音响功放开关电源输出功率检测电路的设计与实现
小功率音响实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解小功率音响的基本原理和结构。
2. 掌握小功率音响的设计方法，提高实际操作能力。
3. 熟悉音响电路中常用元件的性能和参数。
二、实验原理小功率音响是一种将音频信号转换为声音的电子设备，主要由放大电路、扬声器、电源等部分组成。
其工作原理如下：1. 放大电路：将微弱的音频信号放大到足够的功率，驱动扬声器发声。
2. 扬声器：将放大的音频信号转换为声波，发出声音。
3. 电源：为放大电路和扬声器提供稳定的电源。
三、实验器材1. 小功率音响实验板2. 音频信号发生器3. 示波器4. 测量仪5. 电源6. 扬声器7. 连接线四、实验步骤1. 搭建实验电路：根据实验板上的元件，按照电路图连接放大电路、扬声器、电源等部分。
2. 检查电路：确认电路连接正确，无短路、断路现象。
3. 测试放大电路：使用音频信号发生器输出不同频率和幅值的音频信号，用示波器观察放大电路的输出波形，分析放大电路的工作情况。
4. 测试扬声器：将扬声器接入放大电路，观察扬声器是否能够正常发声，并测试扬声器的音质。
5. 调整电路参数：根据实验需求，调整放大电路的增益、带宽等参数，优化音质。
6. 测试电源：使用测量仪检测电源输出电压、电流等参数，确保电源稳定可靠。
7. 记录实验数据：记录实验过程中观察到的现象、测试结果及调整参数等。
五、实验结果与分析1. 放大电路输出波形：实验中发现，放大电路能够将音频信号放大到足够的功率，输出波形稳定，无明显失真。
2. 扬声器音质：扬声器接入放大电路后，能够正常发声，音质清晰，无明显杂音。
3. 电源输出参数：电源输出电压、电流稳定，满足实验要求。
4. 调整电路参数：根据实验需求，调整放大电路的增益、带宽等参数，优化音质。
六、实验总结1. 通过本次实验，掌握了小功率音响的基本原理和结构。
2. 学会了小功率音响的设计方法，提高了实际操作能力。
3. 熟悉了音响电路中常用元件的性能和参数。
4. 在实验过程中，学会了如何调整电路参数，优化音质。
有源音箱系统的设计实现分析
有源音箱系统的设计实现分析有源音箱系统是一种集音频信号放大、音频处理和扬声器驱动等功能于一体的集成式音响系统。
相较于传统的无源音箱系统，有源音箱系统通过内置功放模块，能够直接对音频信号进行放大处理，从而提供更好的音质和更大的音量输出。
设计实现分析如下：1.功放模块设计：有源音箱系统的核心是内置的功放模块。
功放模块应选择合适的功率和输入输出阻抗，并具备良好的线性度和动态范围，以保证音频信号的放大效果和音质。
一般常用的功放模块有AB类功放、D 类功放等。
设计时需要考虑音箱的功率需求和预算等因素。
2.音频处理模块设计：有源音箱系统一般包含各种音频处理模块，如均衡器、压缩器、混音器等。
这些模块可以对音频信号进行调整，以满足不同的音质要求和音场效果。
设计时需要根据实际需求选择合适的音频处理模块，并配置相应的参数。
3.扬声器设计：扬声器是有源音箱系统中最重要的组成部分。
设计时需要选择合适的扬声器单元，并考虑到频率响应、频率分频、功率容量等因素。
有源音箱系统一般采用双音箱设计，即低音扬声器单元和高音扬声器单元分别由不同的功放驱动，以提供更好的音质和音场效果。
4.电源设计：有源音箱系统需要稳定可靠的电源供应。
设计时需要考虑到音箱系统的功耗和电源线路的稳定性。
一般常用的电源设计有开关电源和稳压电源等。
此外，还需要考虑防雷和过电流保护等措施，以确保音箱系统的安全性和稳定性。
5.控制部分设计：有源音箱系统一般提供控制功能，如音量调节、音频输入切换等。
设计时需要确定控制接口的类型和功能，并提供相应的控制按钮或遥控器等。
此外，还可以考虑集成蓝牙、Wi-Fi无线音频等功能，以提供更多的音频输入和控制方式。
总结：有源音箱系统的设计实现分析主要包括功放模块设计、音频处理模块设计、扬声器设计、电源设计和控制部分设计等。
通过合理选择和配置相关模块和组件，能够实现音质优化、音量放大和音频信号处理等功能，提供更好的音响体验。
音响放大器实验报告
REPORTING2023 WORK SUMMARY音响放大器实验报告目 录CATALOGUE •实验目的•实验设备与材料•实验步骤与操作•实验结果与分析•实验总结与建议PART01实验目的0102了解音响放大器的基本原理放大器主要由输入级、电压放大级、功率放大级和输出级组成，各部分协同工作，实现对音频信号的放大和输出。
音响放大器的基本原理是利用电子元件将微弱的音频信号进行放大，然后推动扬声器发声。
学习音响放大器的设计和制作在设计和制作音响放大器时，需要考虑电路设计、元件选择、布局布线等因素，以确保放大器的性能和稳定性。
掌握音响放大器的性能测试方法音响放大器的性能测试主要包括频率响应、失真度、动态范围等指标的测量。
频率响应是指放大器在不同频率下的增益变化情况，失真度是指放大器对音频信号的畸变程度，动态范围是指放大器能够处理的最低信号和最高信号之间的范围。
通过这些性能指标的测试，可以全面评估音响放大器的性能和表现，为进一步优化和改进提供依据。
PART02实验设备与材料用于产生不同频率和幅度的正弦波信号，作为音频放大器的输入信号。
音频信号源信号发生器如LM386等，具有低噪声、高带宽、低失真等特点。
集成放大器芯片将放大后的音频信号进行功率放大，驱动扬声器发声。
功率输出级电路音频功率放大器模块电容、电阻、电感等电子元件电容用于滤波、耦合、去耦等，以改善音频信号质量。
电阻用于限制电流、调节音量等。
电感用于扼流圈、滤波等。
面包板用于搭建电路，便于连接和调试。
杜邦线用于连接各个电子元件的引脚。
面包板、杜邦线等搭建工具示波器、万用表等测量工具示波器用于观察信号波形，分析电路性能。
万用表用于测量电压、电流、电阻等参数，确保电路正常工作。
PART03实验步骤与操作准备所需元件电阻、电容、电感、二极管、晶体管等。
搭建电路按照电路图将各个元件连接起来，搭建音响放大器电路。
设计电路图根据音响放大器原理图，绘制详细的电路图。
音响放大器设计电子线路设计与测试PPT课件
性能评价
根据测试结果，对音响放大器的性能进行评价，并提 出改进意见。
05
案例分析与实践
经典音响放大器设计案例
电子管放大器
电子管放大器利用电子管的放大特性，具有较高的音质和音色表 现力，但功耗较大，体积也较大。
晶体管放大器
晶体管放大器利用晶体管的放大特性，具有较低的功耗和较小的体 积，但音质和音色表现力相对较弱。
02
音响放大器设计
输入级设计
输入阻抗匹配
01
确保输入信号源与放大器输入端之间的阻抗匹配，以减小信号损失来自失真。噪声抑制02
降低放大器输入端的噪声，提高信号的信噪比。
动态范围
03
根据输入信号的动态范围，选择合适的放大倍数，以充分利用
放大器的动态范围。
电压放大级设计
电压放大倍数
根据需要，选择合适的电压放大倍数，以满足后级电路对电压的 需求。
反馈电路设计
01
02
03
反馈类型
根据需要选择合适的反馈 类型，如电压反馈、电流 反馈等。
反馈系数
根据系统需求，调整反馈 系数，以优化放大器的性 能。
稳定性
确保反馈电路的稳定性， 防止自激振荡和失真。
03
电子线路设计基础
电子线路的基本元件
电阻
用于限制电流，调节电压，起到分压和分 流的作用。
三极管
线性范围
保证放大器在正常工作范围内具有良好的线性度，减小失真。
频率响应
优化电压放大级的频率响应，以满足不同频率信号的放大需求。
功率放大级设计
1 2
输出功率
根据需要，设计合适的输出功率以满足驱动负载 的需求。
小功放音响实训报告设计思路
小功放音响实训报告设计思路设计思路：小功放音响是一种常见的音乐播放设备，具有小巧便携的特点，广泛应用于家庭、办公室、派对等场合。
本次实训报告旨在设计一款小功放音响，通过学习和实践，提高对音频放大电路、音箱接线和音频调节等方面的理解与实践能力。
1.功放电路设计：小功放音响的核心部分是功放电路，它主要负责将音频信号放大，使其能够驱动音箱发出声音。
首先，根据功放电路的工作原理，选择适当的功放芯片。
对于小功放音响，可以选择功放芯片TDA7266，它具有双声道输出和较好的音频性能。
其次，按照芯片的电路原理图进行原理分析和电路搭建，包括电源电路、输入电路和输出电路等。
最后，通过实验测试，观察输出波形和音质，对电路进行优化和调整，以达到理想的效果。
2.音箱接线设计：音箱是小功放音响的输出装置，它负责将放大的音频信号转化为声音。
在设计音箱接线时，需要考虑音箱的阻抗匹配、接线方式和连接线的选择等。
首先，通过了解音箱的特性参数，包括阻抗、功率和灵敏度等，选择适合的音箱。
其次，根据功放电路的输出参数和音箱的阻抗，选择匹配的连接线和连接方式，如使用插孔连接或焊接连接。
最后，进行实验测试，观察输出音量和音质，根据实际情况调整接线方式和连接线。
3.音频调节设计：小功放音响通常需要具备音量调节和音色调节的功能，以满足不同的听音需求。
音量调节可以通过旋钮或按键实现，可选择数字音量控制芯片或模拟电位器进行设计。
音色调节可以通过均衡器电路实现，可以选择Baxandall电路或带通滤波器电路进行设计。
此外，还可以考虑增加混响效果、3D音效等特殊效果，以提升音质和听感。
通过实验测试和主观评价，优化和调整音频调节电路，使其能够达到用户期望的效果。
总结：在本次实训报告中，通过对小功放音响的设计思路的讲解，我们可以深入理解和掌握功放电路设计、音箱接线和音频调节等相关知识和技术。
通过实践操作和实验测试，不断优化和调整设计方案，使小功放音响的性能和效果得到提升。
电子设计中的功放输出级和电源级设计
在协同设计中，还需考虑功放输出级和电源的电磁兼容性 。合理布局、屏蔽和滤波措施有助于减小电磁干扰，提高 系统稳定性。
04
实际应用中的问题与解决方案
效率优化问题
效率问题
负载匹配
功放输出级在放大信号时，存在能量 转换效率的问题，部分能量会转化为 热量散失。
通过合理匹配输出阻抗与负载阻抗， 减少能量在输出端的损失，提高整体 效率至关重要。电源波动可能导致 输出信号失真或噪声，影响音质 和信号传输质量。
功放输出级对电源的影响
负载效应
功放输出级作为电源的负载，其阻抗 和功耗会影响电源的电压和电流。负 载加重可能导致电源电压下降，影响 功放性能。
效率与散热
功放输出级的效率影响电源的负载， 进而影响电源的发热和散热设计。高 效率功放有助于降低电源温升，提高 系统稳定性。
01
数字功放技术是近年来发展迅 速的一种功放技术，具有高效 率、高可靠性、易于集成等优 点。
02
数字功放技术采用数字信号处 理技术和数字控制技术，可以 实现精确的功率控制和动态范 围调整。
03
数字功放技术的应用范围不断 扩大，包括音频、视频、雷达 等领域，具有广阔的发展前景 。
智能化电源管理技术
1
03
分布式电源
分布式电源采用多个小功率电源模块并联运行的方式，通过模块之间的
均流控制来调节输出电压。其优点是可扩展性好，可靠性高，但电路复
杂，调试难度较大。
电源级的性能指标
输出电压
电源级的输出电压应满足电路的需求 ，并具有一定的调节范围。
输出电流
电源级的输出电流应足够大，以满足 电路的电流需求。
效率
智能化电源管理技术是电子设计中电源级的重要 发展方向，旨在实现电源的高效管理和智能化控 制。
音响电路测试系统设计
音响电路测试系统的设计是一个综合性的设计实例，通过这个实例，可以看到SABER仿真器的多种分析能力，以及其库中丰富的元件，同时还可以看到MAST建模语言的灵活、方便。
音响测试电路的结构
03
02
01
本电路由音响信号产生电路(CSP)，AD转换电路，时钟电路，分频电路，数字信号处理电路，低通滤波电路，功率放大电路和扬声器组成。
在作仿真时，可以用开关来实现数据采集，对于需要采集数据的时间点，将开关闭合；在不需要采集数据时，开关断开，这样就可以获得T时刻的信号样本，通过这种方式来模拟实际的数据采集系统。
在SABER中，有一类模板就是将其它类型的数转换为事件驱动类型的数，所谓事件类型的数就是当事件发生的时候传递数据，而当事件没有发生的时候就不传递数据。在本设计中采用了b2z模块。
改变低通滤波器的截止频率(从1kHz到100Hz)，可以看到其仿真结果波形。从仿真结果可以看到，设计的低通滤波器的截止频率对系统的性能有较大的影响。
改变低通滤波器截止频率的波形比较
在本设计中，由于需要修改低通滤波器的截止频率，但是又不希望修改设计，因此可以修改设计在内层中的参数，这样在退出时将不会影响设计的本身。它通过使用Alter命令。以本设计的修改为例来说明如何使用这个命令。
在作这些分析的时候，要注意一点，FFT分析和傅立叶分析是建立在时域分析的基础上的，如果在作时域分析时的输出文件没有选择数据文件，则即使在完成了时域分析后也不能作FFT分析和傅立叶分析。
对DSP电路的分析
本功率放大电路设计的特点
在本电路设计中采用了较多的分析方法，除了常用的直流分析、时域暂态分析和傅立叶分析以外，还用到了器件应力分析、噪声分析、双端口分析和电路小信号参数的提取。
音响电工实验报告
一、实验题目音响电路设计与调试二、实验目的1. 理解音响电路的基本原理和组成。
2. 掌握音响电路的设计方法和调试技巧。
3. 提高动手能力和故障排除能力。
三、实验内容1. 音响电路的基本组成与原理2. 音响电路的设计与搭建3. 音响电路的调试与优化4. 故障分析与排除四、实验原理音响电路是将电信号转换为声音信号的设备，主要由放大器、扬声器、功放、电源等部分组成。
本实验主要研究音频信号放大、滤波、功率放大等基本原理，并通过搭建实验电路进行实际操作。
五、实验步骤1. 音响电路基本组成与原理学习（1）了解放大器、扬声器、功放、电源等基本元件的作用和原理。
（2）学习音频信号放大、滤波、功率放大等基本原理。
2. 音响电路设计与搭建（1）根据实验要求，设计音响电路原理图。
（2）选用合适的元件，搭建实验电路。
（3）连接电源、扬声器等外围设备。
3. 音响电路调试与优化（1）调整放大器增益，使输出信号达到最佳效果。
（2）调整滤波器参数，改善音质。
（3）优化功率放大电路，确保输出功率稳定。
4. 故障分析与排除（1）观察电路运行状态，发现异常现象。
（2）分析故障原因，排除故障。
六、实验数据记录与分析1. 音响电路原理图设计（此处插入音响电路原理图）2. 音响电路调试结果（1）放大器增益调整：通过调整放大器输入端电压，使输出信号达到最佳效果。
（2）滤波器参数调整：通过调整滤波器元件参数，改善音质。
（3）功率放大电路优化：通过调整功率放大电路元件参数，确保输出功率稳定。
3. 故障分析与排除（1）故障现象：扬声器无声。
（2）故障原因：扬声器连接线松动。
（3）排除方法：重新连接扬声器连接线。
七、实验结论1. 通过本实验，掌握了音响电路的基本原理和组成。
2. 学会了音响电路的设计方法和调试技巧。
3. 提高了动手能力和故障排除能力。
八、实验心得体会1. 在实验过程中，要认真观察电路运行状态，及时发现问题。
2. 在设计电路时，要充分考虑电路的稳定性和可靠性。
功放实验报告
功放实验报告功放实验报告引言：功放（Power Amplifier）是一种将低功率信号放大至高功率输出的电子设备，广泛应用于音频、无线通信和工业领域。
本实验旨在通过对功放的实验研究，了解其工作原理和性能特点。
一、实验目的通过构建和测试一个简单的功放电路，达到以下目的：1. 了解功放的基本工作原理；2. 掌握功放电路的设计和调试方法；3. 测试和分析功放电路的性能和指标。
二、实验原理功放电路一般由输入级、放大级和输出级组成。
输入级负责将输入信号转换为电流信号，放大级负责将电流信号放大，输出级负责将放大后的信号转换为电压信号输出。
三、实验步骤1. 准备实验所需材料和设备，包括电源、电阻、电容、晶体管等；2. 按照电路图搭建功放电路，注意连接的正确性和稳定性；3. 接通电源，调节电源电压和电流，确保电路正常工作；4. 输入合适的信号源，观察输出信号的变化和波形；5. 测量和记录功放电路的电压增益、输入阻抗、输出阻抗等指标；6. 对比不同电阻、电容参数对功放电路性能的影响，进行分析和总结。
四、实验结果与分析通过实验测量和观察，得到了以下结果：1. 输出信号的幅度随着输入信号的增大而增大，符合功放的放大特性；2. 输入阻抗较大时，功放电路对外部信号的影响较小，稳定性较好；3. 输出阻抗较小时，功放电路对负载的驱动能力较强，输出信号失真较小。
五、实验总结通过本次功放实验，我对功放的工作原理和性能特点有了更深入的了解。
通过实际搭建和测试功放电路，我掌握了功放电路的设计和调试方法，学会了测量和分析功放电路的性能指标。
此外，我还意识到了电阻、电容等元器件对功放电路性能的影响，为今后的功放设计提供了一定的指导。
六、实验改进与展望本次实验中，由于时间和条件限制，我们只搭建了一个简单的功放电路，未能涉及到更复杂和高性能的功放电路。
未来，我希望能够进一步研究和实践功放电路的设计和优化，探索更多的应用场景和改进方法。
结语：通过本次功放实验，我对功放的工作原理和性能特点有了更深入的了解。
音响功放开关电源输出功率检测电路的设计与实现
电路 后二次 整 流 滤 波输 出稳 定 的直 流 电压 ；检 测 电路 对输 出 电压 信 号采 样 ，送往 控 制 电路 ，通 过 改 变 驱 动
输 出的脉 宽调制 （ ＷＭ）方 波 的 占空 比来 控制 变 换 电 Ｐ
路 ，调节输 出 电压 ；保 护 电路 收 集 异 常 信 号 ，对 电路
Ｋｅ ｏ ｄ ｙ ｗ ｒ ｓ： ａ ｉ ｏ ｒａ ｌｆｅ ；ｓ ｔｈ ｏ ｒ ｓ ｐｐｙ；ｐ ｗｅ ｔｃｉｎ；ＴＩ ４ ；ＬＭ３ ｕｄ ｏ ｐ ｗｅ ｍｐ ｉ ｒ ｗ ｃ ｐ ｗｅ ｕ ｌ ｉ ｉ ｏ ｒｄｅｅ ｔ ｏ Ａ９ ９３
Ｏ 引 言
目前市 场上 的 电源 多 数 采用 工 频 变 压 器 ，随着 原 材料 （ 主要 是铜 ） 价格 的不 断 上 涨 ，传 统 工频 电源 的 成本 优势 愈 来 愈 不 明显 ，反 而功 耗 高 、体 积 大 、效 率 低等 缺点 更加 突 出 。开 关 电源 因其具 有 体 积 小 、重 量 轻 、功耗低 、效 率 高 、纹 波 小 、噪声 低 、智 能 化 程 度 高 、易扩容 等 优 良特性 ，逐 渐替 代 工 频 电源 ，并 广泛
载变 化 时输 的 出稳定 电压 无 法 满 足 需 要 ，开 发新 型 专 用 的音 响功放 开关 电源势在 必行 。 本 文设 计 了一种 应 用 于 音 响功 放 开关 电源 的 输 出
路 、保 护 电路 、功 率 检 测 电路 和 辅 助 电源 几个 部 分 组
成 Ｊ 。输 入交 流 电压 经过 输 入 电路 整 流 滤 波 ห้องสมุดไป่ตู้经 变 换
进行 过压过 流 保 护 ；功 率 检 测 电路 对 变 换 电 路 电流 采
功率 检测 电路 。该 检测 电路 与 电源控 制 电路 相 互配 合 ， 对输 出功 率进行 智 能 识 别 并 实 现 了对 动 态 电压 的 控 制 和输 出功率 的调 整 。
功放电路设计方案
功放电路设计方案功放电路是一种用于放大声音信号的电路，广泛应用于音频系统中。
设计一款优秀的功放电路需要考虑到多个方面的因素，如功率要求、音质、稳定性和成本等。
下面是一种常见的功放电路设计方案：1.选择功放芯片：根据功率要求和音质需求选择合适的功放芯片，常见的有AB类、D类和A类功放芯片等。
AB类功放芯片具有较高的音质和功率效率，适用于大部分音频系统；D类功放芯片具有较高的功率效率，但音质稍逊；A类功放芯片音质最好，但功率效率较低。
2.供电电源设计：功放电路需要一个稳定的电源供电。
可以选择使用开关电源或者稳压器来提供所需的直流电压。
直流电压的选择应根据功放芯片的工作电压范围来确定，并且需要保证供电电源的能力足够大以满足功放电路的功率需求。
3.输入和输出接口设计：功放电路的输入接口通常是音频信号的输入端口，可以选择使用RCA插座或XLR插座等。
输出接口通常是连接扬声器的终端，可以选择使用终端接线板或者扬声器插座。
4.放大电路设计：功放电路的核心是放大电路，根据选择的功放芯片，设计输入和输出级别的电路。
通常输入电路需要进行阻抗匹配和信号放大，可以使用差分放大电路或者操作放大电路来实现。
输出级电路需要提供合适的反馈机制和保护电路，以确保输出信号的稳定性和质量。
5.保护电路设计：功放电路中的保护电路可以保护功放芯片不受电流、过压、过温和短路等问题的损坏。
常见的保护电路包括过流保护电路、过压保护电路、过温保护电路和短路保护电路等。
6.测试和调试：在完成功放电路的设计之后，需要进行严格的测试和调试来验证电路的性能和稳定性。
可以使用示波器、信号发生器和频谱分析仪等仪器进行测试，以确保电路满足设计要求。
综上所述，功放电路设计方案需要考虑功率要求、音质、稳定性和成本等因素。
根据需求选择合适的功放芯片，设计供电电源、输入输出接口、放大电路和保护电路，并进行严格的测试和调试。
这样设计出的功放电路可以满足音频系统的放大需求，并提供良好的音质和稳定性。
汽车音响开关电源电路
汽车音响开关电源电路汽车已开始进入我国家庭，性能优越的大功率汽车音响越来越受到青睐。
以往汽车音响用电是直接取用12V铅蓄电池，这样汽车点火产生的脉冲及其它干扰便直接成为音响噪音的主要来源。
12V低电压单电源也使音响输出功率受到限制，功放电路也只能用OTL电路，频响特性较差。
随着元器件的发展和技术的进步，开关电源已完全能应用于汽车音响。
它能提供电压较高的双电源，并能抑制各种噪音的窜入，功放电路也采用OCL电路，使汽车音响效果真正上了档次，汽车音响应用开关电源符合技术发展的需要。
图1为汽车音响开关电源电路，该电路主要由两片集成电路TL494 和KIA358、驱动管Q702 和Q703、开关管M704～M709、变压器、输出整流器和滤波器等组成。
TL494是一个脉宽调制型开关电源集成控制器，其最大驱动电流为250mA，工作频率为1～300kHz，输出方式可选推挽或单端形式。
内部方框图如图2所示，详细资料参考TL494脉宽调制控制电路。
它主要由一个三角波振荡器、两个比较器CMP1和CMP2、两个误差放大器A1和A2、5V基准电压源、触发器及输出驱动器等组成。
三角波振荡频率由5、6脚外接Ct、Rt决定，振荡频率fosc=1.2/Rt×Ct，三角波振荡信号分别送到两比较器，即死区时间比较器和PWM比较器，两比较器输出到或门电路。
这样，只有当振荡信号电平幅值同时高于死区时间控制电平和误差输入电平时，或门输出电平才产生翻转。
脉冲输出受触发器和13脚输出方式控制，13脚接低电平时内部触发器失去作用。
本电路13脚接高电平(由14脚提供基准电压5V)，输出两路脉冲分别受触发器Q和Q控制，经两或非门和推动管推挽输出，最大输出脉冲占空比为48%，频率为三角波振荡频率的一半。
死区时间由4脚电压来设定，范围为0~3.3V 之间。
误差放大器A1作为输出电压取样误差放大，结果通过PWM比较器控制脉宽使输出电压稳定。
误差放大器A2作为保护控制用，15脚接参考电压5V(由14脚提供)，16脚为控制输入。
音频功率放大器开放实验
实验设备
01
02
03
04
音频功率放大器芯片 （如LM386）。
电容、电阻、电感等基 本电子元件。
电源、信号源和扬声器。
面包板、杜邦线等实验 工具。
实验原理
音频功率放大器是一种电子设备， 用于将微弱的音频信号放大到足 够的功率，以驱动扬声器或其他
音频输出设备。
放大器通常由输入级、放大级和 输出级三部分组成，通过电压和 电流的放大实现音频信号的增强。
噪声抑制
采用低噪声器件和电路， 降低放大器输入级的噪声， 提高信噪比。
驱动级设计
电压放大
驱动级的主要功能是实现 电压放大，将输入级的小 信号放大到足以驱动功率 输出级的水平。
电流限制
驱动级应具备电流限制功 能，防止过大的电流通过 功率输出级，造成设备损 坏或性能下降。
信号线性度
保持信号传输的线性度， 减小失真，提高音频质量。
驱动级
将输入级输出的信号进一步放大，提供足够 的电流驱动负载。
偏置电路
为各级电路提供合适的静态工作点，确保电 路正常工作。
03 音频功率放大器设计
输入级设计
01
02
03
输入阻抗匹配
确保输入信号源与放大器 输入阻抗相匹配，以减小 信号源内阻对信号传输的 影响。
信号隔离
通过适当的电路设计，减 小输入信号源之间的相互 干扰，提高信号的纯净度。
失真度较低，低于1%，说明放 大器对信号的保真度较高。
实验中测得的效率为85%，说明 放大器在能量转换方面表现良好， 能够有效地将输入信号的功率放 大。
性能优化建议
01
针对电压放大能力，可以考虑采用更高性能的晶体管或调整电路参数， 进一步提高输出幅度。
音频功率放大电路设计制作调试
前置电路，音调电路
功放电路
实验准备
1.（设计）理解扩音机电路的前置，音调和功率放大级 电路的工作原理； 2.仿真分析扩音机电路的各级与整机指标； 3.按模块划分完成相关电路的焊接； 4.估算前置级(A1)的电压增益、音调控制级(A2)的电压 增益、音调控制范围；功率放大级(A3)的电压增益; 5.了解扩音机电路的各项指标，拟订各项指标的测试方 法； 6.根据焊接布置图焊好实验电路，并将所焊好的电路与 原理图进行对照检查后，完成整机的调试与测量、试 音。
以同样方式可以说明在RW2滑动到B点时，低音最大衰减量： R2 AUB R1 Rw 2 按实际电路参数可得
AUb 0.083 （约－21.6dB）
转折频率：
f L1 f L1 48 HZ f L2 f L 2 410 HZ
移至B点
四、实验原理
b) 信号在高频区 在高频区，因为C1和C2较大，对高频可视为短路，而C3较 小，故C3、R4支路已起作用，其等效电路可画成如下图所示形 式。
160
120
1.8ms
2.0ms
Pspice
负载4欧姆时的瞬态波形
2.0W
1.0W
SEL>> 0W W(R19) 10mV
0V
-10mV V(Vin) 4.0V
0V
-4.0V 0s V(R19:2)
0.2ms
0.4ms
0.6ms
0.8ms
1.0ms Time
1.2ms
1.4ms
1.6ms
1.8ms
2.0ms
Pspice
该电路中 TDA2030A的电源电压 为±15V，负载电阻为 8Ω时，输出功率为 8W。功放级电路中，电 容C15、C16用作电源滤 波。D1和D2为保护二极 管。R11、C10为输出端 校正网络以补偿感性负 载，避免自激和过电 压。 功放级电路
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本文设计了一种应用于音响功放开关电源的输出 功率检测电路。该检测电路与电源控制电路相互配合, 对输出功率进行智能识别并实现了对动态电压的控制 和输出功率的调整。
图 3 功率检测电路
# 18# 新技术新仪器
2008年第 28卷第 5期
临界状态, 由于滞环比较环节的存在, 电源具有良好 的动态响应性能。
图 5 过功率瞬间输出电压下降波形
图 4 控制电路
当输出功率高于 250 W 时, LM 393的 2脚电压高 于 3脚电压, 7脚输出低电平, 关闭 Q1, Q2, 并通过 Q2 集电极输出过功率信号, 驱动 Q3 导通。 Q3 的导通, 改变了 TL494的 2脚的电阻分压网络, 使 R15, R16并 联, 输出电压 Vo c= VrefR c(R 17 + R 18 ) /R 18 (R c+ R14 ), 其中 R c= R15R 16 / (R 15 + R 16 )。R15, R16并联使 V1in- 由 1178 V 降低到 1101 V, 由于 V1 in+ > Vc1 in- = 1101 V , PWM波占空比降低, 使输出电压降低。当输出电压降 低到 40 V 时, Vc1 in+ = Vc1 in- = 1101 V, PWM 波占空比 不再变化, 输出电压稳定在 40 V。
# 16# 新技术新仪器
2008年第 28卷第 5期
音响功放开关电源输出功率检测电路的设计与实现
张平伟, 章国宝
(东南大学自动化学院, 江苏 南京 210096)
摘 要: 为了使开关电源很好地应用于音响功放, 设计了一种开关电源输出功率检测电路, 给出了电路的原
理和具体实现方法。经测试证明该电路具有检测准确、动态性能良好的特点。
[ 5] 夏爱华, 黄建华, 侯建 国 1 等 1 基 于 TL494驱动 芯片 的双管正激小功率电源的研制 [ J] 1 通 讯电源 技术, 2007, 24 ( 6) : 19- 211
设定功率检测电路的电阻分压网络, 使得当三极 管 Q1 导通时电压比较器 LM393的 3脚和 6脚 (基准设 定电压 ) 为 211 V, Q1 截止时 LM393的 3脚和 6脚为 318 V。
工作原理如图 3、图 4所示。 电流互感器对主变压器原边电流采样, 经电阻 R1 转化为电压信号, 经整流滤波到电压比较器 LM393的 2脚。 当输出功率低于 250 W 时, 三极管 Q1, Q2 导通, LM393的 2脚电压低于 3脚电压, 无过功率信号输出, 三极管 Q3 截止, 开关电源输出电压 Vo = 70 V。 TL494的 1脚 (误差放大器 1同相输入端 ) 电压 V1 in+ = VoR18 / (R 18 + R17 ), 2脚 (误差放大器 1反相输 入端 ) 电压 V1 in - = VrefR16 / (R 16 + R 14 )。 TL494根据误 差放大器 1输入信号来控制 PWM 波输出 ( 8, 11脚 ) 的占空比, V1 in+ = V1in - 时, PWM 波占空比不变, 输出 稳定电压 Vo = VrefR16 ( R17 + R18 ) /R 18 (R 16 + R14 ), 其 中 Vref为 TL494的 5 V基准稳压源输出 ( 14脚 )。
图 6 临界过功率时输出电压震荡波形
图 7 过功率瞬间功率检测电路波形
4 结束语
本文针对音响功放设计的一种开关电源输出功率 检测电路, 经 调试通 过, 能够精 确的检测 输出功 率, 过功率时降低输出电压, 降低音响功放内部损耗。按 照本文功率检测电路思想设计出来的开关电源具有良 好的动态输出特性, 并因其成本低、体积小、效率高 等诸多优点, 可以很好地替代工频变压器, 在未来的 音响功放电源市场中占据一席之地。
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[ 4 ] M arian K, Kazim ierczuk. Transfer Function of Current Modu lator in PWM Convertersw ith Current2Model Control [ J]. IEEE Transactions on C ircu it and System s, 2000, 47 ( 9): 1407- 14121
在输出功率检测电路中, 电阻 R7、二极管 D2、电 容 EC2 构成 RC 延时电路, 能够有效地消除 R1 上的尖峰 电压信号对后级电路的影响, 防止检测过功率信号误动 作。三极管 Q1、电阻 R4 构成滞环比较环节, 输出功率 低于 250W 时, 开关电源输出电压能迅速回升至 70 V。
3 实验结果
调试中, 对应用于音响功放的开关电源进行了带 载实验。在输 出功率 超过 250 W 时, 输 出电 压 会由 70 V降低到 40 V (如图 5); 在输出功率为 250 W 的临 界状态时, 由于输出电压下降引起的输出功率下降会 使输出电压产生震荡 (如图 6)。输出功率检测电路在 过功率瞬间 (如图 7), LM393的 2脚电压上升, 7脚 输出低电压, 关断三极管 Q1, Q2。 Q2 集电极输出高电 平的过功率信号, 电源输出电压下降, 主变压器原边 电流上升, 2脚电压继续上升, 大于 318 V。滞环比较 环节中 Q1 的关断使 3 脚基准设定电压升高到 318 V。 由实验实测波形可知, 输出功率检测电路使音响功放 开关电源能够很好的模拟工频变压器, 在输出大功率 时能够动态调整输出电压, 实现功率调节。在过功率
K ey w or ds: audio power amp lifier; sw itch power supply; power de tection; TL494; LM 393
0 引言
目前市场上的电源多数采用工频变压器, 随着原 材料 (主要是铜 ) 价格的不断上涨, 传统工频电源的 成本优势愈来愈不明显, 反而功耗高、体积大、效率 低等缺点更加突出。开关电源因其具有体积小、重量 轻、功耗低、效率高、纹波小、噪声低、智 能化程度 高、易扩容等优良特性, 逐渐替代工频电源, 并广泛 应用于各种电子设备上 [ 1] 。
关键词: 音响功放; 开关电源; 功率检测; TL494; LM393
中图分类号: TN4311 1
文献标识码: B
文章编号: 1002- 6061 ( 2008) 05- 0016- 04
Design and R ea liza t ion of O u tpu t P ow er Detect ing C ir cu it U sed for Sw itch P ow er Supp ly of A ud io P ow er Am p lifier
路、保护电路、功率检测电路和辅助电源几个部分组 成 [ 2] 。输入交流电压经过输入电路整流滤波、经变换 电路后二次整流滤波输出稳定的直流电压; 检测电路 对输出电压信号采样, 送往控制电路, 通过改变驱动 输出的脉宽调制 ( PWM ) 方波的占空比来控制变换电 路, 调节输出电压; 保护电路收集异常信号, 对电路 进行过压过流保护; 功率检测电路对变换电路电流采 样, 当输出功率超过 250W 时, 产生过功率检测信号, 驱动控制电路, 降低输出电压; 辅助电源提供 19 V 直 流电压, 给控制电路芯片供电。
图 2 功率检测 流程框图
新技术新仪器 # 17#
主变压器匝比 n = 114, 电 流互感器 T1 匝比 nc= 1B100。当输出 功率 P = 250 W、输出电 压 Uo = 70 V 时, 输出电流 I2 = P /Uo = 250W /70 V = 3157A, 主变压 器原边电流 I1 = I2 /n = 3157A / 114= 2155A, T1 副边电 流 I3 = I1 @nc= 2515 mA, 电阻 R1 ( 82 8 ) 两端电压 U= I3 @R1 = 211V; 当输出功率 P = 250 W、输出电压 Uo c= 40 V 时, 输出电流 I2 c= P /Uo c= 250 W /40 V = 6125 A, 主变压器原边电流 I1 c= I2 c/n = 6125 A /114 = 4146 A, T1 副边电流 I3 c= I1 c @nc= 4614 mA, 电阻 R1 两 端电压 Uc= I3 c@R1 = 318 V。
ZHANG P ing2we,i ZHANG Guo2bao
( School of Autom atiபைடு நூலகம்n, SoutheastUn ivers ity, Nan jing 210096, Ch ina)
Ab stra ct: This paper des igns a k ind of power detec ting c ircu it of sw itch powe r supp ly used for aud io power am plifier1 It presents the princ i2 ple and rea liza tion m ethod of the circu it1Through test, it is proved that the c ircuit has the character istics of dectec ting accuratly and be ing with good dynam ic perform ance 1
1 音响功放开关电源总体方案
一种应用于音响功放的开关电源, 要求在输出功 率低于 250W 时, 输出 70 V的稳定电压。当输出功率 大于 250 W 时, 检测电路发出过功率信号, 此时应通 过降低输出电压到 40 V并增大输出电流, 来控制音响 功放内部损耗。