音频功率放大器的制作概述
音频功率放大器的设计
音频功率放大器的设计
一、音频功率放大器
1、定义
音频功率放大器(PA)是一种用于提高音频设备输出功率的设备,以增加音频系统的响度。它可以将低功率信号变成足够大的信号,能够推动音箱或拓展环境的响度。通过调整音频功率放大器的参数,可以改变音频系统的响度和声学特性。
2、类型
音频功率放大器可以分为两类:模拟功率放大器和数字功率放大器。模拟功率放大器是一种传统的音频放大器,它主要用于推动音箱。数字功率放大器是一种现代化的音频放大器,它使用数字信号处理技术,能够提供更高的响度和更低的热损耗。
3、设计
(1)模拟功率放大器
模拟功率放大器的设计原理基于晶体管效应放大器(CEA)。CEA可以将低功率的输入信号放大,使其达到足够大的功率,从而推动音箱。CEA的典型设计利用晶体管的互补对称原理,使用NPN型和PNP型晶体管组合,来提高其响应时间和低频性能,并能够有效抑制回音和失真。
(2)数字功率放大器
数字功率放大器的设计利用数字信号处理(DSP)技术,以获得更高的响度和更低的热损耗。它采用噪声抑制技术,可以减少噪声干扰,从而提高声音质量。
音频功率放大器
音频功率放大器
音频功率放大器,又称音频功率增强器,是一种用于改善音频信号能量和声音音量的
设备。它可以将输入的音频信号放大,从而可以提高放大器的音量,增强音质,从而改善
音频性能。此外,音频功率放大器还可以用于增强低音频信号,使其达到扬声器的功率有
效范围,并有效抑制高频失真。
音频功率放大器可以用于连接各种类型的设备,例如CD播放器、笔记本电脑、MP3播放器等,以便从这些设备中收集音频信息,然后将其转换为一种可以放大的电子信号。放
大器利用一种叫做交流电变换技术(ACTR)的电压增益设备来将音频信号放大,然后将放
大的信号发送到一个额外的设备上,例如扬声器,以便进一步处理音频信号。
音频功率放大器通常有几种不同类型的配置可供选择,包括整流放大器、操作放大器、衰减放大器和直流放大器等。根据需要,用户可以选择不同功能的放大器来满足自己的需求。此外,利用正确的音频功率放大器设备也可以获得更高的音量和更出色的音质。
音频功率放大器的设计毕业论文
单刀音频功率放大器的设计
摘要
本次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。
设计中主要采用OP07进行音频放大器的设计,OP07芯片是一种低噪声,非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路。由于OP07具有非常低的输入失调电压(对于OP07A最大为25μV),所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施。设计中的音频功率放大器主要由直流稳压电源、前置放大电路、二级放大电路和功率放大电路组成。前置放大电路采用了反相比例运算放大器,二级放大电路用一个低通滤波器和一个高通滤波器组成一个带通滤波器,功率放大电路采用了OCL电路。直流电源采用桥式电路进行整流,输出则采用了三端集成稳压器。
对前置放大电路和二级放大电路进行了输入、输出分析和频率响应分析。对功率放大电路进行了输入和输出功率分析。对直流电源进行了输出电压验证。最后对总电路进行了输入、输出分析、频率响应分析、噪声分析。
关键词: OP07 音频功率放大器
Abstract
The curriculum design entitled the audio power amplifier, referred to as audio amplifier, audio power amplifier is mainly used to promote the speaker sound, and where the sound of electronic products to be used in audio amplifier.
音频放大器工作原理
音频放大器工作原理
音频放大器是一种电子设备,用于放大声音信号的强度,以便更好
地驱动扬声器或耳机。它在各种音频设备中广泛应用,包括家庭音响
系统、音乐播放器和电视机等。音频放大器的工作原理可以分为几个
关键步骤,其中包括信号放大、功率放大和输出阶段。
1. 信号放大
音频信号通常十分微弱,因此首先需要将其放大到足够的水平。音
频放大器的输入端接收到的信号经过预放大器的放大作用,使信号水
平达到可以进一步处理的程度。预放大器使用放大器电路,可以调节
增益以及对音频信号进行降噪和滤波处理。放大器电路中通常包括一
个放大器管或晶体管,其工作原理是将微弱的声音信号放大。
2. 功率放大
经过预放大器的放大之后,信号仍然比较微弱,需要进一步进行功
率放大,以便能够驱动扬声器或耳机。功率放大器通常通过使用更强
大的功率放大器管或晶体管来完成。这些管或晶体管具有更高的功率
输出能力,可以将信号放大到足够的水平,以供后续的音频设备使用。
3. 输出阶段
在信号经过功率放大之后,接下来需要对信号进行一些调整和优化,以便最终输出给扬声器或耳机。输出阶段通常包括音频处理电路和输
出放大器。音频处理电路可以对信号进行均衡、音效处理和音量控制
等,以满足不同用户的需求。输出放大器的作用是将功率放大的信号
转化为能够直接驱动扬声器或耳机的电流。
总结起来,音频放大器的工作原理包括信号放大、功率放大和输出
阶段。通过这些关键步骤,音频放大器能够将微弱的音频信号放大到
足够的水平,使其能够驱动扬声器或耳机,从而实现音频的放大和播放。在实际的音频设备中,还会配备其他功能和电路,以提供更加丰
音频功率放大器的制作与调试
音频功率放大器的制作与调试
第一部分
自行设计电路
---基于声卡的一种声光报警装置的设计
摘要本文提出了一种利用计算机声卡,配合继电器控制电路实现声光报警功能的方法,实现了对环境或对象的健康监测。并讨论了电路设计的具体方案,给出了PSpice模拟仿真结果。仿真结果表明:该报警电路简单可靠实用,完全可以实现声光报警功能。
1、设计目标
设计一个报警电路,该电路与计算机声卡相连,计算机声卡的输出信号为其输入信号。当计算机声卡有输出时,电路中的继电器线圈导通吸合,继电器的常开触点闭合,反之,其常开触点断开。将继电器的常开触点串入声光报警器的工作回路中,可以控制声光报警器的工作状态。电路的原理框图如图1所示。
2、声卡的输出信号
声卡的输出信号是极其微弱的信号,音箱的工作原理是将声卡的输出信号先经过功放进行放大,然后驱动扬声器来发声的。同理,要设计一个报警装置,首先要做的就是对信号进行放大。
声卡的输出信号与电脑播放的音频文件关系密切。当播放音乐和电影等文件时,声卡的输出为脉动成分很高的电平信号,用示波器观察的波形跳变激烈,其幅值电平大概在50mV~2V左右。为了保证电路中的固体继电器的正常工作,本电路中采用标准的正弦信号。考虑到音频文件的频率特性和放大电路的带宽等因素,利用Test Tone Generator软件产生一个频率为1K Hz,振幅为0.5V的正弦信号。如图2所示。
3、设计方案及Orcad PSpice模拟仿真[1]结果
对声卡输出信号的放大,有两种方案。第一种方案是用二极管、三极管、电阻、电容等元器件直接搭建;第二种方案利用集成运放搭建。
功率放大器的工作原理
功率放大器的工作原理
功率放大器是音频系统中非常重要的一种组件,它的作用是将输入的小功率信号放大到满足扬声器的要求,以及将相应的低压、低功率信号转换为高功率、高压电信号,以使扬声器发出音量足够大、质量足够高的音色。由于功率放大器的工作原理关系到音频系统的音质,因此,分析和理解功率放大器的工作原理对正确使用和选择功率放大器具有非常重要的意义。
功率放大器的工作原理其实很简单,它是利用集成电路将输入信号增加,从而提高输出功率的设备。功率放大器的输入端口一般有非线性信号输入、线性信号输入和数字信号输入,输出端口一般有多种功放,可以根据需求配置多种功率放大器输出级别,例如2瓦、4瓦、8瓦等。
功率放大器模块的主要电路分为有源底层电路和无源运放电路,有源底层电路是该模块的重要组成部分,它负责完成信号放大、噪声抑制、电压调整等功能,最终使得输出信号更加清晰。无源运放电路则负责将放大的信号发送到输出端,其中的运放的功能和参数决定了功率放大器的输出电压大小和功率大小。
功率放大器的运行过程是,当音频信号输入到功率放大器的输入端时,有源底层电路将此信号放大,然后将放大后的信号输入到无源运放电路,再经由运放输出到输出端,实现将输入信号放大为输出电压高、功率大的信号。这样就实现了将弱信号放大为有力的音频信号,以此满足扬声器的工作要求。
由于功率放大器起着将信号放大的作用,因此,它的质量也会影响到音频系统整体的音质。一般来说,功率放大器衰减小,带宽宽,噪声低才能满足要求,而输入信号和输出功率要求在实际应用中也是很重要的要求。因此,当我们选择功率放大器时,应根据实际使用要求,仔细考虑输入信号和输出功率的要求,选择能提供最佳性能的功率放大器,这样才能获得较好的音效。
音频功率放大器的原理
音频功率放大器的原理
音频功率放大器是一种用于增幅音频信号的电子设备。其原理是利用放大器电路将输入音频信号的电压或电流放大到更大的振幅,从而增加其功率。
音频功率放大器通常由若干个放大器级联而成,每个级别都将输入信号放大一定倍数。每个级别都由一个晶体管或管子构成,根据输出功率的要求,可以选择不同类型的放大器,如AB类、B类、C类等。
在AB类功率放大器中,输入信号通过一个晶体管的基极,然
后通过另一个晶体管的集电极,并在输出端口传送到负载。其中一个晶体管负责将正半周的输入信号放大,另一个负责将负半周的输入信号放大,因此可以更好地保持音频信号的波形。
B类功率放大器只在输入信号的正半周或负半周进行放大,并
且只有当信号振幅达到阀值时才工作,从而提高效率。C类功
率放大器将输入信号的负半周和正半周分别通过不同的晶体管放大,然后通过一个输出网络进行合并。
此外,音频功率放大器的输入端通常由耦合电容和电阻构成,以防止输入信号对放大器产生影响。输出端通过耦合电容将放大的信号传送到负载,以避免直流偏置对负载造成伤害。
综上所述,音频功率放大器工作原理是通过级联的放大器将输入音频信号放大到更大振幅,并且能够保持信号的波形,从而达到增加功率的效果。
小型音频功率放大器的设计与制作
小型音频功率放大器的设计与制作
摘要:
本文介绍了一种小型音频功率放大器的设计与制作。通过选择合适的电子元器件和设计电路,实现了高性能、高稳定性的功率放大器。具体设计过程包括选定电路拓扑结构、计算元器件参数、布局设计和选择合适的散热方式等。最终,制作出一个功率输出达到10W,失真率小于0.5%的小型音频功率放大器。该设计具有结构简单、制作成本低、性能稳定可靠等优点,适用于一些小型音响设备的增强性能。
关键词:音频功率放大器,电子元器件,拓扑结构,散热,失真率
正文:
一、概述
音频功率放大器是音响设备中最常用的模块之一,它的作用是将低电平的音频信号放大到足够的功率,驱动扬声器发出声音。在现代音响设备中,由于体积的限制,需要设计出更小巧、更高性能的功率放大器。
二、设计原理
本文采用B类功率放大器作为设计基础,该结构具有功率损
耗小、效率高等特点。同时,为了保证电路的稳定性和可靠性,
采用了负反馈的设计方法。具体电路如下:
(图1)
通过分析电路可知,该放大器采用了共射极放大器和共集电极放大器相结合的拓扑结构,其中T1和T2为功率管,R2和R3为负反馈电阻,C1和C2为耦合电容,C3为输入直流隔离电容,C4和C5为滤波电容。这样就可以在保证较高放大系数的同时,减少功率扭曲和干扰。
三、元器件选择和参数计算
根据电路原理图,选择了以下元器件:
(表1)
在选择元器件后,通过测量和计算,得出所需的元器件参数:
(表2)
四、布局设计
在元器件选择和参数计算完成后,需要进行布局设计,保证电路的排布合理、信号传输通畅、散热效果良好。特别是功率管的散热问题需要特别注意。
音频功率放大器原理图
音频功率放大器原理图
音频功率放大器是一种用于提高音频信号功率的电路,通常用于音响系统和放大器中。它能够将输入的低功率音频信号转换为输出的高功率音频信号,从而驱动扬声器发出更大的声音。
音频功率放大器的原理图如下所示:
(在此插入音频功率放大器原理图)。
原理图中包括输入端、放大电路、输出端和电源端。输入端接收来自音源的低功率音频信号,放大电路对该信号进行放大处理,输出端将放大后的高功率音频信号传送至扬声器,电源端则为整个电路提供所需的电源电压。
放大电路是音频功率放大器的核心部分,它通常由功率放大器芯片、电阻、电容和电感等元件组成。功率放大器芯片是最关键的部分,它能够将输入信号进行放大,并输出到扬声器。电阻、电容和电感则用于对输入信号进行滤波和匹配,以保证信号质量和稳定性。
音频功率放大器的工作原理是将输入的音频信号转换为相应的电压信号,并通过放大电路进行放大处理,最终输出为高功率音频信号。这样的设计能够满足扬声器对音频信号的驱动需求,使得音响系统能够发挥出更好的音质和音量表现。
在实际应用中,音频功率放大器可以根据需要进行不同的设计和调整,以满足不同的音响系统和放大器的要求。例如,可以根据功率放大器芯片的规格和电路参数进行合理的选择,以及根据扬声器的阻抗和灵敏度进行匹配,从而实现最佳的音频放大效果。
总的来说,音频功率放大器是音响系统和放大器中不可或缺的部分,它能够将输入的低功率音频信号转换为输出的高功率音频信号,从而驱动扬声器发出更大的
声音。通过合理的设计和调整,可以实现更好的音质和音量表现,从而提升整个音响系统的性能和体验。
怎样设计一个音频放大器电路
怎样设计一个音频放大器电路如何设计一个音频放大器电路
在现代生活中,音频放大器广泛应用于各种场合,如音响系统、电
视机、手机等。设计一个高质量的音频放大器电路不仅需要考虑功率
放大和频率响应,还需要注意电路的稳定性和噪声控制。本文将介绍
设计一个音频放大器电路的步骤和关键要点。
一、选择放大器类型
音频放大器可以分为A类、B类、AB类、D类等几种类型。A类
放大器电路简单稳定,但功率效率低;B类放大器功率效率高,但容
易产生交叉失真;AB类放大器结合了A类和B类的优势;D类放大器功率效率极高,但输出噪声较大。根据具体需求选择合适的放大器类型。
二、选择工作电压和电流
根据系统需求和放大器类型,选择合适的工作电压和电流,以确保
放大器能够满足输出功率的要求。同时考虑到电源电压和功耗的限制,确保电路的稳定性和安全性。
三、选择输入和输出阻抗
音频放大器电路的输入和输出阻抗需要匹配,以确保信号传输的质量。一般情况下,输入阻抗要大于输出阻抗,以避免信号衰减和失真。可以使用适当的传感器和阻抗转换电路来实现输入和输出阻抗的匹配。
四、选择合适的放大器芯片
根据设计需求和性能要求,选择合适的放大器芯片。一般情况下,
芯片的参数包括增益、功率输出、输入和输出电阻、带宽等。通过比
较不同型号的芯片性能参数,选择最适合的芯片来满足设计要求。
五、设计反馈网络
反馈网络在音频放大器电路中起到稳定工作点、调整增益和改善频
率响应等作用。根据具体需求,设计合适的反馈网络来优化电路性能。常见的反馈网络包括电压式反馈和电流式反馈,可以根据实际情况选
择合适的方式。
项目2音频功率放大器的制作(负反馈new1).ppt
23.03.2019
37
想一想
1、这个电路中有无反馈?为何种反馈? 2、此反馈的作用是什么?对哪些性能有影响?
23.03.2019
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电路中引入负反馈后其电压放大倍数下降,但放大电路的 其他性能得到改善。 1.提高放大倍数的稳定性 闭环放大电路增益的相对变化量是开环放大电路增益
反馈放大电路由单级运算放大器构成时, 反馈信号送回到反相输入端的,为负反馈; 反馈信号送回到同相输入端的,为正反馈。
图3 反馈极性的判断
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15
例1 判别正负反馈(反馈极性)
例4-1 判别正负反馈(反馈极性)
23.03.2019
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3 、 电压反馈和电流反馈
电压反馈 反馈信号从输出电压uo采样。 电流反馈 反馈信号从输出电流io采样。
② 按照信号单向传
同极性,为负反馈;二者极性相反,为正反馈。
输的方向,同时根 据放大电路基射同 相,基集反相的原 则,判断出反馈信 号Uf的瞬时极性。
③ 当输入信号ui和反 馈信号uf在相同端点 时,两者为同极性, 为正反馈;二者极性 相反,为负反馈。 图2 反馈极性的判断
23.03.2019 14
图 电压串联负反馈
23.03.2019 24
音频放大器的工作原理
音频放大器的工作原理
音频放大器是一种将音频信号放大的电子设备。它的主要功能是通过增加音频信号的电压、电流或功率,使得可以驱动输出装置(如扬声器)产生更大的声音。下面将详细说明音频放大器的工作原理。
音频放大器通常由前级放大器和功率放大器组成。前级放大器负责将输入的微弱音频信号放大到一定幅度并提升其电压,以便于后续的信号处理和放大。功率放大器则负责通过进一步放大电流来驱动输出装置,将音频信号转化为声音。
前级放大器通常采用放大器管(如晶体管、真空管等)来实现放大。当输入音频信号经过前级放大器的信号输入端时,放大器管将信号转化为电流信号,然后通过放大器管中的电流分配器增加电流的幅度。经过放大之后,信号可以达到一个较高的电压值。
在功率放大器中,电压信号经过一个耦合器(如电容耦合器)传递给功率放大器的输入端。功率放大器通常采用功率管(如功率晶体管、功率放大管等)来放大信号。功率管的特点是能够承受较大的电流,从而能够输出较大的功率。
在功率放大器中,放大的信号经过功率管的放大作用,电流也得到了进一步的放大,可以达到足够大的数值,来驱动输出装置产生较大的音响声音。功率放大器通常还会添加一些反馈电路,以增加其稳定性和减少失真。同时,功率放大器还会有一些保护机制,如过压保护、过流保护等,以保护功率放大器和
输出装置。
除了前级放大器和功率放大器,音频放大器还包括一些辅助部件,如电源、滤波器、调节电路等。电源为整个音频放大器提供电能,滤波器可以过滤掉输入信号中的杂音和干扰,调节电路则可以实现对输出音量的调节。
音频 功率 放大器原理简介 音频 功率 放大器
音频功率放大器原理简介音频功率放大器
是一种能够将音频信号功率放大的电子设备,其工作原理基于放大器电路中的晶体管或管子等电子元器件。音频信号进入放大器,被放大器电路中的电子元器件放大后输出,达到音频的放大的目的。功率放大器主要有两类:A类放大器和AB类放大器。
A类功率放大器的原理是将音频信号通过晶体管等电子元器件进行频率放大,激励出足够大的电流输出到负载电阻中,达到音频功率放大的目的。 A类功率放大器的优点是音质好、失真小,但功率效率较低。
AB类功率放大器是A类功率放大器加上一个偏置电压,使其能在某些运行情况下工作在B类放大器的状态。AB类功率放大器的优点是功率效率高,同时也能保持良好的音质。
总而言之,音频功率放大器是将低功率音频信号转换为高功率输出的设备,主要工作原理是通过电子元器件进行功率放大。不同种类的功率放大器有各自的特点和优势,使用时需要根据实际需要选择合适的设备。
音频放大电路
音频放大电路
简介
音频放大电路是一种能够增加音频信号的振幅的电路。通常,音频信号的幅值较小,需要经过一定程度的放大才能驱动扬声器或耳机,以产生足够大的声音。音频放大电路主要用于各种音频设备,如手机、收音机、音响系统等。
本文将介绍音频放大电路的工作原理、常见的放大电路类型,在设计和实现音频放大电路时需要考虑的因素,以及一些常见的音频放大电路应用。
工作原理
音频放大电路的工作原理基于电流、电压和功率的关系。
音频信号通常是一个交流电信号,其振幅随着声音的强弱变化。音频放大电路通过增加这个振幅,使得信号能够驱动扬声器或耳机。
常见的音频放大电路主要由功率放大器组成。功率放大器
使用放大器晶体管或运放等电子元件,根据输入信号的变化,输出一个放大后的信号,以驱动扬声器或耳机。通常,音频放
大电路也需要包含一些其他电路来完成放大效果的实现,如滤波电路、偏置电路等。
常见音频放大电路类型
A类放大电路
A类放大电路是一种常见的音频放大电路类型。它使用放
大器晶体管,将输入信号放大到与扬声器或耳机的要求相匹配的电平。A类放大电路具有简单、成本低廉的优点,但其效率较低,对功耗较为敏感。
AB类放大电路
AB类放大电路在A类放大电路的基础上进行了改进。AB
类放大电路使用两个功率晶体管,一个用于放大正半周的信号,另一个用于放大负半周的信号。由于两个晶体管的互补工作,AB类放大电路具有更高的效率,更低的失真,并提供更好的功率输出。
D类放大电路
D类放大电路是一种数字式放大电路。它使用PWM(脉宽调制)技术将音频信号转换为脉冲信号,然后通过开关电路放
音频功率放大器的设计与制作
音频功率放大器是一个技术已经相当成熟的领域,几十年来,人们为之付出 了不懈的努力,无论从线路技术还是元器件方面 ,乃至于思想认识上都取得了长 足的进步。本设计主要描述了音频功率放大器的设计思路,硬件电路的调试过 程及测试结果。本设计采用 OTL 功率放大电路用于音频信号的放大,是本电路 设计的重要组成部分。OTL 功放电路由于它不需要变压器就减少了体积和信号 的失真。本设计主要由前级电路和功率放大电路两部分组成,前级电路用于音 频信号的一级放大,功率放大电路用于音频信号的二级放大,保证信号有足够 的功率可以从扬声器输出。
录
要 ......................................................................................................................... I
绪论 ...............................................................................................................1 引言 .............................................................................................................................. 1 音频功率放大器的发展.......................................................................................... 2 本课题设计意义 ....................................................................................................... 3 系统总体设计方案 .......................................................................................4 设计要求 ..................................................................................................................... 4 2.1.1 设计依据 ........................................................................................................... 4 2.1.2 基本要求 ........................................................................................................... 4 2.2 设计思路 ..................................................................................................................... 4 2.3 整体框图 ..................................................................................................................... 5 2.4 方案比较与论证 ....................................................................................................... 5 2.4.1 方案一 ................................................................................................................ 5 2.4.2 方案二 ................................................................................................................ 7 2.4.3 方案三 ................................................................................................................ 9 第 3 章 单元电路设计 ............................................................................................. 11 3.1 前级放大电路的设计 ............................................................................................. 11 3.1.1 负反馈的概念 ................................................................................................. 11 3.1.2 负反馈对放大电路的影响.......................................................................... 12 3.1.3 前级放大电路对负反馈的应用................................................................. 13 3.2 功率放大电路的设计 ............................................................................................ 13 3.2.1 OTL 电路的概念 ........................................................................................... 13 3.2.2 OTL 功率放大电路的工作原理 ................................................................ 14 3.2.3 OTL 电路的主要性能指标 ......................................................................... 15 3.2.4 复合管的概念 ................................................................................................ 16 3.2.5 复合管在本设计中的应用.......................................................................... 17 3.3 总电路的设计 .......................................................................................................... 18 第 4 章 硬件电路的制作与调试 .............................................................................21 4.1 硬件设计 ................................................................................................................... 21 4.2 系统调试主要测量仪器........................................................................................ 21 4.3 系统调试 ................................................................................................................... 22 4.4 误差分析 ................................................................................................................... 22 第 5 章 结论 .............................................................................................................24 参考文献 .....................................................................................................................25 致谢 .............................................................................................................................26 附件 1 元器件清单 ....................................................................................................27 附件 2 硬件电路板 ....................................................................................................28
音频功率放大器设计详解
音频功率放大器设计
一、设计任务
设计一个实用的音频功率放大器。在输入正弦波幅度≤5mV,负载电阻等于8Ω的
条件下,音频功率放大器满足如下要求:
1、最大输出不失真功率P OM≥8W。
2、功率放大器的频带宽度BW≥50Hz~15KHz。
3、在最大输出功率下非线性失真系数≤3%。
4、输入阻抗R i≥100kΩ。
5、具有音调控制功能:低音100Hz处有±12dB的调节范围,高
音10kHz处有±12dB的调节范围。
二、设计方案分析
根据设计课题的要求,该音频功率放大器可由图所示框图实现。
下面主要介绍各部
分电路的特点及要求。
图1 音频功率放大器组成框图
1、前置放大器
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。声音源
的种类有多种,如传声器(话筒)、电唱机、录音机(放音磁头)、CD唱机及线路传输等,这些声音源的输出信号的电压差别很大,从零点几毫伏到几百毫伏。一般功率放大器的输入灵敏度是一定的,这些不同的声音源信号如果直接输入到功率放大器中的话,对于输入过低的信号,功率放大器输出功率不足,不能充分发挥功放的作用;假如输入信号的幅值过大,功率放大器的输出信号将严重过载失真,这样将失去了音频放大的意义。所以一个实用的音频功率放大系统必须设置前置放大器,以便使放大器适应不同的的输入信号,或放大,或衰减,或进行阻抗变换,使其与功率放大器的输入灵敏度相匹配。另外在各种声音源中,除了信号的幅度差别外,它们的频率特性有的也不同,如电唱机输出信号和磁带放音的输出信号频率特性曲线呈上翘形,即低音被衰减,高音被提升。对于这样的输入信号,在进行功率放大器之前,需要进行频率补偿,使其频率特性曲线恢复到接近平坦的状态,即加入频率均衡网络放大器。
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2020/4/30
•10
知识2 直流工作点与放大器非线性失真 的关系
对放大器的最基本的要求是实现交流信号的 不失真放大,即输出信号的波形与输入信号的波 形应是相似的。如果放大器的工作点设置不合适 ,将导致输出波形产生失真现象。例如,在音频 放大电路中,表现为声音失真;而在电视扫描放 大电路中,将表现为图像比例失真。这种失真是 由于电路的工作范围超出了三极管的特性曲线的 线性区而产生的,称为非线性失真。它包括饱和 失真和截止失真两类。
2020/4/30
•8
图2-2 直流通路
图2-3 直流负载线与Q点
电路中元件参数Rb、Rc对静态工作点Q的影响见图24所示。
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•9
(1)增大Rb时,静态工 作点由Q下移到Q1;减 小Rb时,静态工作点由 Q上移到Q2。
(2)增大Rc时,静态 工作点由Q 左移到Q3; 减小Rc时,静态工作点 由Q右移到Q4。同理可 分析VCC对静态工作点 Q的影响。
3.能熟练掌握直流工作点与放大器非线性失真的关 系。
4.能熟练安装、调试分压偏置式放大电路。
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•3
知识1 分压偏置式放大电路
温度变化会引起放大电路的静态工作点发生偏移,从 而影响放大电路的正常工作。为了提高静态工作点的稳定 性,在放大电路中通常采用分压偏置式放大电路来提高静 态工作点的稳定性。
。
2.稳定工作点的原理
当温度升高时,由于三极管V的β、ICEQ增大及UBEQ减小而引起集电 极电流ICQ增大,则发射极电阻Re上的压降UEQ增大。
基极电位VBQ由Rb1、Rb2串联分压提供,大小基本稳定,因此发射 结电压UBEQ(UBEQ = VBQ-UEQ)减小,于是集电极电流ICQ的增加受到限 制,达到稳定静态工作点的目的。上述自动稳定工作点过程总结如下:
温度t升高
极电位VEQ升高 极电流ICQ下降。
集电极电流ICQ增大 发射结电压UBEQ下降
发射极电流IEQ增大 基极电流IBQ减小
发射 集电
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•6
注意:
分压偏置式放大电路稳定工作点的关键在于利用发射极电阻Re 两端的电压来反映集电极电流的变化情况,实质上是通过Re的变化量来控 制并调节集电极电流ICQ的变化,最后达到稳定静态工作点的目的。可从以 下三点加深理解:
图2-1 分压偏置式放大电路
Re为发射极电阻,也称发射极负反馈电阻,主要起到稳 定工作点的作用。
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Ce称为发射极交流旁路电容,作用是避免交流信号电压在发射极 电阻Re上产生压降,造成放大电路电压放大倍数下降。
Rc为集电极电阻,电源通过Rc给集电结加上反向偏压,使三极管工 作在放大区。V为晶体三极管,是放大电路的核心元件。RL为负载电阻
3)由于三极管发射极电阻Re的存在,与基极电压共同起作用,稳定了 三极管集电极电流的变化,使放大电路的静态工作点趋于稳定。
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3.元件参数对静态工作点的影响
静态工作点合适与否决定着电路能否正常进行
交流放大,可以用以前学过的估算法求出静态工 作点,也可以用作图的方法求出。图2-2所示为共 射基本放大电路的直流通路,在集电极回路可以 列出如下方程:
UCE =VCC -ICRc 这就是直流负载线方程。UCE与IC是线性关系 ,是一条直线。在输出特性曲线所在坐标中,只 需作出在出特坐这性标 条 曲轴 直 线上 流 与确 负 直定载流两线负个载MN特线,殊M其N点中的V当C交C和i点B V=即CIC为B/QR的Qc,点这便,条可如输 图2-3所示。
分压偏置式放大电路是最常用的音频信号前置放大电路 。下面以NPN型晶体三极管所组成的分压偏置式放大电路 为例,介绍放大电路的工作原理。
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1.电路结构及各元件的作用
电路结构如图2-1所示。Rb1为 上偏置电阻,Rb2为下偏置电阻, Rb1 、Rb2的阻值一般为几十千欧。 电源电压VCC经Rb1 、Rb2分压后 得到基极电压UBQ,给三极管V的 发射结提供合适的正向偏置电压, 同时给基极提供一个合适的基极 电流。
音频功率放大器的制作 概述
2020年4月30日星期四
内容提要
1 任务1 前置放大电路制作
2 任务2 负反馈在放大电路的应用
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任务3 功率放大电路的制作
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任务1 前置放大电路制作
任务目标:
1.能熟练画出分压偏置式放大电路图,并对其能自 动稳定工作点的原理进行分析。
2.能准确分析电路元件参数对静态工作点的影响, 并正确设置静态工作点。
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1.交流通路与交流负载线
放大电路在输入交流信号的情况下处于动态工作状态
,称为动态。在动态时,放大电路在输入信号ui和直流电 源VCC共同作用下工作,电路中既有直流分量,又有交流 分量,形成了交、直流共存于同一电路之中的情况,各极
的电流和各极的电压都在静态值的基础上叠加一个随输入
图2-5 放大电路的交流通路与交流负载线
由图2-5(a)可知
uce = -ic RL'
而uce = uCE -UCE,ic = iC -IC,代入上式可得
uCE -UCE = -(iC -IC)RL'
上式表明,动态时iC与uCE的关系仍为一直线,该直线的斜率为
(-1/ RL'),
示 分它。别由显为交然:流A,负(这载U条电CE直阻+线IRC通LR'决L过',定工0,作)因点,此QB称((为U0,C交EI、C流+I负CU)C载E,/线R且L,')与如。两图坐2标-5(轴b的)交所点
信号ui作相应变化的交流分量。由于耦合电容对交流信号 可看成短路,而直流电源VCC对交流信号则看成直接对地 短路,由此可画出放大电路的交流通路图。如图2-5(a)
所示为基本共射放大电路的交流通路图,图中,RL' = RL//Rc称为交流等效负载。
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(a)放大电路的交流通路
(b)放大电路的交流负载线
1)由于温度变化对β、ICEQ及UBEQ等参数产生影响,将导致三极管集 电极电流ICQ变化,从而引起放大电路工作点的偏移。因此,要稳定工作 点,关键在于稳定三极管集电极电流ICQ。
2)放大电路中三极管基极电压UBEQ由偏置电阻Rb1、Rb2分压得到(即 分压式偏置电路),故三极管基极电压相对比较稳定,与温度无关。