音频功率放大器毕业论文

音频功率放大器毕业论文
毕业论文：设计并实现一款高保真音频功率放大器
摘要：本文设计并实现了一款高保真音频功率放大器，基于分立元器件构成，采用双极性晶体三极管作为功率输出器件，具有高传输速度、低失真、高带宽等特点。

本文首先对音频功率放大器的基本原理进行了介绍，然后对电路的设计方案进行了阐述。

通过仿真和实验验证了此音频功率放大器的性能表现。

结果表明，所设计的音频功率放大器具有良好的失真和信噪比，达到了高保真放大的要求。

关键词：音频功率放大器、高保真、双极性晶体三极管、失真、信噪比
一、导言
音频功率放大器是音频系统的核心组成部分之一。

其作用是为低电平信号提供必要的电流或功率增益，使信号能够在扬声器上正常发声。

因此，在音频系统中，音频功率放大器的好坏直接影响着音响的声音质量。

目前市场上流行的音频功率放大器多采用集成电路作为输出器，尽管其具有体积小、功耗低等优点，但是其音质表现却无法和分立元器件构成的功率放大器相媲美。

因此，本文采用分立元器件构成音频功率放大器，力图实现高保真的声音放大。

二、音频功率放大器的基本原理
音频功率放大器负责将输入信号放大到足够的电平，以驱动扬声器发声。

音频功率放大器一般分为三级：前置放大器、驱动放大器和功率放大器。

其中，前置放大器将输入的低电平信号放大到足够的电平，驱动放大器将其转换为更大的电流信号，而功率放大器则将其进一步放大，使之达到足够的功率以驱动扬声器发声。

音频功率放大器的输出电路通常采用直流耦合方式，即将输出电路直接耦合到扬声器，使之能够输出正弦波。

此外，为了防止QT失稳，输出电路通常采用反相式。

为了提升性能，一般会对输出电路进行并联、图桥、毛细管等方式的设计。

三、电路设计方案
1、前置放大器
前置放大器的作用是将输入的信号放大到足够的电平，为后续放大器提供足够的电流。

此处采用了双差分放大器作为前置放大器，其电路如下图所示：
（图1）
其中，Q1、Q2为输入级，Q3、Q4为相容器，R1、R2为电流源，C1、C2、C3为耦合电容，R3、R4、R5、R6、R7为偏置电阻。

2、驱动放大器
驱动放大器的作用是将前置放大器输出的电流信号转换为电压信号，以便于功率放大器的处理。

此处采用了双P极度驱动电路，其电路如下图所示：
（图2）
其中，Q5、Q6、Q7、Q8为倍增平衡输出级，C4、C5、C6、C7为耦合电容，R8、R9、R10、R11为偏置电阻。

3、功率放大器
功率放大器的作用是将驱动放大器输出的电压信号进一步放大到足够的功率以驱动扬声器发声。

此处采用了基本反相式功率放大器，其电路如下图所示：
（图3）
其中，Q9、Q10为差动放大器，Q11、Q12为输出管，C8、C9为耦合电容，C10、C11为负载电容，R12、R13、R14、R15为偏置电阻。

四、仿真分析
采用Multisim软件对所设计的音频功率放大器进行了仿真分析，其仿真波形如下图所示：
（图4）
可以看出，所设计的音频功率放大器具有良好的失真和信噪比，达到了高保真放大的要求。

五、实验验证
采用电子负载对所设计的音频功率放大器进行了实验验证，其测试结果如下表所示：
（表1）
可以看出，所设计的音频功率放大器的参数偏差小，输出功率大，失真低，达到了高保真放大的要求。

六、结论
本文设计并实现了一款高保真音频功率放大器，基于分立元器件构成，采用双极性晶体三极管作为功率输出器件，具有高传输速度、低失真、高带宽等特点。

通过仿真和实验验证了此音频功率放大器的性能表现。

结果表明，所设计的音频功率放大器具有良好的失真和信噪比，达到了高保真放大的要求。