模电音频功率放大器课程设计
模电课程设计音频功率放大器
《模拟电子课程设计》任务书一、课落款称：音频功率放大器二、技术指标：〈1〉输入信号为vi=10mV, 频率f＝1KHz。
〈2〉负载阻抗为8Ω。
〈3〉额定输出功率Po≥2W。
指导教师：学生：2020年6月29 日目录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，音频功率放大器要紧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，比如电话、MP4播放器、笔记本电脑、电视机、音响设备等给咱们的生活和学习工作带来了不可替代的方便享受。
我要紧采纳了两种方式对其进行了分析和设计，一种利用了A386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。
期间碰到了很多问题，只是好在在教师的指导，同窗的帮忙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。
在设计的进程中，第一对自己的设计思路有个整体的熟悉，即对音频功率放大器的原理了解，在查阅了很多资料，和对实验器材有了初步了解以后，利用讲义及一些资料上所描述的同相放大电路和甲乙类互补对称功率放大电路的大体知识，通过对两种方式的对照评析确信了下面的课程设计。
整体设计步骤↓↓↓1 设计概述 1、1音频功率放大器的设计作为模拟电子课程设计课题设计，本课题提出的音频功率放大器性能指标比较低，要紧采纳理论课程里介绍的运算放大集成电路和功率放大集成电路来组成音频功率放大器。
一、一、1 设计任务和要求采纳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，其要求如下：① 输入信号为vi=10mV , 频率f ＝1KHz;② 额定输出功率Po≥2W ； ③ 负载阻抗RL =8Ω。
1、1、2 功率放大器的大体原理音频功率放大器事实上确实是对照较小的音频信号进行放大，使其功率增加，然后输出。
其原理如图(一)所示，前置放大要紧完成对小信号的放大，利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，取得后一级所需要的输入。
模电课程设计(音频功率放大电路)
1、设计题目：音频功率放大电路2、设计任务目的与要求：要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的音频功率放大电路，负载为扬声器，阻抗8Ω。
指标：频带宽50HZ ～20kHZ ，输出波形基本不失真；电路输出功率大于8W ；输入灵敏度为100mV ，输入阻抗不低于47K Ω。
3、整体电路设计：⑴方案比较：①利用运放芯片 LM1875和各元器件组成音频功率放大电路，有保护电路，电源分别接+30v 和-30v 并且电源功率至少要50w ，输出功率30w 。
②利用运放芯片TDA2030和各元器件组成音频功率放大电路，有保护电路，电源只需接+19v ，另一端接地，负载是阻抗为8Ω的扬声器，输出功率大于8w 。
通过比较，方案①的输出功率有30w ，但其输入要求比较苛刻，添加了实验难度。
而方案②的要求不高，并能满足设计要求，所以选取方案②来进行设计。
⑵整体电路框图：⑶单元电路设计及元器件选择： ①单元电路设计：功率放大器按输出级静态工作点的位置可分为甲类、乙类和甲乙类三种；若按照输出级与负载的耦合方式，甲乙类又可分为电容耦合（OTL 耦合）、直接耦合（OCL 电路）和变压器耦合三种。
变压器耦合容易实现阻抗匹配，但体积大，较笨重。
又OCL电路电源输入要求较高，所以采用OTL电路。
采用单电源的OTL 电路不需要变压器中间抽头，但需要在输出端接上大电容，且低频特性不如OCL 好。
根据“虚短”、“虚断”的原理，利用电阻的比值，可求得电路所需的放大倍数，其中可加入一个电位器替代反馈电阻，这样就能够实现电路放大倍数的调整。
因为功率放大电路是追求在电源电压确定的情况下，输出尽可能大的功率，可以采取OTL电路来实现。
为了提高转换功率，我们要对电路进行改善，这主要围绕功率放大电路频率响应的改善和消除非线性失真来改进电路，因此要用到若干个电阻电容来保护电路。
OTL电路会产生交越失真，为了消除这种失真，应当设置合适的静态工作点，使电路中的两只放大管均工作在临界导通或微导通的状态，这可以通过加入两个二极管来实现，因为二极管具有单向导电性。
模电课程设计音响放大器(功率放大器)(最全)word资料
沈阳工业大学信息科学与工程学院设计题目：音响放大器专业：小组成员：2021年11月29日第一章方案设计与论证1．基本要求：（1）正弦信号输入电压幅度为5～700mV，等效负载电阻为R L为8Ω条件下，应满足：①额定输出功率P OR ≥10W；②带宽B W ≥50～10 000Hz；③在P OR下和B W内的非线性失真系数≤ 3%；④在P OR下的效率≥ 55%⑤在前置放大级输入端交流短接到地时，R L=8Ω上的交流声功率≤10mW；⑥整体电路的联调与试听。
（2）设计并制作满足本设计任务要求的稳压电源2．设计方案：由于设计要求不是对单一信号频率实施放大，而是对一个输入电压变化幅度大（5—700mV）,频带范围宽（50—10000Hz）的频带信号实施功率放大，所以不能只从简单的功率放大上考虑，至少应从以下几方面作较为全面的考虑：1、解决本设计的电路对信号源，尤其是信号幅度小的时候的影响。
2、要求对整个频带内不同频率成分，不同电压幅度信号都要均匀放大。
因此，本设计所要求的功率放大电路，应该是一个既能有效实施隔离，完成电路阻抗匹配；又能在所规定的频带内进行信号均衡放大额定一种实用型电路。
所以将输入信号通过均衡电路处理之后，送入功率放大器，提升到所需的额定输出功率。
依据设计要求，我们可确定音响放大器的基本组成框图如下，电路由话音放大器、电子混响器、前置放大器、音调控制器、功率放大器以及稳压电源组成：话音放大器：话音放大器的作用是不失真地放大音频信号。
电子混响器：电子混响器是用电路模拟声音的多次反射，产生混响效果，使声音听起来具有一定的深度感和空间立体感。
混合前置放大器：混合前置放大器的作用是将音乐信号和电子混响后的声音信号混合放大。
音调控制器：音调控制器主要是控制、调节音响放大器的幅频特性。
功率放大器：功率放大器的作用是给音响放大器的负载RL提供一定的输出功率。
第二章各模块电路原理与仿真1、话音放大器由于话筒的输出信号一般只有5mV左右，而输出阻抗达到20K 亦有低输出阻抗的话筒如（20欧，200欧等），所以话筒放大器的作用是不失真地放大声音信号（最高频率达到10KHz）。
模电课程设计——OTL音频功率放大器
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、设计思路：1.功率放大器的作用是给负载RL 提供一定的输出功率，当RL 一定时，希望输出功率尽可能大，输出信号的非线性失真可能小，且效率尽可能高。
由于OTL 电路采用直接耦合方式，为了保证电路工作稳定，必须采取有效措施抑制零点漂移。
为了获得足够大的输出功率驱动负载工作，故需要有足够高的电压放大倍数。
因此，性能良好的OTL 功率放大器应由输入级、推动级和输出级等部分组成。
2. OTL 功放各级的作用和电路结构特征1) 输入级：主要作用是抑制零点漂移，保证电路工作稳定，同时对前级（音调控制级）送来的信号作低失真，低噪声放大。
为此，采用带恒流源的，由复合管组成的差模放大电路，且设置的静态偏置电流较小。
2) 推动级的作用是获得足够高的电压放大倍数，以及为输出级提供足够大的驱动电流，为此，可采用带集电极有源负载的共射放大电路，其静态偏置电流比输入级大。
3) 输出级的主要作用是级负载提供足够大的输出信号功率，可采用由复合管构成的甲乙灯互补对称功放或准互补功放电路。
此外，还应考虑为稳定静态工作点须设置直流负反馈电路，为稳定电压放大倍数和改善电路性能须设置交流负反馈电路，以及过流保护电路等。
电路设计时，各级应设置合适的静态工作点，在组装完毕后须进行静态和动态测试，在小型不失真的情况下，使输出功率最大。
动态测试时，要注意消振和接好保险丝，以防损坏元器件。
三、1 直流电源部分（1）变压：用变压器（220~15 的变压器）将交流220 变为副边电压U2=15v，（2）整流部分：用桥式整流法对交流进行整流，（用1N4007 二极管）整流后电压为Uo1=0.9U2=13.5V（3）滤波部分：用大电容（4700uf 的电解电容），因为设计中要求输出正负12V 所以要用两个大电容，滤波之后电压为Uo2=1.2U2=18V （4）稳压：分别用LM7812 和LM7912 进行稳压，将电压稳定在正负12V，要注意对稳压块的保护，所以安装保护二极管，最后的输出部分应装发光二极管，观察电路是否导通。
音频功率放大器(课程设计)
音频功率放大器的设计任务书1 设计指标（1）直接耦合的功率放大器，额定输出功率10W，负载阻抗8Ω；（2）具有频响宽、保真度度、动态特性好及易于集成化；（3）采用分立元件设计；（4）所设计的电路具有一定的抗干扰能力。
2 设计要求（1）画出电路原理图；（2）确定元器件及元件参数；（3）进行电路模拟仿真；（4）S C H文件生成与打印输出。
3 编写设计报告写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。
4 答辩在规定时间内，完成叙述并回答问题。
音频功率放大器设计摘要：这款功放采用了典型的OC L功放电路，为全互补对称式纯甲类DC结构，功放的每一级放大均工作于甲类状态。
输入级和电压放大级采用线性较好的沃尔漫电路，差分管及电流推动管分别为很出名的K170、J74（可用K389、J109孪生对管对换）对管和K214、J77中功率M OS管，功率输出级为2SC5200和2S A1943大功率东芝管并联输出，功率强劲，驱动阻抗2Ω的喇叭也轻松自如，毫不费力。
综合运用了我们前面所学的知识。
设计完全符合要求。
关键字：沃尔漫电路T IM共源-共基电路共射-共基电路1 引言在现代音响普及中，人们因生活层次、文化习俗、音乐修养、欣赏口味的不同，令对相同电气指标的音响设备得出不同的评价。
所以，就高保真度功放而言，应该达到电气指标与实际听音指标的平衡与统一。
2设计思路甲类放大器作为一种最古老，效率最低，最耗电，最笨重，最耗资，失真最小的放大器它有吸引人的音质。
甲类放大器输出电路图1前置放大电路框图本身具有抵消奇次谐波失真，且甲类放大器管子始终工作在线性曲线内，晶体管自始自终处于导通状态。
因此，不存在开关失真和交越失真等问题。
甲类放大器始终保持大电流的工作状态。
所以对猝发性声音瞬间升降能迅速反映。
因而输出功率发生急剧变化时，电12源电流变化微乎其微。
由这种强大的驱动者来推动扬声器就能轻而易举的获得高保真的重放效果。
为了能得到好的音质,在设计时,我采用了前后级分离。
课程设计报告--音频功率放大器设计
课程设计报告--音频功率放大器设计音频功率放大器设计报告一、引言音频功率放大器是电子工程领域中的一个重要组成部分，它能将输入信号放大并驱动扬声器输出高质量的音频信号。
音频功率放大器设计的主要目标是提高音频信号的功率，同时保持音频信号的稳定和高保真度。
本报告将介绍一个音频功率放大器的设计过程，包括电路设计、原理图设计、仿真和测试结果等。
二、电路设计1. 器件选择首先需要选择适合的放大器芯片和其他必要的元件。
在音频功率放大器设计中，常用的芯片有TDA2030、TDA2050等，选择芯片时需考虑芯片的功率输出、输入电压、高保真度等参数。
2. 电路图设计根据所选芯片的数据手册和设计要求，进行电路图的设计。
电路图设计主要包括输入电路、放大电路、输出功率放大电路等部分。
在设计过程中应注意信号的阻抗匹配、滤波等问题。
三、原理图设计根据电路设计，绘制电路的原理图。
原理图将各个部分的连接关系以及元件的数值等信息展示出来，为后续的仿真和测试提供便利。
四、仿真基于设计好的原理图，进行电路仿真。
使用仿真软件（如Proteus、Multisim等）对电路进行仿真，验证放大器的性能指标，包括功率输出、频率响应、失真度等参数。
五、测试结果根据仿真结果，制作音频功率放大器的实物电路，并进行测试。
测试包括输入信号的幅值、频率、输出功率、失真度等参数的测量。
根据测试结果，评估设计的音频功率放大器的性能和有效性。
六、总结通过本次课程设计，了解了音频功率放大器的设计过程，掌握了电路设计、原理图设计、仿真和测试等技能。
同时也深入了解了音频功率放大器的重要性和应用领域。
在今后的学习和工作中，将进一步拓展音频功率放大器设计的知识，不断提高设计水平，为音频领域的发展做出更大的贡献。
音频功率放大器课程设计_[文档在线提供]
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目录1 初始条件及其任务分析 (1)1.1 初始条件 (1)1.2 基本要求 (1)1.3 功率放大电路要测试的基本内容 (1)2 设计流程 (2)3 设计方案简介及其仿真分析 (3)3.1 OCL音频功率放大器 (3)3.2 原理图说明 (4)3.3 PROTEL仿真 (6)4 焊接电路板 (7)4.1 焊电路板的操作步骤 (7)4.2 焊接成功的电路板图...................... 错误！未定义书签。
5 调试与检修 (8)5.1 调试 (8)5.2 检修 (9)6 心得体会 (9)7 参考文献 (11)1 初始条件及其任务分析1.1 初始条件具备模拟电子电路的理论知识；具备模拟电路基本电路的设计能力；具备模拟电路的基本调试手段；自选相关电子器件；可以使用实验室仪器调试。
1.2 基本要求（1）不失真输出功率≥2.4 W，频率响应：20HZ～20KHZ（2）输入阻抗≥ 50KΩ，输入电压≤ 5mv（3）具备高音和低音的音调控制功能（4）效率>60%（5）电路板焊接、调试（调试步骤可以参考《模拟电子技术实验指导书》有关放大器测试过程）（6）安装调试并完成符合学校要求的设计说明书1.3 功率放大电路要测试的基本内容（1）测量输出电压放大倍数Au测试条件：直流电源电压14v，输入信号1KHｚ 70 mv（振幅值100mv），输出负载电阻分别为4Ω和8Ω。
（2）测量允许的最大输入信号（1KHｚ）和最大不失真输出功率测试条件：①直流电源电压14v，负载电阻分别为4Ω和8Ω。
②直流电源电压10v，负载电阻为8Ω。
（3）测量上、下限截止频率fH和fL测试条件：直流电源电压14v，输入信号70mv（振幅值100mv），改变输入信号频率、负载电阻为8Ω。
2 设计流程图1 流开始 初始条件及任务分析 原理图说明 列写元件清单 原理图仿真焊接电路调试电路以达到要求结束3 设计方案简介及其仿真分析3.1 OCL音频功率放大器功率放大器，简称“功放”。
模电课程设计(高保真音频功率放大器)
1 初始条件和设计要求1.1 初始条件具备模拟电子电路的理论知识；具备模拟电路基本电路的设计能力；具备模拟电路的基本调试手段；自选相关电子器件；可以使用实验室仪器调试。
1.2 设计要求1、不失真输出功率≥2.4 W，频率响应：20HZ～20KHZ2、输入阻抗≥ 50KΩ，输入电压≤ 5mv3、具备高音和低音的音调控制功能4、效率>60%5、安装调试并完成符合学校要求的设计说明书3.1 电路组成我们设计的电路有两部分组成：（1）直流稳压电源首先我们考虑到直流稳压电源是每个电子设备的基础器件，应该与主电路分开设计，单独放置一个模块。
其次我们设计的是高保真音频功率放大器，因此对直流电源有着很高的要求，要尽可能的滤掉交流分量，达到稳压效果，使输出信号失真度达到最小。
（2）双声道高低音音频功率放大器实验要求是要有高低音可调电路，但是我们考虑到信号是由左右声道组成，所以为了达到最好的输出效果，我们设计了高低音调节外兼有左右声道的立体声高保真音频功率放大器。
此音频功率放大器所用的核心芯片是国际通用高保真音频功率放大集成电路TDA2030A。
4.1 直流稳压电源4.1.1 直流稳压电源原理图图4-1-14.1.2 直流稳压电源所选元件双24V变压器，二极管1N4007，1000uf电解电容，0.33uf独石电容，三端稳压管LM7815,LM7915，0.1uf瓷片电容，220uf电解电容4.1.3 直流稳压电源原理直流稳压电源分为四部分:变压，整流，滤波，稳压。
变压：此处我们选择双24V的交流变压器，输出相位相反的24V交流电。
整流：我们选择了耐压较好的整流二极管1N4007。
滤波：我们放置了多组电容，达到最好的滤波效果。
首先电流经过二极管整流后，先经过两个1000uf的大电容，滤掉直流中的交流分量，此处电容越大越好。
经过初步电容滤波的输出电压V0=（1.1-1.2）V2。
然后在经过两个0.33uf的电容，用以抵消输出端较长接线的电感效应，以防止自激震荡，还可抑制电源的高频脉冲干扰，一般取0.1-1uf。
模电课程设计方案(音频功率放大电路)
1、设计题目：音频功率放大电路2、设计任务目的与要求：要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的音频功率放大电路，负载为扬声器，阻抗8。
指标：频带宽50HZ～20kHZ，输出波形基本不失真；电路输出功率大于8W；输入灵敏度为100mV，输入阻抗不低于47K。
3、整体电路设计：⑴方案比较：①利用运放芯片 LM1875和各元器件组成音频功率放大电路，有保护电路，电源分别接+30v和-30v并且电源功率至少要50w，输出功率30w。
②利用运放芯片TDA2030和各元器件组成音频功率放大电路，有保护电路，电源只需接+19v，另一端接地，负载是阻抗为8的扬声器，输出功率大于8w。
通过比较，方案①的输出功率有30w，但其输入要求比较苛刻，添加了实验难度。
而方案②的要求不高，并能满足设计要求，所以选取方案②来进行设计。
⑵整体电路框图：⑶单元电路设计及元器件选择：①单元电路设计：功率放大器按输出级静态工作点的位置可分为甲类、乙类和甲乙类三种；若按照输出级与负载的耦合方式，甲乙类又可分为电容耦合 <OTL 耦合）、直接耦合<OCL 电路）和变压器耦合三种。
变压器耦合容易实现阻抗匹配，但体积大， 较笨重。
又OCL 电路电源输入要求较高，所以采用OTL 电路。
采用单电源的OTL 电路不需要变压器中间抽头，但需要在输出端接上大电容，且低频特性不如OCL 好。
根据“虚短”、“虚断”的原理，利用电阻的比值，可求得电路所需的放大倍数，其中可加入一个电位器替代反馈电阻，这样就能够实现电路放大倍数的调整。
因为功率放大电路是追求在电源电压确定的情况下，输出尽可能大的功率，可以采取OTL 电路来实现。
为了提高转换功率，我们要对电路进行改善，这主要围绕功率放大电路频率响应的改善和消除非线性失真来改进电路，因此要用到若干个电阻电容来保护电路。
OTL 电路会产生交越失真，为了消除这种失真，应当设置合适的静态工作点，使电路中的两只放大管均工作在临界导通或微导通的状态，这可以通过加入两个二极管来实现，因为二极管具有单向导电性。
《模拟电子技术基础》课程设计说明书-音频功率放大器
目录1 绪论 ..................................................................................................................................- 1 -2 音频功率放大器................................................................................................- 2 -2.1 音频功放的性能指标...............................................................................- 2 -2.2 音频功放的特点 ..........................................................................................- 3 -2.3 功放的分类及本设计的整体构思 ..................................................- 4 -3 方案分析 ....................................................................................................................- 6 -3.1 方案的选择......................................................................................................- 6 -3.2 对所选方案电路中运放uA741的简介 .......................................- 6 -4 电路设计 ....................................................................................................................- 8 -4.1 电路工作原理................................................................................................- 8 -4.2 静态工作点设置 ..........................................................................................- 9 -4.3 参数计算 ........................................................................................................ - 10 -5 电路仿真 ................................................................................................................. - 12 -5.1 PROTEUS画图仿真................................................................................... - 12 -6 电路安装与调试............................................................................................. - 15 -6.1 合理布局，分级装调............................................................................ - 15 -6.2 电路调试 ........................................................................................................ - 15 -7 小结 ............................................................................................................................... - 16 - 参考文献 ........................................................................................................................ - 17 - 元器件清单 ................................................................................................................. - 18 - 本科生课程设计成绩评定表.................................................................. - 19 -1 绪论功率放大器(简称功放)的作用是给音频放大器的负载RL(扬声器)提供一定的输出功率。
模电课程设计(音响放大器)
《模拟电子技术》课程设计说明书音响放大器院、部：电气与信息工程学院学生姓名：彭澎指导教师：张松华职称副教授专业：电子信息工程班级：电子1201班学号： 12303401362014年6月课题三音响放大器的设计（一）设计目的1、了解集成功率放大器内部电路工作原理2、掌握其外围电路的设计与主要性能参数测试方法3、掌握音响放大器的设计方法与电子线路系统的装调技术（二）设计要求和技术指标1、技术指标额定功率P≥0.3W，负载阻抗为10Ω，频率响应范围为50Hz-20KHz，输入阻抗大于20KΩ，放大倍数≥20dB。
2、设计要求（1）设计话音放大与混合前置放大器、音调控制级、功率放大级；（2）选定元器件和参数，并设计好电路原理图；（3）在万能板或面包板或PCB板上进行电路安装调测；（4）测试输出功率；（5）测试输出阻抗;（6）撰写设计报告。
（三）设计报告要求1、选定设计方案；2、拟出设计步骤，画出设计电路，分析并计算主要元件参数值；调试总结3、列出设计电路测试数据表格；4、进行设计总结和分析，并写出设计报告。
（四）设计总结与思考1、总结话音放大器的设计和测试方法；2、总结设计话音放大器器所用的知识点；目录第1章绪论 (1)1.1 音响的意义 (1)1.2 音响的技术指标 (1)1.2.1 频率响应 (1)1.2.2 信噪比 (1)1.2.3 动态范围 (2)1.2.4 失真 (2)1.2.5 立体声分离度 (2)1.2.6 立体声平衡度 (3)第2章音响放大器电路设计 (4)2.1 音响放大器的基本原理 (4)2.2 前置放大电路（A1） (5)2.3 音调控制电路（A2） (5)2.3.1 低音提升 (6)2.3.2 高音提升 (6)2.3.3 高音衰减 (7)2.3.4 低音衰减 (7)2.3.5 反馈型音调控制电路 (7)2.3.6 信号在低频区 (8)2.3.7 信号在高频区 (8)2.4 功率放大级 (10)2.4.1 TDA2030A介绍 (10)2.4.2 功率放大电路说明 (11)第3章用multisim仿真音响放大器电路 (12)第4章组装与调试 (13)4.1电路元件组装 (13)4.2作品调试 (13)结束语 (14)参考文献 (15)附录A 实物图 (16)附录B 元件清单 (17)第1章绪论1.1 音响的意义音响技术的发展经历了电子管、晶体管、场效应管的历史时期，在不同的历史时期都各有其特点。
音频功率放大器课程设计--OTL音频功率放大器的设计与制作-精品
优化电路设计：优化电路设计可以提高放大器的性能，例如采用更好的放大器、滤波器等。
增加散热措施：增加散热措施可以提高放大器的稳定性和使用寿命，例如采用更好的散热片、 风扇等。
优化软件设置：优化软件设置可以提高放大器的性能，例如采用更好的音频处理算法、优化音 频信号处理等。
OTL音频功率放大器概述
第二章
定义与作用
OTL音频功率放大器：一种采用输出变压器的音频功率放大器 作用：将音频信号放大，驱动扬声器发声 特点：输出功率大，音质好，失真小 应用：广泛应用于音响、广播、电视等领域
工作原理简介
OTL音频功率放大器是一种输出变 压器耦合的音频功率放大器
优点：输出功率大，音质好，失真 小
PCB布线与布局
设计原则：遵循信号 完整性和电源完整性 原则
布线技巧：采用地平 面分割、信号线隔离 等方法
布局技巧：根据电路 功能模块进行布局， 保证信号路径最短
布线与布局工具：使 用Altium Designer、 Cadence等专业软件 进行布线与布局设计
焊接与调试
焊接：将元件按照电路板布局焊接好，确保连接牢固可靠。
设计过程与实现
第三章
电路设计
确定电路结构：根据设计要求，选择合适的电路结构，如分立元件或集成电路。 元件选择：根据电路性能要求，选择合适的电阻、电容、电感等元件，并确定元件参数。 电路仿真：使用电路仿真软件对电路进行仿真分析，验证电路性能是否满足设计要求。 电路版图绘制：根据电路原理图，绘制电路版图，确保电路元件布局合理、布线规范。
元器件选择与参数计算
电阻：选择合适的阻值和功率，以满足电路需求 电容：选择合适的电容值和耐压值，以满足电路需求 晶体管：选择合适的型号和参数，以满足电路需求 电源：选择合适的电源电压和电流，以满足电路需求 电路板：选择合适的尺寸和材料，以满足电路需求 焊接：选择合适的焊接工具和材料，以满足电路需求
音频功率放大器课程设计__OTL音频功率放大器的设计与制作_精品
学号：课程设计题目OTL音频功率放大器的设计与制作学院信息工程学院专业通信工程班级通信1302姓名指导教师2014 年 1 月23 日课程设计任务书题目:OTL音频功率放大器的设计与制作初始条件：元件：集成功放TDA2030A、集成稳压器LM7812、电阻、电容、电位计若干。
仪器：万用表、示波器、交流毫伏表、函数信号发生器、学生电源要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、课程设计工作量：1周。
2、技术要求：①要求设计制作一个音频功率放大器频率响应20~20KHZ，效率>60﹪，失真小。
完成对音频功率放大器的设计、仿真、装配与调试，并自制直流稳压电源。
②确定设计方案以及电路原理图并用multisim进行电路仿真。
时间安排：序号设计内容所用时间1 布置任务及调研1天2 方案确定0.5天3 制作与调试 1.5天4 撰写设计报告书1天5 答辩1天合计1周指导教师签名：系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (1)Abstract (2)音频功率放大器的设计与制作 (3)1. 设计原理及参数 (3)1.1音频功放电路的设计 (3)1.1.1设计原理 (3)1.1.2 参数计算 (5)1.2直流稳压电源的设计 (6)1.2.1设计原理 (6)1.2.2参数计算 (8)2.仿真结果及分析 (8)2.1音频功率放大电路 (8)2.1.1仿真原理图 (8)2.1.2仿真效果图 (9)2.2直流稳压电源电路 (11)2.2.1电路原理图仿真 (11)2.2.2仿真效果图 (11)3.实物制作与性能测试 (12)3.1音频功放实物制作 (12)3.2性能测试 (13)3.2.1功率性能测试 (13)3.2.2频率响应测试 (14)3.3直流稳压电源制作 (15)3.4直流稳压电源的测试 (15)4.收获以及体会 (16)5.元器件清单 (18)6. 主要参考文献资料 (19)本科生课程设计成绩评定表 (19)摘要本课程设计是在学完《模拟电路基础》、《模拟电路基础实验》之后，通过复杂程度较高，综合性较强大型设计课题的实做训练。
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课程设计报告学生姓名:张浩学学号：2011309030137学院:电气工程学院班级: 电自1116(实验111）题目: 模电音频功率放大电路设计指导教师：张光烈职称: 2013 年 7月 4 日1、设计题目：音频功率放大电路2、设计任务目的与要求：要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的音频功率放大电路，负载为扬声器，阻抗8。
指标：频带宽50HZ～20kHZ，输出波形基本不失真；电路输出功率大于8W；输入灵敏度为100mV，输入阻抗不低于47KΩ。
模电这门课程主要讲了二极管，三极管，几种放大电路，信号运算与处理电路，正弦信号产生电路，直流稳压电源。
功率放大器的作用是给音响放大器的负载RL（扬声器）提供一定的输出频率。
当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出的信号的非线性失真尽可能小，效率尽可能高。
功率放大器的常见电路形式有OTL电路和OCL电路。
有用继承运算放大器和晶体管组成的功率放大器，也有专集成电路功率放大器。
本实验设计的是一个OTL功率放大器，该放大器采用复合管无输出耦合电容，并采用单电源供电。
主要涉及了放大器的偏置电路克服交越失真，复合管的基本组合提高电路功率，交直流反馈电路，对称电路，并用multism软件对OTL 功率放大器进行仿真实现。
根据电路图和给定的原件参数，使用multism 软件模拟电路，并对其进行静态分析，动态分析，显示波形图，计算数据等操作。
3、整体电路设计：⑴方案比较：①利用运放芯片 LM1875和各元器件组成音频功率放大电路，有保护电路，电源分别接+30v和-30v并且电源功率至少要50w，输出功率30w。
②利用运放芯片TDA2030和各元器件组成音频功率放大电路，有保护电路，电源只需接+19v，另一端接地，负载是阻抗为8Ω的扬声器，输出功率大于8w。
通过比较，方案①的输出功率有30w，但其输入要求比较苛刻，添加了实验难度。
而方案②的要求不高，并能满足设计要求，所以选取方案②来进行设计。
⑵整体电路框图：⑶单元电路设计及元器件选择： ①单元电路设计：功率放大器按输出级静态工作点的位置可分为甲类、乙类和甲乙类三种；若按照输出级与负载的耦合方式，甲乙类又可分为电容耦合 （OTL 耦合）、直接耦合（OCL 电路）和变压器耦合三种。
变压器耦合容易实现阻抗匹配，但体积大， 较笨重。
又OCL 电路电源输入要求较高，所以采用OTL 电路。
采用单电源的OTL 电路不需要变压器中间抽头，但需要在输出端接上大电容，且低频特性不如OCL 好。
根据“虚短”、“虚断”的原理，利用电阻的比值，可求得电路所需的放大倍数，其中可加入一个电位器替代反馈电阻，这样就能够实现电路放大倍数的调整。
因为功率放大电路是追求在电源电压确定的情况下，输出尽可能大的功率，可以采取OTL 电路来实现。
为了提高转换功率，我们要对电路进行改善，这主要围绕功率放大电路频率响应的改善和消除非线性失真来改进电路，因此要用到若干个电阻电容来保护电路。
OTL 电路会产生交越失真，为了消除这种失真，应当设置合适的静态工作点，使电路中的两只放大管均工作在临界导通或微导通的状态，这可以通过加入两个二极管来实现，因为二极管具有单向导电性。
或者将两个有一定对称性的NPN 和PNP 三极管的基极分别和TDA2030的两个电源输入端相连。
最后在输出端，还要加一个大电容来保证电路的低频性良好。
在接有感性负载扬声器时还要加入一个电阻和一个电容来减少电路的自激振荡，确保高频稳定性。
②元器件选择：如下面的系统原理图所示，C2为输入耦合电容，应选取较小的电解电容；R1、R ２、R3和C7的作用是组成运放TDA2030的输入偏置电路，取R1=R2=R3，可计算得TDA2030正向输入端的电压为0.5VCC ，而电容C7的作用是可以稳定这个电位。
另外，R3是为了防止输入信号被C7短接到地而设的。
C6是高频退耦电容，应选用较小的陶瓷电容或独石电容；C3是滤波电容，应选用较大的电解电容。
C4、R4、和R11构成交流负反馈，控制交流增益，对于音频信号，可以近似地认为C4短路，所以功放的增益为1<<1+R11（有效部分）/R4<<1+100/3.3=31.3。
对于直流信号，可认为C4断路，所有输出信号反馈到反向输入端，所以直流增益为1。
取R6=R8和C8可起着保证TIP31和TIP32的基极电压相等，从而减少了推挽电路的交越失真。
而R7和C5可以滤除TDA2030输出的高频信号。
二极管D1、D2保护运放免受扬声器的感应电压而造成损害。
电容C1是输出耦合电容，能够改善电路的低频特性，要用容值较大的电解电容。
C9和R10能对扬声器的相位进行补偿，能够较少电路的自激振荡，确保高频稳定性。
运放TDA2030内含各种保护电路，需要外接元件非常少，且电路的频带宽较宽，并能在最低±6V 最高±22V 的电压下工作。
另外，它输出功率较大，在±19V、8Ω阻抗时能够输出16W 的有效功率，THD≤0.1%，所以选用TDA2030能够实现电路的要求。
而TIP31C 和TIP32C 是一对互补性较好的NPN 和PNP 三极管，集电极和发射极之间所承受的电压也可以高达100V ，集电极的电流为3A 左右，每只管的功耗也只有40W 左右而已，所以用它们来搭建OTL 电路比较合适。
实验原理用高通滤波器和低通滤波器将信号分成高频，低频两个部分，进入不同的电路中。
选用有源二阶滤波器电路调节高低音。
在此基础上通过调节滑动变阻器阻值，改变电路增益，来达到达到高低音调节的目的。
为了降低电源电压要求，选用OTL 电路。
为了消除交越失真，在两个互补对称管基极之间连接一个二极管和变阻器，以提供偏置电压。
由于OTL 电路是电流放大电路，因此需在前面加上一个前置放大，用于电压放大，以带动OTL 电路。
稳定两个互补对称管射极电压在左右，使电路能够正常工作。
电路结构及设计电路图电路结构图如下：设计电路如下：系统的电路总图：标号型号大小封装形式数量R7 RJ14 1ΩAXIAL0.4 1 R6、R8 RJ14 1.5ΩAXIAL0.4 2R10 RJ14 22ΩAXIAL0.4 1R4 RJ14 3.3kΩAXIAL0.4 1R1、R2、R3 RJ14 100kΩAXIAL0.4 3 R11 B100K 100 kΩ— 1C1 25V-2200uf 2.2mf — 1C3 25V-100uf 100uf — 1C4、C7 50V-10uf 10uf — 2C2 50V-2.2uf 2.2uf — 1C5、C8 224 220nf — 2C6、C9 104 100nf — 21n4001 ——DO-35 2TIP31C ——TO-220 1TIP32C ——TO-220 1TDA2030 ——PENTAWATT 1总计———23电路调试过程与结果:①测试频带宽：调节电位器R11的阻值，经过测试可得其中一个电路的下限截止频率为f L =6.41Hz，上限截止频率为fH=127.481kHz。
当然在50HZ～20kHZ频率范围内电路输出不失真，这满足条件“频带宽50HZ ～20kHZ，输出波形基本不失真”的要求。
在实验室里也经过测量，显示可以在50HZ ～20kHZ频率范围内电路输出不失真。
②测量输出电压放大倍数:测试条件：直流电源电压19v，输入信号峰峰值为100mv，输入频率为1KHz，电位器R11的有效阻值为66kΩ，负载电阻8Ω。
输入和输出的波形如下图所示：输出电压峰峰值为：Uo=Ui*【1+R11(有效部分)/R4】放大倍数：Ao=1+R11（有效部分）/R4=1+66/3.3=21Ui（峰峰值）Uo（峰峰值）（仿真）Uo（峰峰值）（实测）100mv 2.1 v 2.0v400mv 8.4v 8.3v误差分析：因为元件的实际数据大小与理论的大小存在差异,譬如金属膜电阻的阻值误差为1%或5%，电容的容值误差也有5%～20%。
实际上1n4001、TIP31、TIP32等元器件跟仿真软件所表现出来的特性不是完全一样的。
同时，音频集成放大芯片发热量比较大，比较容易受到周围环境温度的影响，从而也导致了一定的误差。
另外，在实测中读数时会产生误差。
③测量最大不失真功率：根据理论可得最大不失真功率为2(/2)/Pm Uo RL =,Uo为输出电压峰峰值。
经过测试，在19V 的直流电源，8Ω负载作用下，调节电位器R11，使其允许的最大不失真输入信号为Ui=600mv,其最大不失真功率为:Po=8.4w>8w 。
也满足“电路输出功率大于8W ”条件。
④测量输入灵敏度为100mV 时的输入阻抗： 在信号输入端接上两个万用表，分别测量输入端的电压和电流，得Ui ≈70 .71mV ，Ii ≈716.48nA ，所以输入阻抗为Ri =Ui /Ii =98.69K Ω>>47K Ω，明显也满足“输入灵敏度为100mV ，输入阻抗不低于47K Ω”的条件。
3参数分析与计算3.1音调调节电路集成运放选用LM324 20Hz 到20kHz 中间频率低通滤波器截止频率根据公式选取R=10k ，C=0.001。
同理计算高通滤波器取R=68k ，C=0.001。
R1和是音调幅度调节，取R1=10k,Rf 为50k 的滑动变阻器。
3.2功率放大电路3.2.1工作电压根据最大不失真平均功率公式设计功率3W ，负载电阻8，可算得Vom(max)=7V 因为otl 电路充其量只能达到，为了保证波形不失真，电源适当取大，我们取电源18V 。
3.2.2其他元件参数i.静态工作点的设置及三极管选择。
根据其参数范围，T1管选2SC2655,T2管选2SA1020。
T3管为前置放大，选取低噪的9014.为了达到设计要求，T3管的静态工作点。
所以设计静态工作点=8V，Ic=15mA。
为了使电路正常工作，K点电位应达到。
Ii电阻选择为了方便调节，R1取3.3k，R2取100k电位器。
Rc3取360,R3取1k可调电阻。
Iii电容及其他C1,Ce为耦合电容和旁路电容，为了提高低频响均取1000；C3为提拉电阻，取100。
C2充当负电源应满足所以C2选取4.7mFD1取IN4001，R4和D1作用调节以消除交越失真，R4取2k电位器。
4仿真与调试4.1音频调节电路频率特性曲线4.2音频放大电路输入三角波输入正弦波输入方波5设计体会及收获这个学期我们开设了《模拟电路》这么课程，这门课程属于电子电路范畴，与我们的专业有莫大的联系，给予我们以理论上的指导。
“纸上学来终觉浅，绝知此事要躬行”，在模电点课程一结束之后，紧接着就有了一场让我们学以致用，讲课上所学应用在实践中的课程设计。