感应端，用于设计功放保护；J7是电源的地；J10 和J11是输出端，用于接扬声器。
译者为了说明电路工作原理，作了一个示意原理图，参见左图：运放输出的信号经28uH 电感和680nF 电容后有延迟，对某些频率来讲，延迟的时间正好使信号反相，这个信号反馈到运放的负输入端，与其它元件配合，即形成一个400kHz 的方波振荡器，且运放正输入端的音频能调制这个振荡器，从运放输出输出一个PWM 信号，经28uH 电感和680nF 电容滤波后送给扬声器放大了的模拟音频功率信号。
译者认为，原作者的这个电路的确非常巧妙。
001aaf150 001aaf151Fig 3. Top copper layout Fig 4. Bottom copper layout001aaf152 001aaf153Fig 5. Component layout Fig 6. Top silk-screenTable 2. SpecificationsSymbol Parameter Conditions ValueV P supply voltage equal positive and negativesupply voltages±30 V to ±45 V P Loutput power V P = ±45 V; R L = 4 Ω;appropriate heatsink needed200 W (RMS) η efficiency P L = 100 W; R L = 4 Ω > 92 %THD+N total harmonicdistortion-plus-noise P L = 10 W; frequency rangefrom 20 Hz to 20 kHz< 0.03 %S/N signal-to-noise ratio > 120 dBf PWM PWM frequency idle ~ 400 kHzV offset offset voltage DC value < 50 mV4.1 Pop-less/click-less startup and shutdown功放上电和关机时防止“噗、噗”声和“喀、喀”声A provision has been added to the circuit to provide pop-less/click-less startup and shutdown. To make use of the startup facility, make sure that the supply power (pins J5 and J9) is applied prior to enabling the amplifier (connecting J3 to J4). To benefit from the pop-less shutdown feature, disable the amplifier (disconnect J3 and J4) prior to removing the supply power.电路预备了一个在功放上电和关机时防止出现“噗、噗”声和“喀、喀”声的功能。
开机上电时，令电源（J5和J9）提前于功放控制信号（J3和J4）；关机时则先断开J3、J4，后切断电源J5和J9。
4.2 Overcurrent protection 过流保护A provision has been added to the circuit to monitor the current flowing through the Power MOSFETs (Q13 and Q14). The voltage appearing between pins J5 and J6 is proportional to the current in MOSFET Q14 (ratio: 50 mV/A) and the voltage between J8 and J9 is proportional to the current in MOSFET Q13 (ratio: 50 mV/A). With the use of an external circuit these two signals may be used to disable the amplifier (disconnect J3 and J4) in case of an overcurrent situation. Similarly the J3-J4 pin combination can be used to disable the amplifier in case of other fault conditions.电路预备了一个监视功率管(Q13和Q14)电流的功能。