音频功率放大器设计报告
音频功率放大器设计实验报告
题目：音频功率放大器电路音频功率放大器设计任务1、基本要求（1）频带范围 200Hz —— 10KHz，失真度 < 5%。
（2）电压增益 >= 20dB。
（3）输出功率 >= 1 W (8欧姆负载)。
（4）功率放大电路部分使用分立元件设计。
发挥部分（1）增加音调控制电路。
（2）增加话筒输入接口，灵敏度 5mV，输入阻抗 >> 20欧姆。
（3）输出功率 >= 10W (8欧姆负载)。
（4）其他。
目录1 引言·····························································2 总体设计方案·····················································2.1 设计思路·······················································2.2 总体设计框图···················································3 设计原理分析·····················································3.1设计总原理图3.2设计的PCB电路图···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。
音频功率放大器设计报告
音频功率放大器设计报告1. 引言音频功率放大器是将低功率的音频信号放大到足够大的功率级别，以驱动扬声器等音频设备的关键电子设备。
本报告旨在介绍音频功率放大器的设计过程，并提供一种逐步思考的方法。
2. 设计目标在开始设计之前，我们需要明确设计目标。
在本次设计中，我们的目标是设计一个能够提供高质量音频输出的功率放大器。
我们希望该放大器具有以下特性： -广泛的频率响应范围 - 低失真和噪声水平 - 高功率输出能力 - 能够适应不同的音频输入源3. 设计步骤3.1. 选择放大器类型第一步是选择适合我们设计目标的放大器类型。
在音频功率放大器中，常见的类型包括A类、AB类、D类等。
我们需要根据设计要求和应用场景选择最合适的放大器类型。
3.2. 确定放大器的工作参数在设计中，我们需要确定放大器的工作参数，包括输入电阻、输出功率、供电电压等。
这些参数将指导我们在后续步骤中进行元件选择和电路设计。
3.3. 元件选择根据放大器类型和工作参数，我们需要选择合适的元件来构建电路。
包括选择适当的功率晶体管、电容、电阻等元件。
我们需要根据元件的参数和特性曲线进行选择，以满足设计要求。
3.4. 电路设计在进行电路设计时，我们需要根据选定的放大器类型和元件进行电路拓扑设计。
这包括放大器的输入阶、放大阶和输出阶等。
我们需要考虑电路的稳定性、能效和音频性能等方面。
3.5. 仿真和优化在设计完成后，我们可以使用电路仿真软件对设计进行验证和优化。
通过仿真，我们可以评估放大器的频率响应、失真水平和功率输出等性能，并进行必要的调整和优化。
3.6. 原型制作和测试在完成仿真和优化后，我们可以制作放大器的原型并进行测试。
通过测试，我们可以验证设计的性能是否符合预期，并进行必要的调整和改进。
4. 结论本报告介绍了音频功率放大器的设计过程，并提供了一种逐步思考的方法。
通过明确设计目标、选择合适的放大器类型、进行元件选择、进行电路设计、进行仿真和优化，最后进行原型制作和测试，我们可以设计出具有高质量音频输出的功率放大器。
音频功率放大器的设计
音频功率放大器的设计
一、音频功率放大器
1、定义
音频功率放大器（PA）是一种用于提高音频设备输出功率的设备，以增加音频系统的响度。
它可以将低功率信号变成足够大的信号，能够推动音箱或拓展环境的响度。
通过调整音频功率放大器的参数，可以改变音频系统的响度和声学特性。
2、类型
音频功率放大器可以分为两类：模拟功率放大器和数字功率放大器。
模拟功率放大器是一种传统的音频放大器，它主要用于推动音箱。
数字功率放大器是一种现代化的音频放大器，它使用数字信号处理技术，能够提供更高的响度和更低的热损耗。
3、设计
（1）模拟功率放大器
模拟功率放大器的设计原理基于晶体管效应放大器（CEA）。
CEA可以将低功率的输入信号放大，使其达到足够大的功率，从而推动音箱。
CEA的典型设计利用晶体管的互补对称原理，使用NPN型和PNP型晶体管组合，来提高其响应时间和低频性能，并能够有效抑制回音和失真。
（2）数字功率放大器
数字功率放大器的设计利用数字信号处理（DSP）技术，以获得更高的响度和更低的热损耗。
它采用噪声抑制技术，可以减少噪声干扰，从而提高声音质量。
音频功率放大器设计报告
音频功率放大器设计报告1. 简介音频功率放大器是一种用于放大音频信号的电子设备，通常用于音响系统、电视和无线电等设备中。
本报告介绍了一个音频功率放大器的设计过程和实现。
2. 设计目标本次设计的目标是实现一个功率放大器，能够放大音频信号并输出高质量的声音。
以下是设计要求：- 输入电压范围：0.2 V - 2 V- 输出功率范围：10 W - 50 W- 频率响应范围：20 Hz - 20 kHz- 输出失真率低于1%3. 设计步骤3.1 选择放大器类型根据设计目标，我们选择了类AB功率放大器作为设计方案。
该放大器能够提供高质量的放大效果，并且具有较低的失真率。
3.2 电路设计经过电路设计和计算，我们决定使用以下主要元件：- BJT（双极型晶体管）：NPN型三极管- 电容和电感：用于构建频率响应滤波器- 可调电阻：用于调节放大器的增益和偏置- 电源电路：用于提供适当的电压3.3 PCB设计为了实现电路的稳定性和可靠性，我们进行了PCB（Printed Circuit Board）设计。
通过将元件布局在PCB上并进行连接，可以减少干扰和噪声。
3.4 元器件选择根据设计需求和可靠性要求，我们选择了适当的元器件进行组装。
在选择元器件时，我们重点考虑了其性能指标、价格和供应情况。
3.5 调试和测试完成电路装配后，我们进行了调试和测试。
通过连接音频信号源、功率负载和测试仪器，可以确保放大器能够正常工作，并且满足设计要求。
4. 结果和讨论经过测试，该音频功率放大器满足了设计要求，并且具有很好的音质和稳定性。
其输出功率范围为10 W至50 W，输入电压范围为0.2 V至2 V，频率响应范围为20 Hz至20 kHz。
失真率低于1%，音质清晰、饱满。
5. 总结在本次设计过程中，我们成功实现了一个高性能的音频功率放大器。
通过选择合适的放大器类型、进行电路设计和PCB设计、选择优质的元器件以及进行严格的调试和测试，我们达到了设计要求。
音频功率放大器的设计报告666
音频功率放大器的设计报告目录一、设计任务和要求 (2)二、设计方案的选择与论证 (2)三、电路设计计算与分析 (4)UA741介绍 (4)前级电路原理图及仿真结果 (5)TDA2030介绍 (6)音频功放电路原理图及仿真结果 (7)结果与分析 (8)总原理图 (9)PCB图 (10)四、总结及心得 (12)五、附录 (14)六、参考文献 (15)音频功率放大器的设计一、设计任务和要求1、设计任务设计一音频功率放大器，满足：（1）、输出功率为1W---2W；（2）、输出阻抗8-16欧姆；（3）、带宽：100Hz—10KHz；2、设计要求（1）、根据设计指标，确定电路的理论设计；（2）、学会合理的选择电路的元器件；（3）、利用multisim软件完成对相关电路模块的仿真分析；（4）、按时提交课程设计报告，画出设计电路图，交一份A3的图纸，完成相应的答辩；二、设计方案的选择与论证音频功率放大器，简称音频功放，该设备主要用于推动扬声设备发声，因而，在很多电子设备上均有应用，比如，手机、电脑、电视机、音响设备等，是我们生活、学习不可或缺的重要设备，为我们的生活带来了很多便利。
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。
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。
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。
功率放大器随着科技的进步是不断发展的，从最初的电子管功率放大器到现在的集成功率放大器，功率放大器经历了几个不同的发展阶段：电子管功放晶体管功放集成功放。
音频放大器设计报告
音频放大器设计报告音频放大器设计报告1. 引言音频放大器是一个电子设备，用于增强音频信号的电压、电流或功率，以便能够驱动扬声器或其他音频设备。
本报告旨在介绍音频放大器的设计原理、具体电路设计和测试结果。
2. 设计原理音频放大器的设计基于放大器电路理论。
一种常见的音频放大器电路原理是使用三级放大器，包括输入级、驱动级和输出级。
输入级负责接收并放大输入音频信号，驱动级将信号放大到足够的电平以供输出级驱动扬声器。
输出级则将放大的信号驱动扬声器或其他外部设备。
3. 电路设计(1) 输入级：输入级使用差分放大器电路来提高信号的共模抑制比和噪声抑制能力。
差分放大器由两个晶体管组成，通常是NPN型的。
输入级的增益可以通过传输电流、负载电阻和基极偏置电流来调整。
(2) 驱动级：驱动级是为了将信号放大到足够的电平以供输出级驱动扬声器。
驱动级使用共射极放大器电路，以保持输入级和输出级之间的阻抗匹配。
共射极放大器由一个NPN型晶体管和负载电阻组成。
(3) 输出级：输出级是最后一个放大器级别，用于将信号驱动扬声器或其他外部设备。
输出级使用集电极跟随器电路，以降低输出阻抗并提供足够的电流。
集电极跟随器由PNP型晶体管和输出电阻组成。
4. 测试结果为了验证音频放大器的设计，我们使用示波器和音频信号发生器进行了实验。
通过逐级增大音频信号的音量，我们能够观察到放大器的各个级别的输出波形和电压。
测试结果显示，音频放大器成功地将输入音频信号放大并输出到扬声器，从而实现了预期的音量增大效果。
5. 结论本报告介绍了音频放大器的设计原理、电路设计和测试结果。
通过合理选择放大器电路并优化各个级别的参数，我们成功地设计出一个能够将音频信号放大的放大器。
未来，我们可以进一步改进和优化设计，以提高放大器的性能和稳定性。
音频功率放大器（课程设计报告）
1 概述在介绍音频功率放大器的文章中，有时会看到“THD+N”，THD+N是英文Total Hormonic Distortion +Noise 的缩写，译成中文是“总谐波失真加噪声”。
它是音频功率放大器的一个主要性能指标，也是音频功率放大器的额定输出功率的一个条件。
THD+N性能指标THD+N表示失真+噪声，因此THD+N自然越小越好。
但这个指标是在一定条件下测试的。
同一个音频功率放大器，若改变其条件，其THD+N的值会有很大的变动。
这里指的条件是，一定的工作电压VCC(或VDD)、一定的负载电阻RL、一定的输入频率FIN（一般常用1KHZ）、一定的输出功率Po下进行测试。
若改变了其中的条件，其THD+N值是不同的。
例如，某一音频功率放大器，在VDD=3V、FIN=1kHz、RL=32Ω、Po=25mW条件下测试，其TDH+N=0.003%，若将RL改成16欧，使Po增加到50mW，VDD及FIN不变，所测的TDH+N=0.005%。
一般说，输出功率小（如几十mW）的高质量音频功率放大器（如用于MP3播放机），它的THD+N指标可达10-5，具有较高的保真度。
输出几百mW的音频功率放大器，要用扬声器放音，其THD+N一般为10-4；输出功率在1～2W，其THD+N更大些，一般为0.1～0.5%.THD+N这一指标大小与音频功率放大器的结构类别有关（如A类功放、D类功放），例如D类功放的噪声较大，则THD+N的值也较A类大。
这里特别要指出的是资料中给出的THD+N这个指标是在FIN=1kHz下给出的，在实际上音频范围是20Hz～20kHz，则在20Hz～20kHz范围测试时，其THD+N要大得多。
例如，某音频功率放大器在1kHz时测试，其TDH+N=0.08%。
若FIN改成20Hz-20kHz,，其他条件不变，其THD+N变为小于0.5%。
输出额定功率的条件过去有用“不失真输出功率是多少”这种说法来说明其输出功率大小。
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。
音频放大器设计报告分析
音频放大器设计报告分析
1.引言
2.设计原理
该音频放大器采用了运放放大器的设计原理。
运放放大器是一种高增益、高输入阻抗、低输出阻抗的放大器，通过调整运放放大器的电阻、电容等参数，可以实现不同的放大倍数和频率响应。
3.电路设计
音频放大器的电路设计包括输入级、放大级和输出级。
输入级通过电容隔离来消除直流偏置，并采取差分放大的方式增加输入信号的电平。
放大级采用了运放放大器，通过调整电阻来控制放大倍数。
输出级通过耦合电容使得音频信号可以输出到扬声器或耳机。
4.性能测试
通过实际测试，测量了音频放大器的增益、频率响应、失真等性能指标。
增益是指输入信号和输出信号的电平比值，频率响应是指放大器对不同频率信号的放大程度，而失真是指电路在信号放大过程中引入的非线性变形。
5.结果分析
经过测试，该音频放大器的增益在20倍左右，频率响应在20Hz-
20kHz范围内平坦，失真较低。
这些性能指标表明该音频放大器能够很好地放大音频信号，并保持音频质量。
6.优化方案
为了进一步提升音频放大器的性能，可以采取以下优化方案：
-使用更高品质的电子元件，例如选用更高精度的电阻、电容等，以
提高电路的稳定性和减小失真。
-添加负反馈电路，通过将输出信号与输入信号进行对比来降低失真，并提升音频质量。
-调整放大级电阻的数值和布局，以优化放大倍数和频率响应。
7.结论
通过对该音频放大器设计的分析和性能测试，可以得出结论：该音频
放大器在设计原理上合理，性能良好，能够满足音频放大的需求。
通过采
取优化方案，还可以进一步提升音频放大器的性能。
功率放大器课程设计报告
音频功率放大电路设计报告一、设计题目题目：音频功率放大电路二、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50H Z～20kH Z，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。
三、原理电路设计从电路结构来看，集成功放是由集成运放发展而来的，和集成运算放大器相似，包括前置级、驱动级和功率输出级，以及偏置电路、稳压、过流过压保护等附属电路。
除此以外，基于功率放大器输出功率大的特点，在内部电路的设计上还要满足一些特殊的要求。
1、方案比较与确定：方案一、用分立元件实现分立元件是电子电路的基础元件，长久以来都是在它的基础之上分析和设计电路的。
但由于近年来科技的发展，集成器件的出现，使分立元件的使用越来越少。
不过在一些小型的电路中，分立元件还是有比较大的优势。
分立元件的散热快，元件便宜，在设计时也相对自由。
方案二、用集成器件实现集成功率放大器是在集成运放基础上发展起来的，其内部电路与集成运放相似。
但是，由于其安全、高效、大功率和低失真的要求，使得它与集成运放又有很大的不同。
电路内部多施加深度负反馈。
集成功率放大器由于不仅具有体积小、重量轻、成本低、外围元件少、安装调试简单、使用方便的优点；而且在性能上也优于分立元件，例如温度稳定性好，功耗小、失真小，特别是集成功率放大器内部还设置有过热、过电流、过电压等自动保护功能的电路对电路自行进行保护。
考虑到设计的任务和要求及设计者自身知识的条件的限制，决定用集成电路的形式来设计电路。
通过图书馆和网络等资源，我们找到了以下几种集成芯片（1）利用运放芯片LM317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-30V,并且电源功率至少要50W,输出功率30W;（2）YT8227是一块双通道音频功放电路，内含热保护电路和电源开关，外围电路简单;（3）TDA2030是许多电脑有源音箱所采用的Hi-Fi功放集成块。
音频放大器设计报告
常用集成器件应用课程设计项目名称 2.1音响--音频功率放大器设计学院信息与电子工程学院专业物联网工程班级 121班姓名、学号陈方杰、 ********** 指导教师钟海伟二零一五一月目录摘要......................................... 错误!未定义书签。
第一章简介................................... 错误!未定义书签。
第二章滤波器和音频功率放大器的分类 (3)2.1滤波器的分类 (3)2.1.1 高通滤波器 (3)2.1.2 低通滤波器 (3)2.1.3 带通滤波器 (3)2.2功率放大器的分类 (3)2.2.1 按器材分类 (4)2.2.2 按功能分类 (4)2.2.3 按用途分类 (5)第三章音频功率放大器的设计 (6)3.1设计要求 (6)3.2设计思路 (6)3.3方案选择 (6)3.3.1 功放类型的选择 (6)3.3.2 实现电路的选择 (7)第四章单元模块设计 (9)4.1前置放大模块 (9)4.1.1 集成运放 (9)4.1.2 LM324简介 (9)4.1.3 输入放大电路 (10)4.2音量控制模块 (11)4.3音调控制模块 (12)4.4功率放大器模块 (14)4.4.1 重低音放大电路 (14)4.4.2 有源低通滤波器（LPF） (15)4.4.3 左右声道放大电路 (17)4.4.4 TDA2030简介 (17)4.5电源模块 (20)4.5.1 电源电路的系统结构 (20)4.5.1 电源电路 (20)第五章布线及布线时的注意事项................. 错误!未定义书签。
5.1信号线及焊盘 (23)5.2 地线的设计 (23)5.3 布线方法 (23)总结 (24)参考文献 (25)附录音频功率放大器电路原理图 (26)2.1音频功率放大器设计摘要：设计了一个带音调控制的音频放大电路，该电路具有对音频信号放大的功能。
实验报告 设计一台OCL音频功率放大器
实验报告系班组实验日期年月日姓名学号指导老师课程设计: 设计一台OCL音频功率放大器一﹑实验目的1．学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。
2．学会OCL音频功率放大器的设计方法和性能指标测试方法。
3．培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。
二、实验仪器4.7KΩ，47KΩ，4.3KΩ，6.8 KΩ，10 KΩ，22Ω，220Ω，0.5Ω，8Ω电阻；0.01uF，10uF，200uF的电容；D772，B882，TIP41C三极管；二极管；TL082芯片；可变1 KΩ电阻；电烙铁；锡；若干导线；剪刀三、实验原理P O = 6W(一)选择电路形式（二）、各级电压增益分配整机电压增益： iO um U U A = 由 L O O R U P 2= 有 9.68*6===L O O R P U V 691.09.6===i O um U U A 输入级、中间级、输出级增益分别为：321,,u u u A A A 有：321**u u u um A A A A = 输入级为射随器，A U1 = 1 ，取中间级增益都为8、输出级增益为9，稍有富裕。
（三）、确定电源电压通常取最大输出功率P om 比P o 大一些W P P O Om 96*5.1)2~5.1(===最大输出电压可由P om 来计算（峰值）128*9*22===L om om R P U V p考虑到晶体管饱和压降及发射极限流电阻上的压降，电源电压V cc 要大于U om ，一般为： ===128.011Om CC U V η15 V 取V CC =15 V （四）、功率输出级计算1、选择大功率管最大反压：3015*22==≈CC CEM V U V每管最大电流：85.1815==≈L CC CM R V I A 取I CM >=2.5 A 每管最大集电极功耗：8.19*2.02.0==≈Om CM P P W 取P CM >=2.5W 注意二个功放管参数对称、β接近。
音频放大电路实验报告（共9篇）
音频放大电路实验报告(共9篇)音频功率放大器实验报告一、实验目的1）了解音频功率放大器的电路组成，多级放大器级联的特点与性能；2）学会通过综合运用所学知识，设计符合要求的电路，分析并解决设计过程中遇到的问题，掌握设计的基本过程与分析方法；3）学会使用Multisim、Pspice等软件对电路进行仿真测试，学会Altium Designer使用进行PCB制版，最后焊接做成实物，学会对实际功放的测试调试方法，达到理想的效果。
4）培养设计开发过程中分析处理问题的能力、团队合作的能力。
二、实验要求1）设计要求设计并制作一个音频功率放大电路（电路形式不限），负载为扬声器，阻抗8Ω。
要求直流稳压电源供电，多级电压、功率放大，所设计的电路满足以下基本指标：（1）频带宽度50Hz～20kHz，输出波形基本不失真；（2）电路输出功率大于8W；（3）输入阻抗：≥10kΩ；（4）放大倍数：≥40dB；（5）具有音调控制功能：低音100Hz处有±12dB的调节范围，高音10kHz处有±12dB的调节范围；（6）所设计的电路具有一定的抗干扰能力；（7）具有合适频响宽度、保真度要好、动态特性好。
发挥部分：（1）增加电路输出短路保护功能；（2）尽量提高放大器效率；（3）尽量降低放大器电源电压；（4）采用交流220V，50Hz电源供电。
2）实物要求正确理解有关要求，完成系统设计，具体要求如下：（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）SCH文件生成与打印输出；（5）PCB文件生成与打印输出；（6）PCB版图制作与焊接；（7）电路调试及参数测量。
三、实验内容与原理音频功率放大器是一种应用广泛、实用性强的电子音响设备，它主要应用于对弱音频信号的放大以及音频信号的传输增强和处理。
按其构成可分为前置放大级、音调控制级和功率放大级三部分，如图1所示。
v图1 音频功率放大器的组成框图1）前置放大级音频功率放大器的作用是将声音源输入的信号进行放大，然后输出驱动扬声器。
音频功率放大器设计报告
杭州电子科技大学音频功率放大器设计报告一.设计要求☐设计并制作一个音频功率放大电路（电路形式不限），负载为扬声器，阻抗8Ω。
要求直流稳压电源供电，多级电压、功率放大。
输入音频线自备。
☐基本指标：☐频带宽度50Hz～20kHz，输出波形基本不失真；☐电路输出功率大于8W；☐输入阻抗：≥10kΩ；☐放大倍数：≥40dB；☐具有音调控制功能：低音100Hz处有±12dB的调节范围，高音10kHz处有±12dB的调节范围；☐所设计的电路具有一定的抗干扰能力；☐具有合适频响宽度、保真度要好、动态特性好。
二.实验原理音频功率放大器是一种应用广泛、实用性强的电子音响设备，它主要应用于对弱音频信号的放大以及音频信号的传输增强和处理。
按其构成可分为前置放大级、音调控制级和功率放大级三部分，组成框图如图1-1所示。
图1-1v i三. 设计思路及方案论证 设计思路：首先根据输出功率的确定电源大小和整个系统的增益。
∵音频功率放大器的输出功率P OM ≥8W 。
∴音频功率放大器的输出幅值若输入信号为5mV 时，整个放大系统的电压增益为：，即67dB 。
根据整个放大系统的电压增益，合理分配各级单元电路的增益。
功率放大器级（采用集成功放）电压放大倍数取30倍； 音调控制器放大器在中频（1KHz ）处的电压放倍数取1； 前置放大器的电压放大倍数取80（考虑到实际电路中有衰减）。
方案选择： 1. 前置放大器：实验室可为我们提供NE5532运放，所以前置放大器将使用NE5532搭建电路。
为了保证输入电阻足够大，我们选择同相组态，由于同相组态中Av=1+R2/R1,根据设计要求，取R1=910Ω， R2=22K Ω。
具体电路图参见4-12. 音调控制电路：11.3OM V V≥=22601053.113=⨯==-iO M V V V ARp1：高音调节电位器Rp2：低音调节电位器电容C：音频信号输入耦合电容电容C1、C2：低音提升和衰减电容，一般选择C1=C2电容C3：高音提升和衰减作用，要求C3的值远远小于C1。
D类音频功率放大器设计报告
D类音频功率放大器设计报告设计报告：D类音频功率放大器1.引言2.设计目标本次设计的目标是设计一个能够输出15W功率的D类音频功放。
其特点是高效率、低功耗和优质的音质。
3.设计原理D类音频功率放大器的工作原理是将音频信号进行脉冲宽度调制（PWM），并通过一个输出滤波电路转换为模拟音频信号。
具体来说，音频信号首先经过一个比较器，将其与一个高频三角波进行比较，然后产生一个脉冲宽度与音频信号幅度相关的脉冲序列。
这个脉冲序列经过一个电源级输出滤波器，将其转换为模拟音频信号。
4.设计步骤（1）根据设计目标和所选用的功放IC，确定所需的电源电压和电流。
（2）根据音频信号的功率要求，计算所需的输出功率和负载阻抗。
（3）选择合适的比较器和三角波发生器。
（4）设计输出滤波器，使其能够满足所需的频率响应和阻抗匹配。
（5）进行仿真和调试，验证设计的正确性。
（6）根据实际的电路布局和元件参数，进行实际的电路实现。
（7）测试和优化电路性能，确保其能够满足设计要求。
5.设计结果根据上述的设计步骤，设计了一个D类音频功率放大器。
采用了TDA7498E功放IC，输入电压为20V，输出功率为15W，负载阻抗为8Ω。
比较器和三角波发生器选用LM311和LM555、输出滤波器采用LC型，频率响应为20Hz-20kHz。
经过实际制作和测试，该D类音频功率放大器满足了设计要求。
输出功率稳定在15W，失真度低于1%，频率响应平坦度高于±0.5dB。
同时，该功放具有高效率和低功耗的特点，整体性能优良。
6.结论本次设计成功地实现了一个输出功率为15W的D类音频功率放大器。
其设计思路清晰，步骤明确，且实际测试结果良好。
该功放具有高效率、低功耗和优质的音质，适用于各种音频放大场景。
然而，设计中的元件选型、电路布局和参数调整等方面还有待进一步优化和改进。
同时，考虑到市场需求和技术发展，未来的设计可以进一步加入保护电路和调音控制等功能，以提高产品竞争力和用户体验。
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关键词：功放、脉宽调制；高效、音质 Abstract：In class D power amplifier, pulse width modulation technology is used
图（9） PWM输出波形
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3.2.4 方波放大电路
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附加（同相与反相电路）：
图（10） 方波放大电路
3.2.5 H-桥及低通滤波电路
图（11） 功率放大与低通滤波电路 第 10 页 共 17 页
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本设计采用H桥互补对称输出电路，它对VMOSFET的要求是导通电阻小，关速度快，开启 电压范围大（本次采用12v供电），因输出功率不是很大则可选用功率相对较小、输入电容 较小、容易快速驱动的对管，IRFD120和IRFD9120 VMOS对管的参数能够满足上述要求，故采 用之。实际电路如上图所示。互补PWM开关驱动信号交替开启分别驱动QN1,QP1,QN2,QP2.再 经两个4阶Butterworth滤波器滤波后推动喇叭工作。
图（8） PWM比较电路 本次设计选用的是德州仪器的 LM393 芯片，该芯片为双电压比较器集成电路，具有 工作电压范围宽，单电源、双电源均可工作，消耗电流小，输入失调电压小，共模输入电压 范围宽，输出与 TTL,MOS,CMOS 兼容等特点。输入的三角波 Vp-p 为 9.72V，所以要求放大之
后的音频信号的 Vp-p 不能超过 9.72V，否者会使功放产生失真。该电路供电为 ± 12V 双电源， 输出为幅值 ± 12V 的方波信号，如图（9）。
图(1) PWM D 类音频功放组成框图
1.2 技术指标
1．基本要求
1）设计一个音频信号前置放大电路，使其放大倍数不小于 400 倍（音频输入信
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号的幅值小于 10mV），同时-1dB 的通频带为 20Hz～20kHz； 2） 设计三角波振荡器，其频率大于 200kHz； 3） 设计 PWM 形成及 D 类开关放大器的驱动电路，要求其驱动电路具有较好的驱 动性能，能驱动 H 桥开关放大器或半桥型开关放大器； 4） 设计 LC 低通滤波器，使其还原音频信号，要求失真度≤0.05%； 5） 功率放大电路带负载（音响设备）时，最大不失真功率输出≥10W。
方案二：采用单片机产生三角波，使用 C 语言编写三角波发生程序。音频前置放大、PWM 比较器、D 类功率放大、方波放大等均采用集成芯片构成，低通滤波电路采用一阶低通滤波 电路。该方案采用单片机产生三角波，波形较好。但考虑到 D 类功放的便携性与易实现性， 故不采用该方案。
方案三：采用 SN74HC14N 产生方波，再经 NE5532A 芯片对方波积分产生三角波；音频前 置放大电路采用 NE5532A 对音频进行放大处理，处理后的音频信号与三角波进行 PWM 调 制。PWM 调制采用德州仪器生产的 LM393 芯片，该芯片为双电压比较器，采用单电源供电， 且适用范围广；PWM 波放大电路采用德州仪器的 NE5532A 芯片；H-桥电路采用德律风根生产 的 TDA2030 音频功放芯片；滤波电路采用 LC 低通滤波器。整个电路采用 220V 交流电经变压
3.3 单元电路的功能以及工作原理的分析 3.4 发挥部分的设计与实现 3.5 电原理图 4．系统软件设计
软件设计包括单片机和 CPLD。 4.1 程序总体流程图 4.2 各个功能模块流程图 4.3 程序清单(可列入附录) 5．系统的组装 5.1 PCB 板图(可列入附录) 5.2 整机结构图及工艺说明 5.3 面板图及可调部件说明 6．系统调试 根据题目要求对各项指标进行测试，注意抓住采分点。在测试每项指标时， 应给出该项指标的定义或意义(如灵敏度、信噪比的严格定义)。然后逐项测试。 6.1 电路的测试方案(方法) 根据系统功能及指标拟定测试方案(方法)，通常以方框图的形式给出。 6.2 测试仪器 选择适当的测试仪器，如：直流电压测试采用直流电压表(最好用多位数字 表)；交流电压测试选择几十千赫以下用低频毫伏表，几百千赫以上用高频毫伏
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音频功率放大器
系（院）： 专业： 班级： 指导老师： 完成日期：
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目录
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摘要：D 类音频功率放大器采用脉宽调节（PWM）技术来提高功放效率，利用占空比调节
图(5) 三角波波形
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3.2.2 前置放大电路
图(6) 前置放大电路
从 音 频 发 生 器 发 出 的 电 压 信 号 通 常 都 是 微 伏 级 的 ，假 设 音 频 前 置 放 大 电 路 的 输入信号为10mv。根据题目需要，其输出电压应低于三角波的峰值电压15V。因 此 ，R8选 择 500K的 可 调 电 阻 ，使 放 大 倍 数 在 0～ 500倍 之 间 可 调 ，满 足 题 目 要 求 的 400倍以上的放大倍数。
Key words: power amplifier； pulse width modulation(PWM);high efficiency；sound
quality
1． 设计任务与要求： 1.1 设计任务
设计并制作一个基于 PWM 的 D 类音频功率放大器。该音频放大器包括锯齿波振荡器、 前置放大电路、PWM 波形成方波放大电路、H 桥功率放大电路、低通滤波电路构成，其框图 如图(1)所示。
图(2) PWM D 类音频功放组成框图
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图(3) 系统总体框图与 D 类功放电路工作波形
3.2 单元电路的设计 3.2.1 三角波发生电路
图(4) 三角波产生电路 第 6 页 共 17 页
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三角波发生电路如图(4)所示，三角波的作用是用来调制音频信号，对此有两方面的要 求：其一，调制后的信号可以被完整地恢复。根据Nyquist 采样定理，三角波的频率至少是 音频信号最高频率的两倍，人类听到的声频范围是20 Hz~20kHz ，说明三角波的频率应在40 kHz 以上。为确保音频信号的采样本设计采用三角波的频率为200 kHz ；其二，三角波要有 稳定的频率和幅度，否则，调制后的脉宽会产生变形，从而降低音频输出的信噪比，音质变 差，噪声增大。在高频的情况下，产生频率、幅度稳定的三角波，对一般的波形发生器来说 很难实现。在此，我们采用德州仪器生产的SN74HC14N芯片，该芯片为施密特触发器，其输 入电压为2～6V。它能将输入的正弦波变换成方波，然后经NE5532A芯片积分，以产生频率 200KHZ，幅值10V的三角波。在仿真过程中，经测，输出波形频率可达372HZ,为9.72V，如图 (5)所示。
2.发挥部分
1）为减小功率放大电路输出音频信号的失真度，在保证开关放大器正常开关工 作的前提下，尽量提高三角波振荡频率； 2） 设计智能音量指示电路，使整个功放有较好的动感效果； 3） 功率放大电路的效率≥75％； 4） 尽量提高最大不失真输出功率；
1.3 题目评析
本题首先要解决两个问题：一是保真度；二是效率。为保证功放的保真度，应 采用失真度较小的功放芯片，并设计合适的低通滤波电路；D 类功放的效率通常较 高，理想情况下可达 100%，本题要求效率≥75%，输出功率≥10W，经分析，增大负 载可提高输出效率，8 欧姆负载的效率通常能达到 80%～90%。
前放仍采用德州仪器生产的NE5532A芯片，其工作频率可达10MHZ，工作电压 为3V～20V，其放大倍数大、功耗低，且自带保护电路，因此外围电路少。音频 输 入 及 输 出 均 加 上 滤 波 电 容 ，以 减 少 电 路 的 失 真 度 。要 求 输 入 电 阻 大 于 10K,因 此 R9选 用 22K的 电 阻 。Ri=R9=22K，即 输 入 电 阻 满 足 要 求 。前 置 放 大 输 出 波 形 如 下 图 （7）：
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器供电，为不同的ห้องสมุดไป่ตู้片提供不同的电压输出。该方案普遍采用高效率、低功耗、发热小、失 真度小的芯片构成电路。故能满足 D 类功放设计中的高效率、低失真度的要求，本设计采用 此方案。
2.2 方案论证
3．系统硬件设计
3.1 系统的总体设计 D 类功放采用脉冲宽度调制 PWM 系统和开关电源供电音频信号。全部信息被调制在
PWM 信号的宽度变化中，功率管工作在饱和、截止两种状态，失真小、效率高。其工作原理 是将模拟音频信号经 PWM 设备调制成数字信号；然后高效功率放大、低频滤波；解调信号 后，驱动扬声器。
本设计中的 D 类功放原理框图如图(3)，包括两个部分。第一部分是脉宽调制部分，输入 的音频信号经电压放大后，与固定频率的三角波相比较，比较器输出宽度被调制的高、低电 平，并放大成合适的电压值。第二部分是功率放大部分，被放大后的 PWM 信号控制 H-桥的 通断，经低通滤波器滤波后，驱动扬声器，产生声音。方框图如下图(2)所示：
to enhance its efficiency. The duty cycle is used to regulate the Audio Waveform. Six circuits of class D power amplifier: triangle wave oscillator, audio-preamplifier, comparator, square-wave amplifier, h-bridge, low-pass filter are detailed described here. Some important attentions are given. The technology improved the sound quality is also discussed here。