音频功率放大器课程设计

本电路设计采用前置放大电路和音频功率放大电路相结合的放大模式，前者采用TL072对电压进行放大，后者采用性能优良的TDA2616对电压和电流放大，给音响放大器的负载（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。在前置放大和功放之间加上一个滑动变阻，就保证了音量可调，在滑动变阻器之前再加上一足够大电阻，这样保证了信号不失真。除此之外，加上相应的旁路电容又使得电路具有杂音小，有电源退偶，无自激等优点。根据实例电路图和已经给定的原件参数，使用multisim11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。

关键词： TL072 TDA2616 性能优良音量可调杂音小

目录

1 设计任务和要求 (2)

1.1设计任务 (2)

1.2设计要求 (2)

2 系统设计 (3)

2.1系统要求 (3)

2.2方案设计 (3)

2.3系统工作原理 (4)

3 单元电路设计 (6)

3.1前置放大电路 (6)

3.1.1电路结构及工作原理 (6)

3.1.2元器件的选择及参数确定 (9)

3.1.3 前级放大电路仿真 (10)

3.2后级放大部分 (10)

3.2.1电路结构及工作原理 (12)

3.2.2电路仿真 (13)

3.2.3元器件的选择及参数确定 (15)

3.3音源选择电路 (15)

3.3.1电路结构及工作原理 (15)

3.3.2电路仿真 (16)

3.3.3元器件的选择及参数确定 (16)

3.4电源 (17)

4系统仿真 (20)

5 电路安装、调试与测试 (21)

5.1电路安装 (21)

5.2电路调试 (23)

5.3系统功能及性能测试 (23)

5.3.1测试方法设计 (23)

6.结论 (25)

参考文献 (26)

总结、体会和建议 (27)

附录 (28)

1 设计任务和要求

1.1设计任务

设计并制作一个音频功率放大器，将MP3输出的音乐信号放大1.2设计要求

1.放大器有两个MP3输出输入接口；

2.能够使用电子开关进行音源选择，并且能够用发光二极管指示；

3.放大器设有音量控制，功率放大功能；

4.主要技术指标如下：

（1）额定输出功率：2×1W（或2×5W）（THD≦0.5﹪）

（2）负载阻抗： 8

（3）输入阻抗：≧600

5.电源：220V/50HZ的工频交流电供电；

（注：直流电源部分仅完成设计即可，不需制作，用实验室提供的稳压电源调试，但要求设计的直流电源能够满足电路要求）

6.按照以上技术要求设计电路，绘制电路图，对设计的电路用Multisim或OrCAD/PspiceAD9.2进行仿真，用万用版焊接元器件，制作电路，完成调试，测试，撰写设计报告。

发挥部分：1.设计均衡电路（音调电路）：

2.有电平指示功能

3.2 系统设计2.1系统要求

1.放大器有两个MP3输出输入接口；

2.能够使用电子开关进行音源选择，并且能够用发光二极管指示；

3.放大器设有音量控制，功率放大功能；

4.主要技术指标如下：

（1）额定输出功率：2×1W（或2×5W）（THD≦0.5﹪）

（2）负载阻抗： 8

（3）输入阻抗：≧600

5.电源：220V/50HZ的工频交流电供电；

2.2方案设计

设计方案分析

根据推任务要求，设计总电路需要弱信号前置放大级电路和功率放大电路两个基本电路，其中前置级主要完成小信号的电压放大任务；功率放大级则实现对信号的电压和电流放大任务。以一路声道为例，该音频功率放大器可由图 1 所示框图实现。

电路设计方案:

图1 音频功率放大器组成框图

2.3系统工作原理

原理框图:

图 2.3.1图 2.3.1 系统结构框图图 2.3.1 系统结构框图系统结构框图

弱信号前置放大级

弱信号前置放大电路必须由低噪声、高保真、高增益、快响应、宽带音响集成电路构成。符合上述条件的集成电路有：M5212、LM5213、LLM1875、TDA1514、NE5532、NE5534、TL072等。本系统设计选用TL072，因为同众多的运放相比, NE5532具有高精度、低噪音、高阻抗、高速、宽频带等优良性能。这种运放的高速转换性能可大大改善电路的瞬态性能, 较宽的带宽能保证信号在低、中、高频段均能不失真输出, 使电路的整体指标大大提高。由于MP3有两路信号输入，分别为左右声道，所以放置两路前置放大电路，为后级放大做电压放大。

功率放大级

根据题目设计要求，可供选择的功率放大器可由分立元件组成，也可由集成电路完成。由分立元件组成的功放，如果电路选择得好，参数恰当，元件性能优

越，且制作和调试得好，则性能很可能高过较好的集成功放。许多优质功放均是分立功放。但其中只要有一个环节出现问题或者搭配不当，则性能很可能低于一般集成功放，为了不至于因过载、过流、过热等损坏还得加复杂的保护电路。现在市场上有许多性能优异的集成功放芯片，如TDA2040A、LM1875、LM386等。集成功放具有工作可靠，外围电路简单，保护功能较完善，易制作调试等优点，虽不及顶级功放的性能，但满足并超过本设计的要没有问题的。另外集成运放还有性价比高的特点。本电路中LM386是一种音频集成功放，具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压围大、外接元件少和总谐波失真小等优点的功率放大器，广泛应用于录音机和收音机之中。静态功耗低，约为4mA，可用于电池供电。其特点是工作电压围宽，4-12V 或者 5-18V，外围元件少，电压增益可调，20-200，低失真度，符合本电路的设计要求。

音源选择

根据题目设计要求，两个MP3作为输入，有音源选择电路控制其中一路的输出。要求没有延迟，不会有信号的衰减和失真。而每个MP3有两路信号输入，分别为左右声道，两个MP3有4路信号输入，选择方式一般有机械式，继电器式，电子式。机械式通过拨动选择开关选通某一音源，继电器式是用继电器及相应的驱动电路代替机械式选择开关，电子式是用电子线路构成模拟式电子开关来选择音源。机械式虽然电路简单，声道隔离度好，但其对选择开关要求较高，否则频繁的拨动选择开关容易使开关老化，影响整机性能。继电器式声道隔离度好，但装配较复杂，另外还有一定的电磁干扰，一般采用的不多。电子式选择电路设计灵活，装配方便，应用比较广泛，许多半导体公司都生产出了这种用途的多路开关电路。这种方式的缺点是通道隔离度稍低，但在一般情况下足以满足要求。故本实验采用电子式音源选择电路。我们学选择CD4066,作为选择电路的核心元件，CD4066是四双向模拟开关，主要用作模拟或数字信号的多路传输。CD4066由四个相互独立的双向开关组成，每个开关有一个控制信号端，开关可以相互独立地开断，互补影响。

电源部分

音频功放的电源部分是很重要的组成部分，一般选择稳定的单相桥式整流电路做功放的电源，由于实验室提供了稳定的直流源，经过测试后满足功放系统