用分立元件设计制作互补对称式功率放大器
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。
互补对称功率放大器实验
5.10 互补对称功率放大器实验1．实验目的（1）进一步理解互补对称（OTL）功率放大器的工作原理（2）掌握互补对称（OTL）电路的调试及主要性能指标的测试方法2．实验设备与器件（1）＋5V直流电源（2）数字万用表（3）函数信号发生器（4）双踪示波器（5）晶体三极管 3DG6 (9011) 3DG12 (9013) 3CG12 (9012) 晶体二极管IN4007 8Ω扬声器、电阻、电容若干（6）分立功放电路模块3．预习要求（1）复习OTL电路的工作原理。
（2）了解自举电路，思考为什么引入自举电路能扩大输出电压的动态范围？（3）理解功放电路产生交越失真的原因是什么？怎样克服交越失真？（4）电路中电位器RW2如果开路或短路，对电路工作有怎样的影响？（5）为了不损坏输出管，调试中应注意什么问题？（6）若电路出现自激现象，该如何消除？4．实验原理图5.10.1所示为互补对称（OTL ）低频功率放大器。
图5.10.1 互补对称功率放大器其中，由晶体三极管T 1组成推动级（也称前置放大级），T 2、T 3是一对参数对称的NPN 和PNP 型晶体三极管，它们组成互补推挽OTL 功放电路。
由于每一个管子都接成射极输出器形式，因此具有输出电阻低、带负载能力强等优点，适合于作功率输出级。
T 1管工作于甲类状态，它的集电极电流I C1由电位器R W1进行调节。
I C1 的一部分流经电位器R W2及二极管D ，给T 2、T 3提供偏压。
调节R W2，可以使T 2、T 3得到合适的静态电流而工作于甲、乙类状态，以克服交越失真。
静态时要求输出端中点A 的电位CC A V 21U ，可以通过调节R W1来实现，又由于R W1的一端接在A 点，因此在电路中引入交、直流电压并联负反馈，一方面能够稳定放大器的静态工作点，同时也改善了非线性失真。
当输入正弦交流信号V i 时，经T 1放大、倒相后同时作用于T 2、T 3的基极，V i 的负半周使T 3管导通（T 2管截止），有电流通过负载R L ，同时向电容C 0充电，在V i 的正半周，T 2导通（T 3截止），则已充好电的电容器C 0起着电源的作用，通过负载R L 放电，这样在R L 上就得到完整的正弦波。
互补对称式OTL功放电路
互补对称式OTL功放电路一、实训目的（1）熟练掌握常用仪器的使用。
（2）熟练掌握二极管、三极管、电阻、电容、电位器等器件的测试判断以及参数的查阅与运用。
（3）通过OTL功放电路的制作，熟悉OTL功放的工作原理，掌握电子产品的制作和调试方法，提高实践动手能力，培养工程实践观念。
二、实训功放的电原理图音频功率放大器是音响系统中不可缺少的重要部分，其主要任务是将音频信号放大到足以推动外接负载，如扬声器、音响等。
功率放大器的主要要求是获得不失真或较小失真的输出功率，讨论的主要指标是输出功率、电源提供的功率。
由于要求输出功率大，因此电源消耗的功率也大，就存在效益指标的问题。
由于功率放大器工作于大信号，使晶体管工作于非线性区，因此非线性失真、晶体管功耗、散热、直流电源功率的转换效率等都是功放中的特殊问题。
图示是互补对称式OTL功放电原理图。
它具有非线性失真小，频率响应宽，电路性能指标较高等优点，是目前OTL电路在各种高保真放大器应用电路中较为广泛采用的电路之工作原理：Q1是前置放大管，采用NPN型硅管，温度稳定性较好。
要降低噪声，就要从前级做起，否则，噪声会经后级放大，变得很明显。
这里最主要是要避免从基极引入噪声。
本电路中，Q1的基极偏置电源由D1、D2稳压得到，进一步提高了稳定性。
发射极电阻R4 的阻值很小，对稳定静态工作点的作用不大，其主要起交流负反馈作用。
Q2是激励放大管，它给功放级足够的推动信号，输入信号经Q1、Q2两级放大后，具备了驱动Q3、Q4 （输出级）的能力。
R9 W2、R10是Q2的偏置电阻，R6、R7、D3、D4是Q2 的集电极负载电阻。
Q3、Q4是末级互补输出对管，该管主要是为了给喇叭提供足够大的驱动电流，Q3、Q4 的放大倍数应尽可能一致，这样才可以保证输出信号的正负半周信号对称，让失真更小。
互补对管的意思是指一个管是npn型，一个管是pnp型。
D3和D4、R6和R7、Q2的CE极三部分共同组成Q3、Q4的偏置电路，保证Q3、Q4在无信号时输出中点电压。
4-2-互补对称式功率放大电路资料
第二节 互补对称式功率放大电路
（3）功率三极管的极限参数
▼ 集电极最大允许电流ICM
在OCL互补对称电路中，流过三极管的最大集电极 电流为：
Icm
VCC
UCES RL
VCC RL
因此选择功率三极管时，其集电极最大允许电流应为：
ICM
VCC RL
11
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第二节 互补对称式功率放大电路
1 2
Ucem
Icm=
1 2
U2cem RL=来自1 2(VCC/ 2 – UCES)2 RL
若满足UCES <<
VCC 2
（2）效率
Pom ≈
1 V2CC 8 RL
PV =
VC2C×
1 π
π
0 Icmsinωtd(ωt)
=
VCCIcm π
≈
V2CC 2πRL
η = PPovm≈
1 V2CC 8 RL
2VπR2CLC=
仿真
第二节 互补对称式功率放大电路
ui
iC1 +VCC
O
t
VT1
iC1
NPN
+C1 - uo
O
VT2
VCC 2
iL
iC
2
t
PNP
RL
O iL
t
iC2
O
t
OTL甲乙类互补对称电路的波形图
5
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第二节 互补对称式功率放大电路
3. OCL甲乙类互补对称电路(无输出电容器)
仿真
R1
ui
b1
R
VD1 VD2
▼ 集电极最大允许反向电压U(BR)CEO
互补对称式OTL功放电路
互补对称式OTL功放电路一、实训目的（1）熟练掌握常用仪器的使用。
（2）熟练掌握二极管、三极管、电阻、电容、电位器等器件的测试判断以及参数的查阅与运用。
（3）通过OTL功放电路的制作，熟悉OTL功放的工作原理，掌握电子产品的制作和调试方法，提高实践动手能力，培养工程实践观念。
二、实训功放的电原理图音频功率放大器是音响系统中不可缺少的重要部分，其主要任务是将音频信号放大到足以推动外接负载，如扬声器、音响等。
功率放大器的主要要求是获得不失真或较小失真的输出功率，讨论的主要指标是输出功率、电源提供的功率。
由于要求输出功率大，因此电源消耗的功率也大，就存在效益指标的问题。
由于功率放大器工作于大信号，使晶体管工作于非线性区，因此非线性失真、晶体管功耗、散热、直流电源功率的转换效率等都是功放中的特殊问题。
图示是互补对称式OTL功放电原理图。
它具有非线性失真小，频率响应宽，电路性能指标较高等优点，是目前OTL电路在各种高保真放大器应用电路中较为广泛采用的电路之一。
工作原理：Q1 是前置放大管，采用NPN 型硅管，温度稳定性较好。
要降低噪声，就要从前级做起，否则，噪声会经后级放大，变得很明显。
这里最主要是要避免从基极引入噪声。
本电路中，Q1 的基极偏置电源由D1、D2 稳压得到，进一步提高了稳定性。
发射极电阻R4 的阻值很小，对稳定静态工作点的作用不大，其主要起交流负反馈作用。
Q2是激励放大管，它给功放级足够的推动信号，输入信号经Q1、Q2两级放大后，具备了驱动Q3、Q4（输出级）的能力。
R9、W2、R10是Q2的偏置电阻，R6、R7、D3、D4 是Q2的集电极负载电阻。
Q3、Q4 是末级互补输出对管，该管主要是为了给喇叭提供足够大的驱动电流，Q3、Q4的放大倍数应尽可能一致，这样才可以保证输出信号的正负半周信号对称，让失真更小。
互补对管的意思是指一个管是npn型，一个管是pnp型。
D3和D4、R6 和R7、Q2的CE 极三部分共同组成Q3、Q4的偏置电路，保证Q3、Q4在无信号时输出中点电压。
电子技术课程设计----OTL功率放大器
电子技术课程设计----OTL功率放大器课程设计报告课程名称：电子技术课程设计设计题目：OTL功率放大器课程设计摘要功率放大器的作用是给音响放大器的负载RL（扬声器）提供一定的输出功率。
当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出的信号的非线形失真尽可能的小，效率尽可能的高。
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。
本文设计的是一个OTL 功率放大器，该放大器采用TDA2030音频放大器芯片，TDA2030音频放大器电路是最常用到的音频功率放大电路，TDA2030是高保真集成功率放大器芯片,输出功率大于10W,频率响应为10~1400Hz,输出电流峰值最大可达3.5A。
其内部电路包含输入级、中间级和输出级,且有短路保护和过热保护,可确保电路工作安全可靠。
采用正输出单电源供电。
文中介绍了该放大器和运用LM317三端可调正稳压器集成电路组成的可调稳压电源的具体设计。
其次本次实物产品采用PCB印制电路板制作（单面板）使其性能良好满足1课程设计设计要求和外表美观。
关键词：LM317三端可调正稳压器集成单电源供电电路；OTL功率放大电路；TDA2030音频放大器；交越失真；无输出耦合电容；输出功率；反馈网络；三端可调集成稳压电路；PCB单面板。
2课程设计目录设计要求........................................................................................................................ (1)1、方案论证与对比 (1)1.1、总体方案设计........................................................................................................................ . (1)1.2方案一........................................................................................................................ . (2)1.2 方案二........................................................................................................................ (3)1.3 两种方案的对比........................................................................................................................ .. 42、电源部分的设计 (5)2.1总体方案设计........................................................................................................................ . (5)2.2方案论证与对比........................................................................................................................ (5)2.2.1方案一........................................................................................................................ . (5)2.2.2方案二........................................................................................................................ . (6)2.2.3两种方案的对比........................................................................................................................ (7)3.单元电路设计及元器件选择和电路参数计算 (8)3.1 单元电路设计与原理说明 (8)3.2 电路参数计算........................................................................................................................ (9)3.3功率的计算........................................................................................................................ .. (9)3.4电源部分........................................................................................................................ . (10)4.2 绘制电路原理图.........................................................................................................................114.3 对实物电路进行调试并记录数据 (11)4.3.1电路调整与测试........................................................................................................................ . (11)4.3.2通电观察........................................................................................................................ . (14)4.3.3 OTL功放部分的检测.........................................................................................................................154.4 数据分析及误差分析 (15)5. 设计体会与总结 (15)6、元器件及仪器设备明细表 (16)7、参考文献........................................................................................................................ . (17)8 致谢........................................................................................................................ (18)9 附录........................................................................................................................ .. (18)附录A 相关电路图.........................................................................................................................18附录B：相关芯片资料 (20)3OTL功率放大器设计设计要求1. 额定输出功率P0>=10W2. 负载阻抗RL=8欧3. 采用全部或部分分立元件电路设计一种OTL音频功率放大器。
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。
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。
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。
分立元件组成的基本放大电路
7(10)
第7章
分立元件组成的基本放大电路
在小信号作用下，静态工作点Q邻近工作范围内的曲线 可视为直线，两变量的比值称为晶体管的输入电阻，即
rbe
U BE I B
UCE 常数
ube ib
由晶体管的特性曲线求rbe、 和rce
第7章Байду номын сангаас
分立元件组成的基本放大电路
7(13)
第7章
分立元件组成的基本放大电路
3．动态性能指标的计算 （1）电压放大倍数Au
设输入为正弦信号，用相量法计算，可列出
Uo Ib (RC // RL )
Ui Ibrbe
则
Au
U&o U&i
I&b (RC // RL )
I&b rbe
RL
rbe
Au为复数，反映了输出电压与输入电压之间的大小和相位关 系，负号表示共射放大电路的输出电压与输入电压相位相反。
IB
UCC UBE RB
UCC RB
IC IB
UCE UCC IC RC
由式可近似估算静态工作点。在晶体管
导通后，硅管UBE约为0.6～0.7V（锗管约为 0.2～0.3V）。
7(6)
第7章
分立元件组成的基本放大电路
2．由图解法求静态工作点Q
（1）用输入特性曲线确定IBQ和
UBEQ 由输入回路，晶体管输入特性
电工电子技术
陈佳新 主编 周理 陈炳煌 卢光宝 鄢仁武 编
福建工程学院 2013年
第7章
分立元件组成的基本放大电路
分立元件OTL放大器制作
分立元件OTL放大器制作
如图所示
通过模拟电子技术基础和电工电子学基础的学习,我们可以试着设计分立元件直接耦合的放大器,设计时我们从电工学基础可以知道如图1-25所示的近似计算法
当I4=10I1时那么电流可以近似i2=I3+i4，那么在计算三极管直接耦合电路时这一点可以大大简化设计计算量和复杂程度，如图2
在设计时我们只要注意让i2=10i4这样设计起来就简
便的多了，在计算前后级静态工作点时我们可以这样计算并确定一些参数，假设vt1和vt2的放大倍数都是100，vcc是12v，vt1两端电压设计6v ；vt1集电极电压设计为3v i2设计为10ma那么i4就是1毫安，i5=i6=100i4=100ma,i1=10/100=0.1ma那么
rb1=（12-0.7）/(0.1/1000)=119.3k
rc1=（12-6）/0.01=600欧姆
rc2=（6-0.7）/0.1=53欧姆
re2=3/0.101=29.7欧姆
这样我们都能简单的把电路参数设计出来了。
图三是设计的直接耦合otl放大器就是更据这一原理设计出来的绝度好用设计出来的放大器工作电压宽，失真小。
用分立元件设计制作功率放大器教程
用分立元件设计制作功率放大器教程第一步：功率放大器的基本原理在开始设计和制作功率放大器之前，我们首先需要了解功率放大器的基本原理。
功率放大器是一种能够将输入信号的功率放大到较大值的电路，它由信号输入端、电源以及输出负载组成。
功率放大器的主要任务是提供足够的功率给输出负载，以使得输出信号能够以理想的形式呈现。
第二步：选取合适的放大器类型根据不同的应用需求，我们需要选择适合的功率放大器类型。
常见的功率放大器类型包括B类、A类、AB类等。
在选择时，我们需要考虑功率放大器的效率、线性度以及成本等因素。
第三步：确定放大器的规格要求根据具体的应用需求，我们需要确定功率放大器的规格要求。
这包括输出功率、频率响应、失真度以及输入输出阻抗等。
规格要求的确定将有助于我们选择合适的元器件和设计电路。
第四步：选取适合的分立元件根据放大器的规格要求，我们需要选取适合的分立元件来实现电路设计。
这些分立元件包括晶体三极管、功率二极管、电容、电感等。
在选择元件时，我们需要考虑其参数、价格、可获得性以及性能等因素。
第五步：进行电路设计在选取了适合的分立元件后，我们可以开始进行功率放大器的电路设计。
电路设计的关键是根据电路模型和参数，合理选择元件的阻值、容值以及元件之间的连接方式。
这需要一定的电路基础知识和经验。
第六步：制作电路板在电路设计完成后，我们需要将电路设计转化为实际的电路板。
这一步包括进行电路板布局设计和电路板制造。
电路板布局设计需要合理地安排元件的位置和连接方式，以减少信号干扰和噪声。
电路板制造可以选择自行制作或者委托专业的制造厂家进行。
第七步：组装和调试在电路板制作完成后，我们需要进行电路的组装和调试。
这包括将元件焊接到电路板上，并进行必要的电路连通性测试和性能测试。
通过调试，我们可以检测和修正电路中的问题，以确保功率放大器的正常工作。
第八步：性能评估和优化通过进行性能评估和优化，我们可以进一步改进功率放大器的性能。
模电课程设计-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。
在设计的过程中，首先对自己的设计思路有个整体的认识，即对音频功率放大器的原理了解，在查阅了很多资料，以及对实验器材有了初步了解以后，利用课本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基本知识，通过对两种方法的对比评析确定了下面的课程设计。
总体设计步骤↓↓↓↓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，主要采用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构成音频功率放大器。
1、1、1 设计任务和要求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，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 功率放大器的基本原理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。
其原理如图(一)所示，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。
max Po =8W,输出电压U = L R Po max =8V ，要使输入为10mv 的信号放大到输出的8V ，所需的总放大倍数为800。
OCL音频功率放大器设计实验报告
O C L音频功率放大器设计调试报告班级 11级电子（2）班学号 201172020247姓名芮守婷2013 年 6月 5日一、实验目的1、通过亲自实践，用分立元件搭接焊接成一个低频功放，在使其正常工作的基础上通过调试以达到优化的目的；2、通过此次试验验证模拟电子技术的有关理论，进一步巩固自身的基本知识和基础理论。
3、通过实验过程培养综合运用所学知识解决实际问题的工作能力；4、同时提高提高团队意识，加强协作精神。
二、指标要求1、输出功率：≧20W2、负载：8欧3、电压增益：40dB4、带宽：10HZ~40KHZ三、功放的分类及简单介绍功率放大器(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。
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。
音频放大器的目的是以要求的音量和功率水平在发声输出元件上重新产生真实、高效和低失真的输入音频信号。
音频频率范围约为20 Hz～20 kHz，因此放大器必须在此频率范围内具有良好的频率响应。
本设计中要求设计一个实用的音频功率放大器。
功率放大电路的电路形式很多，有双电源供电的OCL互补对称功放电路，单电源供电的OTL功放电路，BTL桥式推挽电路和变压器耦合功放电路，等等。
我选用的是双电源供电的OCL互补推挽对称功放电路。
此推挽功率放大器的工作状态为甲乙类。
推挽功率放大器的工作状态之所以设为甲乙类而不是乙类，其目的是为了减少“交越失真”。
若设置为乙类状态，由于两管的静态工作点取在晶体管输入特性曲线的截止点上，因而没有基极偏流。
这时由于管子输入特性曲线有一段死区，而且死区附近非线性又比较严重，因而在有信号输入、引起两管交替工作时，在交替点的前后便会出现一段两管电流均为零或非线性严重的波形；对应地，在负载上便产生了交越失真。
将工作状态设置为甲乙类便可大大减少交越失真。
这时，由于两管的工作点稍高于截止点，因而均有一很小的静态工作电流I CQ。
分立元件OCL功率放大电路原理分析
分立元件OCL功率放大电路原理分析OCL是英文Output Capacitor Less的缩写，意思是没有输出电容器。
OCL功率放大电路一般采用正、负对称的两组电源供电，电路内部直到负载扬声器全部采用直接耦合，中间无输入、输出变压器（人们将不用输入和输出变压器的功率放大电路称为单端推挽电路），也不需要输出电容器，其好处是通频带宽，信号失真最低。
(1)OCL功率放大器的结构组成功率放大器的结构如图1所示。
OCL功率放大电路分为输入级、激励级、功率输出级三级，此外还有为稳定电路工作而设置的负反馈网络和各种补偿电路，有些还设置有过载保护电路。
图2是一种实际的功放电路，早期一些低档功放机器采用了这一电路。
下面结合该电路来认识一下功率放大器的各组成部分。
1)输入级：输入级主要起缓冲作用。
输入级多采用差分对管放大电路（也有采用运算放大电路的），通常引入一定量的负反馈，增加整个功放电路的稳定性和降低噪声。
差分放大器由两个特性相同的放大电路组成，其左、右两管的参数几乎完全相同。
这种电路具有很高的稳定性，能抑制“零点漂移”，保证输出级中点电压的稳定。
有些功放机器的差动管发射极采用恒流源电路，常见的有二极管和三极管组成的恒流源和两个三极管组成的镜像恒流源。
输入级采用小功率管，工作在甲类状态，静态电流较小。
2)激励级：激励级的作用是给功率输出级提供足够的激励电流及稳定的静态偏压，整个功率放大器的增益主要由这一级提供。
多数功放机的激励级采用单管放大电路，也有少数机器采用差分对管放大电路。
这一级常采用恒流源负载，不仅能得到较高的电源抑制特性，而且具有工作状态稳定、线性好、失真度低等优点。
激励级也是用小功率管，工作在甲类状态。
另外，激励级还要为后一级（功率输出级）提供稳定的偏置电压。
功率输出级的偏置电压电路有多种类型。
最简单的偏置电路是由激励管的集电极负载电阻构成的，其热稳定性和稳压性都比较差；有些功放采用恒压偏置电路，即由多个二极管串联而成的稳压钳位电路，使功率输出级的偏置电压保持稳定；而更多的则是采用带温度补偿的恒压偏置电路，这种偏置电路由一个三极管和几个电阻组成。
用分立元件设计制作互补对称式功率放大器
用分立元件设计制作互补对称式功率放大器互补对称式功率放大器是一种用于放大电信号的电子设备，在无线通信、音频放大等领域广泛应用。
其优点是具有高功率输出、低失真、高效率等特点，可以提供稳定可靠的信号放大功能。
本文将介绍利用分立元件进行互补对称式功率放大器的设计和制作过程。
首先，我们需要了解互补对称式功率放大器的基本原理。
互补对称式功率放大器由两个互补对称的放大器组成，一个为P型放大器，一个为N型放大器。
在输入端，被放大的信号被分别输入到P型放大器和N型放大器中。
然后，在两个放大器的输出端，通过电容进行耦合，将输出信号进行合并，得到放大后的输出信号。
在设计互补对称式功率放大器时，需要考虑以下几个方面：1.选择合适的工作频率。
根据实际需求确定工作频率，然后选择合适的分立元件来满足工作频率的要求。
常用的分立元件有晶体管、功放管等。
2.确定放大器的增益。
根据设计需求，确定放大器的增益。
放大器的增益可以通过调整分立元件的参数来实现。
例如，通过调整晶体管的偏置电流、电压等参数来控制增益。
3.选取合适的分立元件。
在选择分立元件时，需要考虑分立元件的工作参数、频率特性、功率输出能力等因素。
根据实际需求，选取合适的分立元件进行放大器的设计。
4.进行电路仿真和优化。
通过电路仿真软件，可以对互补对称式功率放大器进行仿真分析，找出电路中可能存在的问题，并进行优化设计。
例如，优化电路的频率响应、幅频特性等。
5.制作和调试电路。
根据设计完成的电路图，进行电路的实际制作。
在制作过程中，需要根据实际需求连接各个分立元件，并进行焊接和测试。
在测试过程中，可以通过示波器等测量仪器来验证电路的工作情况，进行调试和优化。
总之，设计和制作互补对称式功率放大器需要深入了解互补对称放大器的原理和特性，选择合适的分立元件，并进行电路设计和优化。
通过合理的设计和制作流程，可以得到稳定可靠的互补对称式功率放大器。
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用分立元件设计制作互补对称式功率放大器2008-08-18 13:49:31 作者：未知来源：中国电子网关键字：功率放大器运放达林顿管恒流源工作电流稳压管差动放大器电压放大集电极元件一、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R3C2＞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。
BG2和BG3是互补电流放大极，分别与BG4、BG5构成复合管对输出电流进行放大，要求Buceo＞E、Iceo≤Ic2/100＝30μA、β＝100～200。
在BG4、BG5使用普通大功率三级管而不是内部已经做成复合式大功率三级管的情况下，BG2与BG3需要提供给后级大功率三级管超过100mA的峰值驱动电流，因此应使用中功率三级管。
BG4和BG5是负责放大输出电流的大功率管，静态工作电流可取在10mA～30mA，要求Buceo＞E、Iceo≤Ic4/100＝0.1mA、β＝50～100。
BG4和BG5的最大极限电流Imax应该比输出电流最大幅值大1倍，方能保证输出电流最大幅值时β＞10。
R6和R7分别是BG4和BG5静态工作点调整分流电阻，动态工作时的分流作用可以忽略不计。
在Ube4和Ube5都等于0.6V标准参数时，由互补电流放大级的静态工作电流取在3mA～4mA，可计算出R6和R7应取为220Ω。
实际上，大功率三级管Ube可能相差较大，BG4和BG5的Ube需通过实测进行配对使用，借助自举电路工作的半边复合管的总电流放大率应应比不借助自举电路工作的另半边复合管要小。
R8和R9分别是防止BG4和BG过流的限流电阻，一般取在0.2Ω～0.5Ω之间。
将用200mm长、直径为φ0.08的漆包线两端分别焊接在1k以上电阻两端，把对折起来的漆包线绕在电阻上即可。
相当于熔断保险管的作用，属于最简单的非智能式限流烧断保护方式。
C5和C6是信号输出电容，用一只小容量电容与大容量电容并联起来使用，可消除大容量电容内部具有的较大电感对高频率信号的阻碍。
注意它实际上是起到中点浮动电源作用，所以电容量不是按照对通拼带下端交流信号的阻抗应为多大来计算，而是按照输出功率需要消耗多少能量进行计算。
在中点浮动电源电压随着输出电流进行波动而导致输出信号截波时，就会产生严重削波失真。
根据电容储存的能量与电压平方成正比关系，中点浮动电源的输出电容，容量应是总电源上储能电容量的4倍。
C9和R10是交流负反馈网路，与R2、R1共同构成电压并联负反愧。
R2与R1构成的直流负反愧可使总的电压放大倍率约等于R2除以1.2k（等于R1与BG1的发射结动态电阻并联），按照图①设计参数约为100倍，加入C9和R10的交流负反馈网路后，总的电压放大倍率约等于R2与R10的并联电阻除以1.2k，约为18倍。
实践证明，采用这种方式工作的电压并联负反愧表现效果很不良好。
二、对功率放大器基本电路的改进在图①所示的互补对称式OTL功率放大器基本电路中，信号输入激励级的内阻只有1k，需要做阻抗变换才能与大部份中、高阻信号源匹配。
将信号输入激励级直接改成复合管是最简单的方式，复合管的接法有多种具体电路，最佳方案是采用图②所示的接法。
新增加的前置级实际上相当于简单的电压控制电流型运算放大器，BG0的基极与发射极相当于运算放大器的正输入端和负输入端，正输入端的动态电阻已经提高到10K以上。
同时，从功率放大器输出端接到负输入端发射极负反馈电阻R10和取样电阻R11之比决定着总的电压放大倍率。
电路调试要点也是先将R5调节成短路0电阻状况使BG2～BG5处于截止状态，用两只1K/2W电阻分别从总电源两端接到输出端获得中点电压。
用一只200K电位器代替R1或R2接在电路板上，用导线将C1输入电容信号输入端与地短路。
接通电源，测量BG1的集电极到发射极的电压降Uce，调节200K电位器使Uce等于E/2-0.6；在总电源电压为32V时，BG1的静态Uce应等于15.4V0.1V。
然后测量200K电位器实际所处的电阻值，换成同阻值固定电阻替换电位器，再测量BG1静态Uce应该在15.4V0.2V之内。
确定好BG1的静态Uce后，再从小到大调节R5使BG4和BG5的静态工作电流为15mA。
为保险起见，可将R8与R9换接成100Ω/2W电阻，先测量R8与R9上的静态电压降应为1.5V。
断开电源，测量R5可调电阻实际所处的电阻值，将R5换成相同阻值的固定电阻，拆掉先前从输出端分别连接到电源两端的1k/2W分压电阻。
再接通电源，测量R8与R9上的静态电压降应保持在1.2V～1.8V之间。
测量输出中点电平也应为16V0.5V之间。
把C1输入电容信号输入端与地断开悬空，测量R8与R9的电压降，用起子碰到C1输入端时R8与R9上的电压降明显变大。
然后把R8与R9换成0.3Ω电阻，接上喇叭试听。
接通电源时因C0充电，输出端中点电压需要从零缓慢上升，因而只产生轻微冲击声。
2秒钟后，用手碰C1输入端时喇叭将发出“呜”的交流声。
将C1输入端与地（电源负端）短路，喇叭应不发出声音，实际会发出轻微背景白噪声或很小声的交流哼声。
图②所示的互补对称式OTL功率放大器改进电路，有一个明显的缺点是信号输入端直流电平比输出端中点电压要低2V～3V，在大众还没有运放IC使用和三极管元件价格高的20世纪80年代初，它已经是很良好的可使用单电源的功率放大器实用电路。
20世纪80年代中期，运放IC开始推出，人们开始采用运放IC来担任前置极和激励极。
典型电路如图③所示，因运放IC不需调整静态工作点，只要调节R5使BG2～BG5的静态工作电流10mA～20mA即可。
注意，虽然运放IC不需调整静态工作点，但在BG2～BG5处于截止状态时，由R8、R9和BG3、BG5发射结正向导通将运放IC负输入端置为高电平，运放IC输出低电平，于是通过BG3发射结把运放IC负输入端置为低电平，运放IC输出端翻转成高电平，结果处于输出不定的低频率振荡状态，不能提供稳定的参考中点电平。
在这种状况下调整BG2～BG5的静态工作电流，运放IC输出端为高电平时调节R5无效；而运放IC输出端为0电平时BG5不能导通，调节R5只能使BG2、BG3、BG4进入工作区，BG2实际只起到二极管的作用，经BG4和BG2的电流直全部灌入运放IC输出端，结果使BG2和运放IC因过流而损坏！（我曾经把当时手头所拥有的几只国产运放IC和十几只中功率三级管全部损坏，也未能将静态工作点调整出来。
）必须先用导线将运放IC的负输入端与输出端连通，暂不接上负反馈电阻R6，让运放IC以跟随器方式输出稳定的参考中点电平，在此状态下调节R5使BG2～BG5的静态工作电流为15mA，将R5换成相同阻值的固定电阻后确认BG2～BG5的静态工作电流在10mA～20mA之间，再将运放IC的负输入端与输出端端开，把反馈电阻R6接入电路中。
使用运放IC担任前置极和激励极后，最好将BG2～BG5的静态工作电流偏置方式改成由三极管与分压电阻构成的稳压器，这样可以在电源电压发生较大变化下保持几乎相同的静态工作电流。
图④即是经过改进后的电路，BG1发射结门坎电压与BG2、BG3、BG4的门坎电压一同随温度变化，本身可起到温度补偿作用。
为了减少运放IC输出端的静态工作电流，在运放IC输出端赠加了到地端的分流电阻R10。
有了该分流电阻后，调整BG2～BG5的静态工作电流时可以先不接入运放IC，直接由其中的R7、R8和R10分压出近似的中点参考电平。
先从0到大调节R5使BG2～BG5的静态工作电流在10mA～20mA之间，再接入运放IC，电路即能正常工作。
另外，在运放IC输出端串联一只1k限流电阻R15，可保证运放IC输出端处于0电平时BG5也不会进入截止状态。
使用运放IC担任前置极和激励极，最大的优点是输出端直流电平与信号输入端直流电平严格一致，相差不大于0.05V。
这样就可以制作出由两个OTL功率放大器构成的反向输出的BTL功率放大器，而在输出端直流电平与信号输入端直流电平相差悬殊情况下，两个OTL功率放大器的正、反相输出端直流电平往往会相差超过0.5V，明显影响喇叭的工作平衡位置。
BTL功率放大器的正、反相输出端直流电平直流电平相差必须小于0.1V，喇叭的工作平衡位置才不会发生明显偏离自由平衡位置。
喇叭的工作平衡位置明显偏离自由平衡位置时，正反方向的机械振动幅度不对称，发出的声波将产生畸变不自然。
另外，输出端直流电平与信号输入端直流电平严格一致，才使得使用正、负双电源供电的OCL功率放大器成为现实。
否则，因输出端直流电平与电源中点电平相差较大，将导致喇叭不能良好的正常工作。
由于大部分运放IC的工作电压都不高，性能良好的高电压运放IC品种少、价格高，人们也可以采用与运放IC前置级相同的差动放大电路来达到同样目的。
图⑤即是采用差动放大方式做前置极的典型电路，它比图①所示的互补对称式OTL功率放大器基本电路多用2只要求特性一致的三极管，比图②所示的改进型互补对称式OTL功率放大器实用电路多用1只三极管。