高保真btl音频放大器完整版
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1.设计题目分析..................................................................................................... 6 2.电路组成及工作原理......................................................................................... 7 3.单元电路设计及计算......................................................................................... 8 4.电路调试仿真................................................................................................... 10 5.元器件清单列表............................................................................................... 10 6.电路 PCB........................................................................................................... 11 7.备选方案........................................................................................................... 13
OCL 电路由于性能比较好，所以广泛地应用在高保真扩音设备中。本课题输 出级选用 OCL 功率放大器，偏置电路选用甲乙类功放电路。为了使电路简单，信
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号失真小，本电路选用反馈型音调控制电路。为了不影响音调控制电路，要求前 置输入阻抗比较高，输出阻抗低。
2.电路组成及工作原理
7.1 基于 TDA2030 的双运放 OCL 音频放大电路.......................................13 7.2 基于 LM386 的简易 OCL 音频放大电路.............................................. 14 三．结果分析.............................................................................................................. 15 四．设计心得.............................................................................................................. 15 五．参考文献.............................................................................................................. 16
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摘要
本设计旨在利用 OCL 原理设计高保真音频放大电路，主要是阐述如何利用该 原理制作高保真音频放大电路。省去输出端大电容的功率放大电路通常称为 OCL 电路。OCL 是 OTL 电路的升级，优点是省去了输出电容，使系统的低频响应更加 平滑。缺点是必须用双电源供电，增加了电源的复杂性。
自举电路由 C3、R6 组成，其作用有二，一是提高输出电路在信号正半周期 的工作电压，保证输出信号的正负对称，二是改变输出管的工作状态，提高整个 电路的增益，由于信号在正半周期时，基极偏置电阻作用，Q4、Q6 并不能达到 接近饱和状态，接入电容 C3，在信号负半周期时充电，信号正半周期时对 Q4 基 极放点，使 Q4 接近饱和状态，保证信号放大完整。由于电容 C3 的容限很大，对 交流输出信号的阻抗为零，为了防止自举电容对信号的短路作用。因此，在电源 端串联电阻 R6，其隔离作用，由于 C3、C4 的接入，使电路工作方式发生改变， 电路增益得到提高。
3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、 实物样品等〕：
（1）、 画出电路图，并进行原理图的详细叙述； （2）、 给出元器件的型号、数值和元器件封装，画出 PCB 图； （3）、进行电路仿真，说明电路调试方法； （4）、 写出符合格式要求的设计报告。
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2014 年 1 月 3 日 答辩。
系主任审查意见：
签字：
年月日
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目录
摘要................................................................................................................................ 5 一．设计目的、意义.................................................................................................... 6 二．设计内容................................................................................................................ 6
图 2 中 Q1、Q2、R1、R2、R3 组成单端输入、单端输出的差动放大电路。该 放大电路由于采用两个特性相同的放大电路组成对称电路。并且发射极上有公用 电阻 R2 公共作用，达到抑制零点漂移的效果。一方面，共用发射极电阻，使两 放大电路由于零漂产生的参数变化同时进行，零漂被抵消，另一方面，共用电阻 R2 也作为负反馈电阻，通过电流负反馈作用，进一步减少工作点的漂移。
2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：
高保真 OCL 音频放大器的基本功能是把前级送来的声频信号不失真的加以放大，输 出足够的功率去驱动负载（扬声器）发出优美的声音。通过功率放大电路，在失真的许 可范围内，高效地位负载提供尽可能大的功率。
该音频放大器满足： （1）最大不失真输出功率： POM>= 10W； （2）负载阻抗（扬声器）：RL = 8Ω； （3）频率响应：fL =100Hz ，fH = 15KHz； （4） 输入电压：<= 100 mV 5、失真度：γ<= 5%。 设计要求： （1）、分析电路的组成及工作原理； （2）、进行单元电路设计计算； （3）、采用衰减式音频控制电路，或采用 OCL 音频功率放大器； （4）、说明电路调试的基本方法； （5）、画出完整电路图，并进行小结和讨论。
二．设计内容
1.设计题目分析
高保真 OCL 音频放大器的基本功能是把前级送来的声频信号不失真的加以 放大，输出足够的功率去驱动负载（扬声器）发出优美的声音。通过功率放大电 路，在失真的许可范围内，高效地位负载提供尽可能大的功率。
该音频放大器应满足：最大不失真输出功率： POM>= 10W；负载阻抗（扬声 器）：RL = 8Ω频率响应：fL =100Hz ，fH = 15KHz； 输入电压：<= 100 mV 5、 失真度：γ<= 5%。
关键字：OCLwk.baidu.com高保真
Abstract
OCL is designed to take advantage of the high-fidelity audio amplifier circuit design principles, mainly describes how to use the principle of making high-fidelity audio amplifier circuit. Eliminating the need for large capacitance of the power output of the amplifier circuit is often called OCL circuit. OCL is an upgrade OTL circuit, the advantage of eliminating the output capacitance, low frequency response of the system smoother. The disadvantage is that you must use dual power supply, increasing the supply of complexity. Keyword: OCL、Hi-Fi
5．设计成果形式及要求：
1）电路原理图 2）课程设计说明书
6．工作计划及进度：
2013 年 12 月 23 日 ~ 12 月 25 日 了解设计题目及熟悉资料； 12 月 26 日 ~ 12 月 27 日 确定各题目要求计算相关参数； 12 月 28 日 ~ 12 月 29 日 结合各题目确定具体设计方案； 12 月 29 日 ~ 1 月 2 日 结合要求具体设计并仿真、整理报告；
中北大学
课程设计说明书
学生姓名：
学 号： 11051041
学 院：
信息与通信工程学院
专 业：
光电信息工程
题 目： 设计一台高保真 BTL 音频放大器
指导教师： 职称:
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课程设计任务书
1．设计目的：
针对电子线路课程要求，对学生进行实用型电子线路设计、安装、调试等各环节综 合性训练，配养学生运用课程中所学的理论与实践紧密结合，独立的解决实际问题的能 力。学生必须独立完成一个选题的设计任务。
课程设计任务书
4．主要参考文献：
1．毕满清.模拟电子技术基础.北京：电子工业出版社，2008 2．毕满清.电子技术实验与课程设计.第 3 版.北京:机械工业出版社，2005 3．陈汝全.电子技术常用器件应用手册.第 2 版.北京:机械工业出版社，2004 4．陈大钦.电子技术基础实验——电子电路实验.设计.仿真.北京:高等教育出版社， 2000 5．郑步生，吴渭编.Multisim2001 电路设计及仿真入门与应用.北京:电子工业出版 社，2002 6.张伟. Protel 99SE 实用教程.北京：人民邮电出版社，2008
音频功率放大器的作用是使输入信号的音量和功率在输出元件上重新产生 高功率低失真的音频信号。音频频率范围约为 100～15KHz，所以要求此功率放 大器在 100～15KHz 的频率范围内有良好的频率响应。输出功率尽可能大，而且 要保证失真度。
功率放大电路是一种能量转换电路，要求在失真许可的范围内，高效地为负 载提供尽可能大的功率，功放管的工作电流、电压的变化范围很大，那么三极管 常常是工作在大信号状态下或接近极限运用状态，有甲类、乙类、甲乙类等各种 工作方式。为了提高效率，将放大电路做成推挽式电路，功放管的工作状态设置 为甲乙类，以减小交越失真。常见的音频功放电路在连接形式上主要有双电源互 补推挽功率放大器 OCL（无输出电容）、单电源互补推挽功率放大器 OTL（无输出 变压器）、平衡（桥式）无变压器功率放大器 BTL 等。由于功放管承受大电流、 高电压，因此功放管的保护问题和散热问题也必须要重视。
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一．设计目的、意义
针对电子线路课程要求，对学生进行实用型电子线路设计、安装、调试等各 环节综合性训练，配养学生运用课程中所学的理论与实践紧密结合，独立的解决 实际问题的能力。学生必须独立完成一个选题的设计任务。
本次设计主要考察的是同学们对《模拟电子技术基础》这门课程的掌握情况 以及对电子设计调试的水平，综合培养学生们的理论联系实际并且实践提升理论 的能力。
该音频放大器的电路主要由前置放大、音调控制和 OCL 功率放大等模块组 成。
图1
该电路包括差动输入放大电路、电压放大电路、自举电路、交越失真消除电 路、复合互补功率放大电路、负反馈电路、扬声器补偿电路。OCL 功率放大电路 由于采用了全电路直接耦合方式，温度漂移对电路影响较大，故采用差动输入放 电电路，抑制温漂效果理想。
OCL 电路由于性能比较好，所以广泛地应用在高保真扩音设备中。本课题输 出级选用 OCL 功率放大器，偏置电路选用甲乙类功放电路。为了使电路简单，信
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号失真小，本电路选用反馈型音调控制电路。为了不影响音调控制电路，要求前 置输入阻抗比较高，输出阻抗低。
2.电路组成及工作原理
7.1 基于 TDA2030 的双运放 OCL 音频放大电路.......................................13 7.2 基于 LM386 的简易 OCL 音频放大电路.............................................. 14 三．结果分析.............................................................................................................. 15 四．设计心得.............................................................................................................. 15 五．参考文献.............................................................................................................. 16
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摘要
本设计旨在利用 OCL 原理设计高保真音频放大电路，主要是阐述如何利用该 原理制作高保真音频放大电路。省去输出端大电容的功率放大电路通常称为 OCL 电路。OCL 是 OTL 电路的升级，优点是省去了输出电容，使系统的低频响应更加 平滑。缺点是必须用双电源供电，增加了电源的复杂性。
自举电路由 C3、R6 组成，其作用有二，一是提高输出电路在信号正半周期 的工作电压，保证输出信号的正负对称，二是改变输出管的工作状态，提高整个 电路的增益，由于信号在正半周期时，基极偏置电阻作用，Q4、Q6 并不能达到 接近饱和状态，接入电容 C3，在信号负半周期时充电，信号正半周期时对 Q4 基 极放点，使 Q4 接近饱和状态，保证信号放大完整。由于电容 C3 的容限很大，对 交流输出信号的阻抗为零，为了防止自举电容对信号的短路作用。因此，在电源 端串联电阻 R6，其隔离作用，由于 C3、C4 的接入，使电路工作方式发生改变， 电路增益得到提高。
3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、 实物样品等〕：
（1）、 画出电路图，并进行原理图的详细叙述； （2）、 给出元器件的型号、数值和元器件封装，画出 PCB 图； （3）、进行电路仿真，说明电路调试方法； （4）、 写出符合格式要求的设计报告。
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2014 年 1 月 3 日 答辩。
系主任审查意见：
签字：
年月日
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目录
摘要................................................................................................................................ 5 一．设计目的、意义.................................................................................................... 6 二．设计内容................................................................................................................ 6
图 2 中 Q1、Q2、R1、R2、R3 组成单端输入、单端输出的差动放大电路。该 放大电路由于采用两个特性相同的放大电路组成对称电路。并且发射极上有公用 电阻 R2 公共作用，达到抑制零点漂移的效果。一方面，共用发射极电阻，使两 放大电路由于零漂产生的参数变化同时进行，零漂被抵消，另一方面，共用电阻 R2 也作为负反馈电阻，通过电流负反馈作用，进一步减少工作点的漂移。
2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：
高保真 OCL 音频放大器的基本功能是把前级送来的声频信号不失真的加以放大，输 出足够的功率去驱动负载（扬声器）发出优美的声音。通过功率放大电路，在失真的许 可范围内，高效地位负载提供尽可能大的功率。
该音频放大器满足： （1）最大不失真输出功率： POM>= 10W； （2）负载阻抗（扬声器）：RL = 8Ω； （3）频率响应：fL =100Hz ，fH = 15KHz； （4） 输入电压：<= 100 mV 5、失真度：γ<= 5%。 设计要求： （1）、分析电路的组成及工作原理； （2）、进行单元电路设计计算； （3）、采用衰减式音频控制电路，或采用 OCL 音频功率放大器； （4）、说明电路调试的基本方法； （5）、画出完整电路图，并进行小结和讨论。
二．设计内容
1.设计题目分析
高保真 OCL 音频放大器的基本功能是把前级送来的声频信号不失真的加以 放大，输出足够的功率去驱动负载（扬声器）发出优美的声音。通过功率放大电 路，在失真的许可范围内，高效地位负载提供尽可能大的功率。
该音频放大器应满足：最大不失真输出功率： POM>= 10W；负载阻抗（扬声 器）：RL = 8Ω频率响应：fL =100Hz ，fH = 15KHz； 输入电压：<= 100 mV 5、 失真度：γ<= 5%。
关键字：OCLwk.baidu.com高保真
Abstract
OCL is designed to take advantage of the high-fidelity audio amplifier circuit design principles, mainly describes how to use the principle of making high-fidelity audio amplifier circuit. Eliminating the need for large capacitance of the power output of the amplifier circuit is often called OCL circuit. OCL is an upgrade OTL circuit, the advantage of eliminating the output capacitance, low frequency response of the system smoother. The disadvantage is that you must use dual power supply, increasing the supply of complexity. Keyword: OCL、Hi-Fi
5．设计成果形式及要求：
1）电路原理图 2）课程设计说明书
6．工作计划及进度：
2013 年 12 月 23 日 ~ 12 月 25 日 了解设计题目及熟悉资料； 12 月 26 日 ~ 12 月 27 日 确定各题目要求计算相关参数； 12 月 28 日 ~ 12 月 29 日 结合各题目确定具体设计方案； 12 月 29 日 ~ 1 月 2 日 结合要求具体设计并仿真、整理报告；
中北大学
课程设计说明书
学生姓名：
学 号： 11051041
学 院：
信息与通信工程学院
专 业：
光电信息工程
题 目： 设计一台高保真 BTL 音频放大器
指导教师： 职称:
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课程设计任务书
1．设计目的：
针对电子线路课程要求，对学生进行实用型电子线路设计、安装、调试等各环节综 合性训练，配养学生运用课程中所学的理论与实践紧密结合，独立的解决实际问题的能 力。学生必须独立完成一个选题的设计任务。
课程设计任务书
4．主要参考文献：
1．毕满清.模拟电子技术基础.北京：电子工业出版社，2008 2．毕满清.电子技术实验与课程设计.第 3 版.北京:机械工业出版社，2005 3．陈汝全.电子技术常用器件应用手册.第 2 版.北京:机械工业出版社，2004 4．陈大钦.电子技术基础实验——电子电路实验.设计.仿真.北京:高等教育出版社， 2000 5．郑步生，吴渭编.Multisim2001 电路设计及仿真入门与应用.北京:电子工业出版 社，2002 6.张伟. Protel 99SE 实用教程.北京：人民邮电出版社，2008
音频功率放大器的作用是使输入信号的音量和功率在输出元件上重新产生 高功率低失真的音频信号。音频频率范围约为 100～15KHz，所以要求此功率放 大器在 100～15KHz 的频率范围内有良好的频率响应。输出功率尽可能大，而且 要保证失真度。
功率放大电路是一种能量转换电路，要求在失真许可的范围内，高效地为负 载提供尽可能大的功率，功放管的工作电流、电压的变化范围很大，那么三极管 常常是工作在大信号状态下或接近极限运用状态，有甲类、乙类、甲乙类等各种 工作方式。为了提高效率，将放大电路做成推挽式电路，功放管的工作状态设置 为甲乙类，以减小交越失真。常见的音频功放电路在连接形式上主要有双电源互 补推挽功率放大器 OCL（无输出电容）、单电源互补推挽功率放大器 OTL（无输出 变压器）、平衡（桥式）无变压器功率放大器 BTL 等。由于功放管承受大电流、 高电压，因此功放管的保护问题和散热问题也必须要重视。
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一．设计目的、意义
针对电子线路课程要求，对学生进行实用型电子线路设计、安装、调试等各 环节综合性训练，配养学生运用课程中所学的理论与实践紧密结合，独立的解决 实际问题的能力。学生必须独立完成一个选题的设计任务。
本次设计主要考察的是同学们对《模拟电子技术基础》这门课程的掌握情况 以及对电子设计调试的水平，综合培养学生们的理论联系实际并且实践提升理论 的能力。
该音频放大器的电路主要由前置放大、音调控制和 OCL 功率放大等模块组 成。
图1
该电路包括差动输入放大电路、电压放大电路、自举电路、交越失真消除电 路、复合互补功率放大电路、负反馈电路、扬声器补偿电路。OCL 功率放大电路 由于采用了全电路直接耦合方式，温度漂移对电路影响较大，故采用差动输入放 电电路，抑制温漂效果理想。