集成功率放大器
功率放大电路
图 OTL功率放大器电路
集成功率放大器
C1为输入耦合电容，根据下式估算。 式中，fL为放大电路下限截止频率；Rs为信号源内阻； Ri为集成功放输入电阻。本例C1取10uF。
LM386集成功率放大器
1．LM386的特点 LM 386是一种低电压通用型音频集成功率放大
器，广泛应用于收音机、对讲机和信号发生器中。 LM386的内部电路和管脚排列如图1所示。它是8脚 DIP封装，消耗的静态电流约为4mA，是应用电池供 电的理想器件。该集成功率放大器同时还提供电压增 益放大，其电压增益通过外部连接的变化可在 20~200范围内调节。其供电电源电压范围为4~15v， 在8Ω 负载下，最大输出功率为325mw，内部没有过 载保护电路。功率放大器的输入阻抗为50kΩ ，频带 宽度300KHz。
2．TDd030实用电路及其元器件选择 (1)TDA2030接成OCL(双电源)电路典型应用电路如图 所示。图中R3、R2、C2使
TDA2030接成交流电压
串联负反馈电路。闭环 增益由下式估算
C2一般取几十微法，本例中取22pF。设要使功放电路 电压放大倍数为33倍，取R2＝680Ω ，则将数据代入上式 可求得R3＝21.76kΩ ．取标称值22k Ω 。
馈电阻加以调整。在规定输入电压的情况下，在功放 电路输入端加入1kxz规定电压值正弦信号，通过调整 外接负反馈电阻使之达到额定输出功率。
C10为OTL电路输出电容，它既是输出信号的耦合 电容，又起替代负电源的作用。两端充电电压为：VC10 ＝VCC／2，一般取耐压>VCC／2的几百微法电容。
实训-集成功率放大电路
C7 — 自举电容，若无此电容，将出现输出波形半边被削
波的现象。
表3.6
参数
工作电压
静态电流
开环电压增益
输出功率
输入阻抗
符号与单 位
UCC（V）
ICCQ（mA）
AVO（db）
PO（W）
RI（KΩ）
测试条件
无
UCC=9V
无
RL=4Ω
无
f=1KHz
典型值
9
15
70
1.7
20
三、实训仪器与设备
（１）双踪四迹示波器 YB4320
模拟电子技术
实训-集成功率放大电路
一、 实训目的 1、熟悉集成功率放大器的特点 2、掌握集成功率放大器的主要性能指标及测量方法 二、 实训原理
集成功率放大器由集成功放块和一些外部阻容元件构成。 它具有线路简单，性能优越，工作可靠，调试方便等优点， 已经成为在音频领域中应用十分广泛的功率放大器。
电路中最主要的组件为集成功放块，它的内部电路与一 般分立元件功率放大器不同，通常包括前置级、推动级和功 率级等几部分。有些还具有一些特殊功能（消除噪声、短路 保护等）的电路。其电压增益较高（不加负反馈时，电压增 益达70～80db，加典型负反馈时电压增益在40db以上）。
散热片） -20～+70
集成功率放大器LA4112的应用电路如图3.5 所示，该电 路中各电容和电阻的作用简要说明如下：
C1、C9 — 输入、输出耦合电容，隔直作用。
C2和Rf — 反馈元件，决定电路的闭环增益。
C3、C4、C8 — 滤波、退耦电容。
C5、C6、C10 — 消振电容，消除寄生振荡。
U0m，则最大输出功率
Pom
集成功率放大器实验报告
集成功率放大器实验报告实验报告：集成功率放大器实验目的：1. 了解集成功率放大器的基本原理和工作原理；2. 学习使用实验仪器和测量方法，观察和分析集成功率放大器的性能。
实验仪器：1. 集成功率放大器实验板；2. 示波器；3. 可变电压源。
实验步骤：1. 搭建集成功率放大器电路：将集成功率放大器实验板连接示波器和可变电压源。
示波器连接在集成功率输出端，可变电压源连接在集成功率输入端。
2. 调节可变电压源输出电压，观察集成功率输出波形在不同电压下的变化情况。
记录输出波形的峰值电压和谷值电压。
3. 调节可变电压源输出电压的幅度和频率，观察集成功率输出波形的畸变情况。
记录输出波形的失真程度。
4. 测量集成功率放大器的增益，通过改变可变电压源输出电压，测量输入信号和输出信号的幅度，计算增益值。
5. 改变输入信号的频率，测量集成功率放大器的带宽，找到输出信号的幅度下降3dB的频率点。
实验结果：1. 在不同的输入电压下，观察到集成功率输出波形的峰值和谷值电压的变化情况。
可以得到输入电压和输出电压之间的关系曲线。
2. 在改变输入信号的频率时，观察到集成功率输出波形的失真程度，可以得到输入信号频率和输出信号失真程度之间的关系曲线。
3. 测量得到集成功率放大器的增益值和带宽。
实验结论：1. 集成功率放大器可以将输入信号的幅度放大到更高的幅度，使得信号能够驱动更高阻抗的负载。
2. 集成功率放大器的增益和带宽受输入电压和频率的影响，需要根据具体的应用需求选择合适的工作条件。
实验中可能的误差：1. 仪器误差：示波器的测量误差、可变电压源的输出误差等；2. 环境误差：温度、湿度等环境因素对实验结果的影响；3. 人为误差：操作不精准、读数误差等。
改进措施：1. 使用精度更高的仪器进行测量；2. 在实验过程中控制环境条件，确保实验的准确性；3. 注意操作细节，提高操作的精准度。
总结：通过本次实验，我学习了集成功率放大器的工作原理和性能特点，并通过实验观察和测量，对集成功率放大器的性能有了更深入的了解。
集成功率放大器
散热结构
散热片、散热器、导热材料等。
04
集成功率放大器的性能 指标
增益
增益
放大器的放大能力，通常以分贝（dB） 为单位表示。增益越大，输出信号的 幅度越大。
增益平坦度
增益压缩
当输入信号幅度增大时，放大器增益 下降的现象。压缩越小，放大器动态 范围越大。
在一定频率范围内，放大器增益的变 化量。平坦度越小，增益稳定性越好。
02
集成功率放大器的应用
通信系统
无线通信
集成功率放大器广泛应用于无线通信系统，如移动通信基站和无线网络设备，用于放大射频信号，确 保信号覆盖范围和传输质量。
有线通信
在有线通信领域，集成功率放大器也被用于光纤通信和宽带网络中，提高信号传输的稳定性和距离。
音频处理
音响系统
集成功率放大器在音响系统中用于驱动扬声器，提供足够的功率以产生清晰、 动态的音频效果。
05
集成功率放大器的挑战 与解决方案
噪声与失真
总结词
噪声和失真是集成功率放大器面临的常见问 题，它们会影响信号的质量和性能。
详细描述
噪声通常是由放大器内部的热噪声、散弹噪 声和闪烁噪声等引起的，失真则主要是由于 放大器非线性引起的。为了降低噪声和失真， 可以采用低噪声器件、优化电路设计、使用 负反馈等技术。
06
集成功率放大器的发展 趋势与未来展望
高效率与低功耗技术
发展趋势
随着能源节约和环保意识的提高，高效率与低功耗已成为集成功率 放大器的重要发展方向。
技术挑战
如何实现高效率与低功耗的同时，保持性能稳定和可靠性是技术上 的挑战。
解决方案
采用先进的半导体工艺和电路设计，优化晶体管的工作状态，降低功 耗损失。
TDA2030集成电路功率放大器
TDA2030集成电路功率放大器性能主要指标：输出功率：10 ~ 20W（额定功率）；频率响应：20Hz ~ 100kHz（≤3dB）谐波失真：≤1％(10W,30Hz~20kHz）；输出阻抗：≤0.16Ω;输入灵敏度：600mV（1000Hz，额定输出时）TDA2030简介：TDA 2030 是一块性能十分优良的功率放大集成电路，其主要特点是上升速率高、瞬态互调失真小，在目前流行的数十种功率放大集成电路中，规定瞬态互调失真指标的仅有包括TDA 2030 在内的几种。
我们知道，瞬态互调失真是决定放大器品质的重要因素，该集成功放的一个重要优点。
TDA2030 集成电路的另一特点是输出功率大，而保护性能以较完善。
根据掌握的资料，在各国生产的单片集成电路中，输出功率最大的不过20W，而TDA 2030的输出功率却能达18W，若使用两块电路组成BTL电路，输出功率可增至35W。
另一方面，大功率集成块由于所用电源电压高、输出电流大，在使用中稍有不慎往往致使损坏。
然而在TDA 2030集成电路中，设计了较为完善的保护电路，一旦输出电流过大或管壳过热，集成块能自动地减流或截止，使自己得到保护。
TDA2030 集成电路的第三个特点是外围电路简单，使用方便。
在现有的各种功率集成电路中，它的管脚属于最少的一类，总共才5端，外型如同塑封大功率管，这就给使用带来不少方便。
TDA2030 在电源电压±14V，负载电阻为4Ω时输出14瓦功率（失真度≤0．5％）；在电源电压±16V，负载电阻为4Ω时输出18瓦功率（失真度≤0．5％）。
该电路由于价廉质优，使用方便，并正在越来越广泛地应用于各种款式收录机和高保真立体声设备中。
工作原理:用两块TDA2030 组成如图1所示的BTL功放电路，TDA 2030（1）为同相放大器，输入信号Vin通过交流耦合电容C1馈入同相输入端①脚，交流闭环增益为KVC①＝1＋R3 / R2≈R3 / R2≈30dB。
数字集成功率放大器设计
目录目录 (i)摘要 (iii)Abstract (iv)1数字集成功率放大器设计概述 (1)2数字集成功率放大器整体电路设计 (2)2. 1输入切换部份的设计 (2)2.1.1 TC9152P组成电路图 (2)2.1.2TC9152P应用电路说明 (3)2.1.3TC9152P要紧元件参数说明 (4)数字音量操纵部份设计 (4)2.2.1TC9153组成电路图 (4)2.2.2TC9153应用电路说明 (5)2.2.3 TC9153要紧元件参数说明 (5)2.2.4 TC9153组成电路的屏蔽 (5)功率放大器部份设计 (5)2.3.1 TDA7481的特点 (6)2.3.2 TDA7481的引脚及参数说明 (7)2.3.3 TDA7481的外围电路 (8)2.3.4TDA7481的相关计算 (8)电源部份电路设计 (9)3设计总电路图 (12)4结论 (13)参考文献 (14)致谢 (15)附录 (15)摘要本设计采纳TDA7481芯片组成的数字集成功率放大器，加入了音源选择电路，该选择器能够在TUNER、TAPE、CD、AUX一、AUX2之间任意切换，大大方便了整机的适用性。
另外在音量操纵部份已改传统电位器操纵的做法，选用了数字轻触式按键操纵，如此能够方便操作和延长寿命。
由于选用D类功率放大器，其输出功率大、效率较高、失真较小，使整机具有了很多良好的性能。
关键词：TDA7481；效率；D类功率放大器AbstractThis design used the TDA7481 chip composing the digital integration power amplifier, joined the sound source selecting circuit which contain TUNER, TAPE, CD, AUX1 and AUX2,and then it greatly improved the applicability of the equipment. Another, at the part of volume controlling, in order to simplify the operation and last its life, the traditional potentiometer controlling was changed into digital button-click controlling. Because of the Class-D amplifier assembled, and its high power of output, high efficiency, and small distortion, the whole equipment has many good performances.Key words: TDA7481;efficiency;Class-D amplifier asembled1数字集成功率放大器设计概述该集成功率放大器是集成了数字音量操纵（TC9153），音源选择（TC9152P）的D 类功率放大器，功率放大部份选用TDA7481。
集成电路的射频功率放大器设计与测试
集成电路的射频功率放大器设计与测试随着移动通信技术的迅速发展，无线通信设备在人们生活和工作中的应用越来越广泛。
而射频（Radio Frequency，简称RF）功率放大器作为无线通信系统中不可或缺的关键器件之一，具有放大无线信号、提高通信距离和传输速率等主要作用。
本文将从集成电路的角度出发，探讨射频功率放大器的设计原理、常见技术、测试方法和应用前景。
一、射频功率放大器的设计原理射频功率放大器是一种用于向电子设备输入射频信号的放大器，能够输出较大的放大功率。
其通常由输入匹配网络、放大器、输出匹配网络和直流电源四部分组成。
其中，输入匹配网络用于匹配输入信号和功率放大器的输入阻抗；放大器是实现信号放大的核心部件；输出匹配网络用于匹配输出阻抗和负载（如天线、滤波器等）；直流电源用于提供放大器所需的直流电压，以维持其正常工作。
在射频功率放大器设计中，需要考虑多个因素，如放大器的线性度、稳定性、带宽等。
其中，线性度是射频功率放大器的重要性能指标之一。
在信号输入量较小的情况下，射频功率放大器的增益输出与输入信号之间呈线性增加关系。
然而，当输入信号过大时，放大器的输出增益将不再呈线性增加，而是出现非线性失真现象，导致输出信号扭曲变形，降低通信系统的可靠性和稳定性。
二、射频功率放大器的常见技术射频功率放大器的设计和应用非常广泛，同时也涌现了不少新型的技术。
以下是其中的几种常见技术：1、高效率功率放大器技术高效率功率放大器技术是一种利用半导体材料研究高效功率放大器的技术。
该技术能够有效利用电源，提供功率放大器所需的电能。
在高速数码信号传输领域，该技术已被广泛应用。
2、宽带功率放大器技术宽带功率放大器技术是一种能够应对多种频率信号的功率放大器。
在现有的通信系统中，频率范围十分广泛，因此需要一种宽带功率放大器来满足各种信号的放大需求。
3、全固态功率放大器技术随着微电子技术的不断发展，全固态功率放大器技术也逐渐成熟。
该技术能够在多个频段实现全负载、多个模拟和数字信号的放大。
集成电路射频功率放大器的设计与实现
集成电路射频功率放大器的设计与实现近年来，随着科技的飞速发展和通信技术的不断革新，集成电路和射频功率放大器的需求量也不断增加。
本文将重点介绍集成电路射频功率放大器的设计和实现方法。
一、射频功率放大器的基本概念射频功率放大器是指在射频频率范围内的功率放大器，其主要目的是提供信号放大和驱动负载的功率。
一般来说，射频功率放大器的工作频率范围在几百千赫到几千兆赫之间，而功率范围则在几百瓦到几十瓦之间。
射频功率放大器的设计需要考虑多种因素，如频率响应、功率输出、效率、线性度、带宽、噪声和可靠性等。
同时，还需要考虑电路的物理尺寸和材料成本等因素。
二、集成电路射频功率放大器的设计原理基本的集成电路射频功率放大器电路通常由一个输入网络、一个放大器和一个输出网络组成。
其中，输入网络和输出网络通常用于匹配阻抗和抑制谐波，而放大器则是主要的信号处理单元。
在设计射频功率放大器时，需要根据具体的应用要求选择合适的晶体管。
而晶体管的选择主要取决于需要达到的功率输出和频率范围。
同时，还需要对晶体管的偏置点进行优化，以提高其线性度和效率。
在放大器的选择和偏置点设置之后，接下来需要对输入网络和输出网络进行设计。
输入网络需要匹配信号源的阻抗，并通过调节其参数（如电容和电感）来优化放大器的频率响应。
输出网络则需要匹配负载的阻抗，并通过调节其参数来抑制反射波和谐波。
三、集成电路射频功率放大器的实现方法在进行集成电路射频功率放大器的实现时，一种常见的设计方法是使用基于微波传输线的设计技术。
该技术基于在通信系统中广泛使用的同轴电缆或微波传输线来传输射频信号。
基于微波传输线的设计方法将电路转换为等效传输线模型，并使用S参数（也称为散射参数）描述电路的行为。
通过适当选择传输线的特性阻抗和长度，可以实现输入网络和输出网络的匹配。
此外，还可以利用现代集成电路设计软件来模拟和分析电路的行为。
通过使用这些软件可以进行电路的优化，并在仿真过程中检验电路的性能。
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集成功率放大器
世界上自1967年研制成功第一块音频功率放大器集成电路以来，在短短的几十年的时间内，其发展速度和应用是惊人的。
目前约95%以上的音响设备上的音频功率放大器都采用了集成电路。
据统计，音频功率放大器集成电路的产品品种已超过300种；从输出功率容量来看，已从不到1W 的小功率放大器，发展到10W 以上的中功率放大器，直到25W 的厚膜集成功率放大器。
从电路的结构来看，已从单声道的单路输出集成功率放大器发展到双声道立体声的二重双路输出集成功率放大器。
从电路的功能来看，已从一般的OTL 功率放大器集成电路发展到具有过压保护电路、过热保护电路、负载短路保护电路、电源浪涌过冲电压保护电路、静噪声抑制电路、电子滤波电路等功能更强的集成功率放大器。
3.3.1 LM386集成功率放大器
1．LM386的特点
LM386的内部电路和管脚排列如图3.3.1所示。
它是8脚DIP 封装，消耗的静态电流约为4mA ，是应用电池供电的理想器件。
该集成功率放大器同时还提供电压增益放大，其电压增益通过外部连接的变化可在20～200范围内调节。
其供电电源电压范围为4～15V ，在8Ω负载下，最大输出功率为325mW ，内部没有过载保护电路。
功率放大器的输入阻抗为50k Ω，频带宽度300kHz 。
+
-V+
(a) LM386内部电路图
1
2345
6
7
8
增益反相
输入
同相
输入
地
输出V+旁路增益(b) LM386管脚排列图
图3.3.1 LM386内部电路及管脚排列图
2．LM386的典型应用
LM386使用非常方便。
它的电压增益近似等于2倍的1脚和5脚电阻值除以T1和T3发射极间的电阻（图3.3.1中为R4+R5）。
所以图3.3.2是由LM386组成的最小增益功率放
大器，总的电压增益为：20k
35.1k 15.0k
1526245=+⨯=+⨯
R R R 。
C 2是交流耦合电容，将功率
放大器的输出交流送到负载上，输入信号通过R w 接到LM386的同相端。
C 1电容是退耦电容，R 1-C 3网络起到消除高频自激振荡作用。
图3.3.2 A V =20的功率放大器
若要得到最大增益的功率放大器电路，可采用图3.3.3电路。
在该电路中，LM386的1脚和8脚之间接入一电解电容器，则该电路的电压增益将变的最大：
200k
15.0k
152246=⨯=⨯=R R A V
图3.3.3 A V =200的功率放大器
电路的其他元件的作用与图3.3.2作用一样。
若要得到任意增益的功率放大器，可采用图3.3.4所示电路。
该电路的电压增益为：
2
546
//2R R R R A V +⨯
=
在给定参数下，该功率放大器的电压增益为50。
图3.3.4 A V =50的功率放大器
3.3.2 高功率集成功率放大器TDA2006
TDA2006集成功率放大器是一种内部具有短路保护和过热保护功能的大功率音频功率放大器集成电路。
它的电路结构紧凑，引出脚仅有5只，补偿电容全部在内部，外围元件少，使用方便。
不仅在录音机、组合音响等家电设备中采用，而且在自动控制装置中也广泛使用，
1．TDA2006的性能参数
音频功率放大器集成电路TDA2006 采用5脚单边双列直插式封装结构，图3.3.5是其外型和管脚排列图。
1脚是信号输入端子；2脚是负反馈输入端子；3脚是整个集成电路的接地端子，在作双电源使用时，即是负电源（-V CC ）端子；4脚是功率放大器的输出端子；5脚是整个集成电路的正电源（+V CC ）端子。
TDA2006集成功率放大器的性能参数见表3-5。
TDA20062134
5
图3.3.5 TDA2006管脚排列图
表3-5 TDA2006的性能参数
2．TDA2006音频集成功率放大器的典型应用
图3.3.6电路是TDA2006集成电路组成的双电源供电的音频功率放大器，该电路应用于具有正、负双电源供电的音响设备。
音频信号经输入耦合电容C 1送到TDA2006的同相输入端（1脚），功率放大后的音频信号由TDA2006的4脚输出。
由于采用了正、负对称的双电源供电，故输出端子（4脚）的电位等于零，因此电路中省掉了大容量的输出电容。
电阻R 1、R 2和电容器C 2构成负反馈网络，其闭环电压增益：
图3.3.6 TDA2006正、负电源供电的功率放大器
4.3368
.0221121Vf ≈+=+
≈R R A 电阻R 4和电容器C 5是校正网络，用来改善音响效果。
两只二极管是TDA2006内大功率输出管的外接保护二极管。
在中、小型收、录音机等音响设备中的电源设置往往仅有一组电源，这时可采用图3.3.7所示的TDA2006工作在单电源下的典型应用电路。
音频信号经输入耦合电容C1输入TDA2006的输入端，功率放大后的音频信号经输出电容C5送到负载R L 扬声器。
电阻R1、R2和电容C2构成负反馈网络，其电路的闭环电压放大倍数： 9.327.41501121Vf =+=+≈R R A
电阻R6和电容C6同样是用以改善音响效果的校正网络。
电阻R4、R5、R3和电容C7
用来为TDA2006设置合适的静态工作点的，使1脚在静态时获得电位近似为1/2V CC。
图3.3.7 TDA2006组成的单电源供电的功率放大器
在大型收、录音机等音响设备中，为了得到更大的输出功率，往往采用一对功率放大器组成的桥式结构的功率放大器（即BTL）。
图3.3.8就是由两块TDA2006组成的桥式功率放大器，该放大器的最大输出功率可达24W。
首先，音频信号经输入耦合电容C1加到第一块集成电路TDA2006的同相输入端（1脚），功率放大后的音频信号由IC1的4脚直接送到负载R L扬声器的一端，同时，该输出音频信号又经电阻R5、R6分压，由耦合电容C3送到第二块集成TDA2006的反相端（IC2的2脚）。
经IC2放大后反相音频输出信号连接到负载R L扬声器的另一端，由于IC1、IC2具有相同的闭环电压放大倍数，而电阻R5、R6的分压衰减比又恰好等于IC2的闭环电压放大倍数的倒数。
所以IC1的输出与IC2的输出加到负载R L扬声器两端的音频信号大小相等、相位相反，从而实现了桥式功率放大器的功能，在负载两端得到两倍的TDA2006输出功率大小。
图3.3.8 TDA2006组成的BTL功率放大器。