音频功率放大器课程设计报告

课程设计报告

设计题目：音频功率放大器系别：电子工程系

专业：信息工程

班级：09信工班

学生姓名：

2011年09月29日

课程设计任务书

目录

一、设计要求

二、设计总体方案

2.1设计思路

2.2 音频功放各级的作用和电路结构特征

2.3简要原理分析

三、选择器件及参数计算

3.1电路元件参数及介绍

3.2参数计算

3.2.1参数计算

3.2.2功率的计算

四、用multisim仿真音频功率放大器

五、实物电路安装调试及使用

5.1电路调整与测试

5.2通电观察

六、设计体会与总结

七、参考文献

一、设计要求

音频功率放大器具体要求：

功率5W到10W。

电源电压20V以下。

最后一级功率放大级必须采用三极管电路，中间级可以采用运放等集成电路。（可选功能）加分频器，输出高频低频两路信号（用于接高音喇叭和低音喇叭）。最后要算出功耗、输出功率和频率响应曲线。

二、设计总体方案

2.1设计思路

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。声音源的种类有很多种，故输出信号的电压差别很大，从零点几毫伏到几百毫伏。一般动率放大器的输入灵敏度是一定的，这些不同的声音源信号如果直接输入到功率放大器的话，对于输入信号过低的，功率放大器功率输出不足，不能充分发挥功放的作用；加入输入信号的幅值过大，功率放大器的输出信号将严重过载失真。这样就失去了音频放大的意义了，所以一个实用音频功率放大系统必须设置前置放大器，以便使放大器适应不同的输入信号，或放大，或衰减，或进行阻抗变换，使其与功率放大器的输入灵敏度相匹配。最后音频放大器由前置放大器和音调控制电路和功率放大器三部分组成。

组成框架如下图：

2.2 音频功放各级的作用和电路结构特征

本次设计是基于10瓦音频放大器，由于时间有限，上网找了一些电路图，下幅电路图稍微修改后是最合适的。由于电路采用NE5532芯片，芯片内部已包含

了放大功能和音量控制功能，故省去了前置放大的一部分电路，使电路不用那么复杂。

图中前置放大由芯片NE5532实现，并通过变阻器P1实现音调的控制，最后一级采用互补功率放大电路。最后扬声器用负载电阻R11代替。

2.3简要原理分析

电路为音频功率放大器原理图,其中NE5532A 是高性能低噪声运放，这使得该IC特别适合应用于高质量和专业音响设备、仪器仪表及控制电路,和电话信道功率放大器。其输出功率在9.5 – 11.5W的范围内，电源轨不能超过+-18V。其内部电路包含输入级、中间级和输出级,且有短路保护和过热保护,可确保电路工作安全可靠。一般这种电路的低音被牺牲了，所以植入一个低音提升控制插入电路中（电路图中下方电路部分）。P1是音量调节电位器，C1是输入耦合电容,P2提供更多的低音线性提升。

三、选择器件及参数计算

3.1．1运放NE5532A介绍

NE5532 是高性能低噪声运放，与很多标准运放（如1458）相似，它具有较好的噪声性能，优良的输出驱动能力及相当高的小信号与电源带宽。

（1）小信号带宽：10MHz；

（2）输出驱动能力：600Ω，10V；

（3）输入噪声电压：5nV/√HZ（典型值）；

（4）DC 电压增益：50000；

（5）AC 电压增益：10KHz 时2200；

（6）电源带宽：140KHz；

（7）转换速率：9V/μS；

（8）大电源电压范围：±3～±20V。

极限参数：

电源电压：Vs (22)

输入电压：VIN …………………… ±V 电源V

差分输入电压：VDIFF (5)

工作温度范围：TA …………………… 0℃～70℃

存贮温度：TSTG …………………… -65℃～150℃

结温：Tj …………………… 150℃

功耗（5532FE）：PD …………………… 1000mW

引线温度（焊接，10S）…………………… 300℃

封装形式：如图4-45-1 所示。

直流电气参数：如表4-45-1 所示。

交流电气参数：如表4-45-2 所示。

3.1.2三极管TIP41C/TIP42C

电流 - 集电极截止（最大）：700µA 最大集电流--基极直流电压：最大值120V

发射极直流电压：最大值100V

基极直流电压：最大值5V

最高有效结温：最大值150摄氏度

封装形式：直插封装 TO-220

极限工作电压： 100V

最大电流允许值： 6A

最大耗散率： 65W

放大倍数：未知放大倍数

功率 - 最大：2W

频率 - 转换：3MHz

安装类型：通孔

包装：散装

晶体管类型：NPN /PNP

在某 Ic、Vce 时的最小直流电流增益 (hFE)：15 @ 3A, 4V

主要用途：适用于电子开关线路主要特点：功率大、驱动电流大性质：低频或音频放大（LF），功率放大（L）

3.1.2其他零件：

P1_________________22K 滑动变阻器

P2________________100K 电位器

R1________________820R 1/4W电阻

R2，R4 R8____________4K7 1/4W电阻

R3________________560R 1/2W微调金属陶瓷

R5_________________82K 1/4W电阻

R6，R7______________47K 1/4W电阻

R9_________________10R 1/2W电阻

R10_________________两个5R 5W并联的水泥电阻

C1，C8_____________470nF 63V涤纶电容器

C2，C5_____________100μF25V的铝电解电容器

C3，C4_____________470μF25V的铝电解电容器

C6_________________47pF 63V陶瓷或聚苯乙烯电容器

C7_________________10nF 63V涤纶电容器

C9________________100nF 63V涤纶电容器

D1______________1N4148 75V150毫安二极管

IC1_____________NE5532低噪音双运放

Q1_______________BC547B 45V100毫安NPN晶体管

Q2_______________BC557B 45V100毫安PNP晶体管

Q3_______________TIP42A 60V 6A PNP晶体管

Q4_______________TIP41A 60V 6A NPN晶体管

J1_________________3.5mm mini音频输入插座