音频小信号功率放大电路设计
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。
智能产品LM386音频放大电路的设计与制作
LM386音频放大电路的设计与制作1、概述1.1、音频功率放大器产品功能音频功率放大器是通过功率放大器(简称功放)给音频放大器的负载RL（扬声器）提供一定的输出功率。
当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出信号的非线性失真尽可能地小，效率尽可能高。
1.2、性能指标1.2.1、信噪比(S/N)又称为讯噪比，信号的有用成份与杂音的强弱对比，常常用分贝数表示。
设备的信噪比越高表明它产生的杂音越少。
1.2.2、灵敏度对放大器来说，灵敏度一般指达到额定输出功率或电压时输入端所加信号的电压大小，因此也称为输入灵敏度；对音箱来说，灵敏度是指给音箱施加1W的输入功率, 在喇叭正前方1米远处能产生多少分贝的声压值。
1.2.3、阻尼系数负载阻抗与放大器输出阻抗之比。
使用负反的晶体管放大器输出阻抗极低，仅零点几欧姆甚至更小，所以阻尼系数可达数十到数百。
1.2.4、动态范围信号最强的部分与最微弱部分之间的电平差.对器材来说,动态范围表示这件器材对强弱信号的兼顾处理能力。
1.2.5、响应频率响应：简称频响，衡量一件器材对高、中、低各频段信号均匀再现的能力。
对器材频响的要求有两方面，一是范围尽量宽，即能够重播的频率下限尽量低，上限尽量高；二是频率范围内各点的响应尽量平坦，避免出现过大的波动。
1.2.6、屏蔽在电子装置或导线的外面覆盖易于传导电磁波的材料，以防止外来电磁杂波对有用信号产生干扰的技术。
1.3、生产成本电路简单，成本不高。
1.4、应用领域甲类功放失真最小，效率最低，发热最大。
功率不易做的很大。
乙类功放正负半周分别放大（推挽），引入多种失真，但效率高。
甲乙类功放小信号时工作于甲类大信号时工作于乙类，兼顾失真和效率，是目前主流功放类型，合理设计电路精选元器件，可以做出很高的指标。
丁类功放就是近年来兴起的数字功放，有极高的效率，也有相当高的技术指标，广泛用于小型电子产品中，比如汽车音响中。
但丁类功放在音响发烧友中还没有得到普遍认可。
音频功率放大器课程设计
梧州学院课程设计论文课程名称模拟电子技术 .论文题目音频功率放大器设计.系别电子信息工程系 .专业电子信息工程 .班级电本一班 . 学号 201301902100 .学生姓名聪明的小强 .指导教师 xxxx .完成时间 2014 年 12 月目录第一章、系统原理分析与设计任务 (3)1.1功率放大器的基本原理 (3)1.2设计任务 (3)第二章、设计方案分析 (4)2.1 TDA2030简介 (5)2.2 主要单元电路 (6)2.3 所需元器件 (6)第三章、制作、调试过程与测量数据分析 (7)3.1制作、调试过程与测量数据分析 (8)3.2 作品展示 (9)3.3小结 (10)3.4参考文献 (10)第一章系统原理分析与设计任务1.1 功率放大器的基本原理利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。
因为声音是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β是三极管的交流放大倍数，应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流(或电压)是原先的β倍的大信号，这现象成为三极管的放大作用。
经过不断的电流及电压放大，就完成了功率放大。
功率放大器，简称“功放”。
很多情况下主机的额定输出功率不能胜任带动整个音响系统的任务，这时就要在主机和播放设备之间加装功率放大器来补充所需的功率缺口，而功率放大器在整个音响系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用，在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。
1.2 设计任务设计一个音频功率放大器，声音信号可直接由话筒或线路输入。
设计指标：（1）. 最大不失真输出功率：Po≥8W。
（2）. 额定负载电阻：R L=8Ω或4Ω。
（3）. 频带宽度：50HZ～20KHZ。
（4）. 非线性失真度：小于5％。
（5）. 具有音调控制功能第二章设计方案分析2.1 TDA2030简介TDA2030是德律风根生产的音频功放电路，采用V型5 脚单列直插式塑料封装结构。
小信号放大电路图详解
小信号放大电路图详解小 信号放大一直是电子设计竞赛经久不衰的题目，也是工程师们设计电路时经常遇到的问题。
作者历经小信号放大的血泪史，介绍了小信号放大中的集成芯片放大电 路、滤波器电路和分立元件放大器，有详细的电路图讲解哦！其中LC无源滤波器的软件设计、仿真以及硬件制作流程也合适很多其他电路设计。
第一部分：集成芯片放大器电路图讲解不知有多少童鞋知道TI公司的LHM6624。
这个芯片对于作者来说那是福星一枚。
其主要技术指标如下：Single/Dual Ultra Low Noise Wideband Operational Amplifier（单/双电源低噪声宽带小信号放大器）；其增益带宽积在单电源供电时可达1.5GHz，双电源供电时可达1.3GHz；供电电压双电源 （± 2.5V to ± 6V）单电源（+5V to +12V）；摆率（Slew rate） 350V/μs增益为10dB(AV = 10)时摆率400V/μs；输入噪声0.92nV/；输入失调电压典型值700uV 。
应用电路图如下：其中双电源供电±5V，C12，C13作用是电源滤波，即稳压；输入阻抗为50W；输出信号峰峰值可至8V（最好不要超过3V，因为大信号会出现非线性放 大）。
这是一个典型的同相放大器，放大倍数计算公式为AV=R14/R12，图中参数放大倍数20倍，即26dB。
值得注意的一点是电阻R16的作用：调 节零漂~如果对低频放大没什么特别需要的话，此处电阻R13，R16以及C11都可省略，但是如果想要放大直流信号的话，此处调节电路就十分有必要了。
模拟放大电路的电源滤波处理是十分有必要的，目的是防止高频模拟信号影响污染整个电源系统。
图中C12，C13在pcb中的位置要尽量靠近IC的电源入 口。
另外也可选择把磁珠（要求严格时可用电感，要求不高时可用100W电阻）和两个电容组成p形滤波电路， 这样可以把电源中的噪音滤得干干净净~2：滤波器滤波器分为有源滤波器和无源滤波器两种，区别在于有没有外接电源。
OCL和OTL功放电路分析与测试
2 VCCU o 2 VCC 2 PE 11.5W RL RL
1 P ( PE Pom ) 1.25W V1 2 （2） U( BR)CEO 2VCC 24V
PCM 0.2Pom 1.8W V I CM CC 1.5 A RL
音频功率放大器的设计与制作 二、功放电路的主要技术指标
⒈ 输出功率 1 Po U o I o 2 其中 U o 和 I o分别为输出电压和电流幅度 ⒉ 效率
Po PE
其中Po为输出功率，PE为直流电源提供的功率
PE P O P C
1 PC 2
0
iC uCE dt 称为集电极耗散功率
音频功率放大器的设计与制作
3. 交越失真的产生与消除
u I (t )
0.7V 0.7V
A
t
B
uO (t )
当 0.7V uI (t ) 0.7V
t
V1和V2均截止，形成交越失真
解决方法：给A、B两点设置1.4V直流偏置电压，使放大器直流时恰好导 通。 此时，乙类功放变成甲乙类功放。
音频功率放大器的设计与制作 三、功放电路工作状态的选择
⒈ 工作状态分类
Q Q
VCC VCC
甲类 导通角 360
静态功耗大，失真小
乙类 导通角 180
静态功耗为0，存在失真
音频功率放大器的设计与制作
甲类
iC
I CQ
t
乙类
360 导通角 集电极效率 C 50% 理想值
1.互补对称功放电路基本概念 （1） 电路构成及工作原理
TDA2030双声道音频功放设计
摘要................................................. - 1 - 1.TDA2030双声道音频功放设计.......................... - 1 -1.1TDA2030音频功率放大器电路工作原理........................ - 1 -1.2电路总图................................................. - 2 -1.3元器件清单............................................... - 3 -2 电路设计和参数计算................................. -3 -2.1电源部分................................................. - 3 -2.2音频输入端电阻电容的计算................................. - 4 -2.3功放部分TDA2030 ......................................... - 4 -2.4反馈电阻电容的计算....................................... - 4 -2.5输出电容电阻的选取....................................... - 4 -2.6二极管及其他电容的作用................................... - 5 -3安装与调试 ......................................... - 5 - 4性能测试与分析 ..................................... - 5 - 5心得与体会 ......................................... - 6 - 6参考文献 ........................................... - 6 - 附实图............................................... - 7 -摘要本设计主要由电源部分、音调控制级、功率放大级三部分组成。
功率放大器设计
dBm(Vout)
50 40 30 20 10
0 2.0
m1 freq=3.000GHz dBm(Vout)=30.919 m1 Max
m2 ind Delta= 1.000E7 dep Delta=-30.113 Delta Mode ON
m2
2.5
3.0
3.5
4.0
freq, GHz
图 5 三阶交调仿真
3 总结
本设计实现的功放指标如下表所示：
主要参数 频率
小信号增益 功率增益 饱和输出功率
PAE 回退 7dB 的 IMD3
指标 2.5~3.5
16 13 42 60 30.1
单位 GHz dB dB dBm % dBc
图 1 原理图
20
15
dB(S(2,1))
10
5
01.01.5来自2.02.53.0
3.5
4.0
4.5
5.0
freq, GHz
图 2 小信号增益
大信号仿真，Pin=26dBm。 功率增益如下图
图 3 大信号增益
输出功率 Pout 和功率附加效率 PAE 如图 4 所示：
图 4 输出功率和效率
线性度仿真，输入双音信号 3GHz，3.005GHz，单音输入功率 19dBm，三阶 交调信号如图 5 所示，IMD3=30.1dBc。
2.5~3.5GHz 功率放大器设计
1 电路设计 本设计目标频率为 2.5~3.5GHz,饱和功率大于 42dBm,效率大于 50%。 采用 Cree 公司的 GaN 芯片 CGH40010F 进行设计，偏置设置为 VD=28V，
ID=100mA，电路结构如下图所示：
2 仿真结果 小信号增益如图 2 所示：
OCL音频功率放大器
《模拟电子技术基础》课程设计报告设计题目：OCL音频功率放大器院系：专业：班级：姓名：同组人员：学号：110706118二0一三年六月三十日目录首页 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。
目录 .. (2)一、设计目的 (3)二、技术指标 (3)三、元器件清单 (3)四、电路框图 (4)五、单元电路的设计 (4)<1>总体方案设计 (4)<2>单元电路的选择与设计 (5)<3>总电路图及工作原理 (6)<4>问题及解决 (8)六、心得体会................................................................................................. 错误！未定义书签。
七、参考文献 (9)一、设计目的1、学习音频功率放大器的设计方法2、了解集成功率放大器内部电路工作原理3、根据设计要求,完成对音频功率放大器的设计,进一步加强对模拟电子技术的了解4、采用集成运放与晶体管原件设计OCL功率放大器5、培养实践技能,提高分析和解决实际问题的能力二、技术指标1、最大不失真输出功率：P OM>= 10W2、负载阻抗（扬声器）：R L = 8Ω3、频率响应：f L =100Hz ，f H = 15KHz4、输入电压：<= 100 mV5、失真度：γ<= 5%三、元器件清单OCL音频功率放大器元件明细表元件大小数量(单位:个) 运算放大器CF741 1二极管2CP10 2三极管3DG6 1 3DD01 1 3CG21 1 3DD1 1电阻1Ω 2 30Ω 1 240Ω 4 1KΩ 2 7KΩ 2 47KΩ 2 10KΩ 1 8KΩ 1电容0.1μF 110μF 2四、电路框图五、单元电路的设计<1>总体方案设计1、设计思路功率放大器的作用是给负载R l提供一定的输出功率，当R I一定时，希望输出功率尽可能大，输出信号的非线性失真尽可能小，且效率尽可能高。
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1 目录 1选题背景 ........................................................................2.. 1. 1指导思想 ................................................................2. 1. 2方案论证 ................................................................2. 1. 3基本设计任务 ............................................................2. 1. 4发挥设计任务 ............................................................2. 1. 5电路特点 ................................................................3. 2电路设计 ........................................................................3.. 2.1总体方框图 ................................................................3. 2.2工作原理 ..................................................................3. 3各主要电路及部件工作原理 ........................................................3. 3.1 第一级-- 输入信号放大电路 ............................................... .4 3.2 NE5532简要说明 ..........................................................5. 3.3第二级--功率放大电路 ................................................. 6. 3.4直流信号过滤电路 ..........................................................6. 4原理总图 ........................................................................7.. 5元器件清单 .....................................................................7.. 6调试过程及测试数据（或者仿真结果） ............................................. 7 6.1仿真检查 ...................................................................& 6.1.1第一级仿真检查。 .......................................................8. 6.1.2第二级仿真检查 .........................................................9. 6.2通电前检查 ................................................................10 6.3通电检查 ..................................................................10 6.3.1第一级电路检查 ......................................................10 6.3.2 第二级电路检查 ....................................................10 6.3.3完整电路检查 ........................................................10 6.4结果分析 ............................................................ 1.0 7小结 ............................................................................1.0 8设计体会及今后的改进意见 ..................................................................................... .1.1
8.1 体会 .....................................................................1.1 2
8.2 本方案特点及存在的问题 ................................................11 8.3改进意见 ................................................................1.1 参考文献 ..........................................................................12 1选题背景
在科技发达的现代社会随声听、收音机、 mp3 mp4电视机、手机、电脑……极大丰 富了我们的日常生活，这些产品在使用时时常会有音频的播放，而这些产品本身配带的音 频播放装置往往功率较小，难以带给人们想要的音乐效果与震撼。因此音频小信号功率放 大器就有着广泛的运用空间，能够让人们尽情享受音乐激情与活力。正因为如此我对音频 小信号放大电路产生了浓厚的兴趣，希望通过自己的知识和能力亲自动手设计和制作这样 一款产品。
1. 1指导思想 利用运算放大器构成第一级放大电路对输入信号进行放大；把放大后的信号接入第二 级功率放大电路进行功率放大。
1. 2方案论证 方案一：可使用NE5532配合集成功放TDA203C进行功率放大。这样实现电路简单方便 且电路的实现效果会很好，但由于题目要求不允许使用集成音频功放所以此方 案不符合，故舍弃此方案。 方案二：用NE5532运算放大器对输入信号进行放大，然后用2N3904/2N3906和TIP41/42 配合设计成的功率放大电路对放大后的信号的进行功率放大，在输出端加上扬 声器实现对音频小信号的功率放大。 经论证采取方案二。
1. 3基本设计任务 (1) 放大倍数Av> 1000; (2) 通频带 100Hz~10KHz (3) 放大电路的输入电阻 Ri > 1M1 ; (4) 在负载电阻为8门的情况下，输出功率》2W (5) 功率放大电路效率大于50% (6) 输出信号无明显失真。
1. 4发挥设计任务 在OCL电路中运用一个可调电位器对电路进行调节消除元器件本身误差。可由手动调 节使功率互补放大电路完全对称。 3
1. 5电路特点 (1) 放大倍数大，可以达到1000倍以上； (2) 通频带宽，适用于多种音频小信号的放大; (3) 输出信号质量好，无明显失真； (4) 输出功率较大； (5) 放大电路效率高，在60%以上;
2电路设计
2.1总体方框图
图2-1总体方框图 2.2工作原理 信号接入电路后，通过用电容过滤掉输入信号中的直流部分首先经第一个 NE5532与电 阻33k和1k组成放大倍数为34倍的负反馈电路，再进入第二个放大倍数为 36倍的负反 馈电路。输入信号经两个负反馈电路放大已经达到 1224倍，在流经电路会造成一定衰减 但放大倍数依然能够达到1000倍以上。信号经第一级放大放大后经过电容过滤掉直流信 号后流进第二级功率放大电路，通过两个复合管构成的 OCL互补放大电路对电路进行功率 放大。整个电路实现对输入信号的功率放大。
3各主要电路及部件工作原理
输出到负载 OCL功率放大 4
3.1第一级--输入信号放大电路 、NE5532AI 4
图3-1NE5532负反馈放大电路
工作原理： Au1= ( R2+R3 /R2=(33k+1k)/1k=34 倍 Au2= (R5+R6) /R5=(35k+1k)/1k=36 倍
Au=Au1*Au2=34*36=1224咅 所以由第一级连续两个负反馈放大电路理论放大倍数能达到 1224倍，虽然
R5 1k Q
R6 35k Q
V1 12 V C5
0.1疔
+ O
R3 A/VV
33k Q 5
在电路中会发生衰减，但是衰减后依然能够大于1000倍。对信号的放大倍数能够达到1000 倍以上。 3.2 NE5532简要说明 NE5532是高性能低噪声双运算放大器（双运放）集成电路。与很多标准运放相似， 但它具有更好的噪声性能， 优良的输出驱动能力及相当高的小信号带宽， 电源电压范 围大等特点。因此很适合应用在高品质和专业音响设备、仪器、控制电路及电话通道 放大器。用作音频放大时音色温暖，保真度高，在上世纪九十年代初的音响界被发烧 友们誉为运放之皇”，至今仍是很多音响发烧友手中必备的运放之一。
图3 — 3 NE5532封装图输出E bv hifim日
右边为常见的两种NE5532封装图 FDIF-6 电源十
附瞞入B 同相愉入B