音频功率放大器的设计

目录

一、序言 (1)

二、Multisim软件简介 (2)

三、总体设计方案 (5)

3.1设计思路 (5)

3.2总体设计框图 (6)

四、设计要求分级分析 (7)

4.1前置级的设计 (7)

4.2 音调控制电路设计 (11)

4.3 OCL功率放大电路设计 (15)

五、总体电路仿真分析 (18)

5.1 测量各级静态工作点 (18)

5.2测量交流分析 (19)

5.3测量瞬态分析 (20)

5.4测量输出最大功率 (21)

六、小结 (22)

附录：

参考文献 (23)

音频功率放大器

一、序言

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。

随着人们生活水平的不断提高，人们对音响要求也越来越高，要求的音响不但体积要小而且音质要好，并且音量还可以调节，所及本设计就是为了解决这个问题而设计的，不但体积小而且音质非常好并且音量可以调整。

音频功率放大器是音响系统中的关键部分，其作用是将传声器件获得的微弱信号放大到足够强度以推动放声系统中的扬声器或其它电声器件，使原声响重现。

音频功率放大器是一个技术已经相当成熟的领域，几十年来，随着半导体工艺的逐渐成熟，大电流、高耐压的晶体管品种日益增加，越来越多功率放大器采用了无输出变压器的OCL电路或OTL。最初的大功率PNP管是锗管，而PNP管是硅管，两者的特性差别非常显著，电路的对称性很差，人们更多采用的准互补电路，通过小功率硅管

Q1与一只打功率的NPN硅管Q2复合，得到一只极性与PNP管类似的大功率管，降低了电路因对称性差而招致的失真。

二、Multisim软件简介

Multisim的前身为EWB（Electronics Workbench）软件。它以界面形象直观、操作方便、分析功能强大、易学易用等突出优点，是一个专门用于电子线路仿真与设计的 EDA 工具软件。作为 Windows下运行的个人桌面电子设计工具， Multisim是一个完整的集成化设计环境。而且Multisim计算机仿真与虚拟仪器技术可以很好的解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一老大难问题。学员可以很好地、很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来。并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自己的仪表。极大地提高了学员的学习热情和积极性。真正的做到了变被动学习为主动学习。这些在教学活动中已经得到了很好的体现。还有很重要的一点就是：计算机仿真与虚拟仪器对教员的教学也是一个很好的提高和促进。理论教学――计算机仿真――实验环节。

Multisim的特点：

(1)直观的图形界面：整个操作界面就像一个电子实验工作台，绘制电路所需的元器件和仿真所需的测试仪器均可直接拖放到屏幕上，轻点鼠标可用导线将它们连接起来，软件仪器的控制面板和操作方式都与实物相似，测量数据、波形和特性曲线如同在真实仪器上看到的一样。

(2)丰富的元器件库：Multisim大大扩充了EWB的元器件库，包括基本元件、半导体器件、运算放大器、TTL和CMOS数字IC、DAC、ADC及其他各种部件，且用户可通过元件编辑器自行创建或修改所需

元件模型，还可通过liT公司网站或其代理商获得元件模型的扩充和更新服务。

(3)丰富的测试仪器：除EWB具备的数字万用表、函数信号发生器、双通道示波器、扫频仪、字信号发生器、逻辑分析仪和逻辑转换仪外，Multisim 新增了瓦特表、失真分析仪、频谱分析仪和网络分析仪。尤其与EWB不同的是：所有仪器均可多台同时调用。

(4)完备的分析手段：除了EWB提供的直流工作点分析、交流分析、瞬态分析、傅里叶分析、噪声分析、失真分析、参数扫描分析、温度扫描分析、极点一零点分析、传输函数分析、灵敏度分析、最坏情况分析和蒙特卡罗分析外，Multisim 新增了直流扫描分析、批处理分析、用户定义分析、频谱分析仪和网络分析、噪声图形分析和射频分析等，基本上能满足一般电子电路的分析设计要求。

(5)强大的仿真能力：Multisim 既可对模拟电路或数字电路分别进行仿真，也可进行数模混合仿真，尤其是新增了射频(RF)电路的仿真功能。仿真失败时会显示出错信息、提示可能出错的原因，仿真结果可随时储存和打印。

Multisim仿真实验在实验教学中的技术优势：

1 高指标的虚拟仪器和充足的元器件资源

电子仿真实验软件内的虚拟仪器不仅品种齐全，而且技术指标高，随时可以拖放到工作区使用，并能实时显示有关数据和波形。

2 弥补了实验经费不足的缺憾

传统的电子技术实验需要有仪器设备和元器件的支持，有些实验仪器耗资大，仪器操作技术要求较高，在教育经费不足的情况下，有些学校所能开出的实验项目和数量受到限制。特别是近年来一些学校扩大招生规模，而实验基础设施跟不上，仿真电子实验弥补了因实验仪器及经费不足造成的缺憾。另外，仿真实验不涉及仪器折旧和更新换代，通过软件升级就能保持实验的先进性。一些需要价格昂贵的仪器而无法开展的实验，通过仿真就能够容易实现。

3 扩展了学生的实践空间和实验内容

仿真实验可作为学生实验前的预习和课后分析总结，也可作为学生创造性思维的检验平台。只要有Multisim软件和一台计算机就能进行电子技术仿真实验，打破了时间和空间的限制，学生可以在不同的时间、地点和领域自主进行实验，增强他们提出问题、分析问题和解决问题的能力，并根据自己的兴趣爱好，选择一些传统实验较少涉及的实验内容，如用运算放大器实现回转器、负阻抗变换器等，这部分内容的实现原理在近代教科书中早有论述，用传统方法进行实验比较繁琐，采用Multisim电子工作平台则容易分析它们的性能。因此，电子仿真实验满足了不同层次学生的需要，从而大大扩展了实践空间和实验范围。

4 有利于学生开展探索性研究性实验

传统的电子技术实验教学，任课老师在课前把仪器设备及元器件准备好，学生照讲义的实验步骤按部就班的进行，这就不可避免地把学生置于被动地位，他们很少有机会按自己的思维开展设计性实验。