低频功率放大器

模拟电子技术课程设计说明书题目：低频功率放大器

系、部：电气与信息工程系

学生姓名：

指导教师：职称

专业：电气自动化技术

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摘要

本电路是一款由集电极输出的实用低频功率放大器。整个电路主要由稳压电源、前置放大器、功率放大器、波形变换电路共4个部分构成。

将输入信号放大并向负载提供足够大功率的放大器叫功率放大器。功率放大器的任务，是要在保证功率三极管安全的条件下给出足够的功率以推动负载，如何安全可靠地发挥功率三极管作用，获得尽可能打的功率，由于功率放大器运行中的信号幅度（电压、电流）大，其突出的问题是要解决非线性失真和各种瞬态失真。所以功率放大器的主要任务是在不失真前提下，放大信号的功率。一般在电路结构上采用不同形式，来减小信号的失真，提高输出功率，满足人们对音响设备的不同需求。经过多方查阅、试验，并对各种方案进行了对比，根据现有的条件进行了设计

关键词：功率放大器；三极管；

目录

1 方案设计 (1)

1.1 设计一个低频功率放大器 (1)

1.2 低频功率放大器的功能要求说明 (1)

1.3 低频功率放大器的总体方案介绍和工作原理说明 (2)

2 仿真分析 (2)

2.1 低频功率放大器的参数选择 (2)

2.2 低频功率放大器的仿真结果 (5)

3 硬件系统的设计 (6)

3.1 低频功率放大器的硬件系统各模块功能简要介绍 (6)

3.2 低频功率放大器的电路原理图，PCB图 (8)

3.3 低频功率放大器的元器件清单 (9)

4 实验内容 (10)

4.1 低频功率放大器电路测试 (11)

5 安装及注意事项 (12)

5.1 安装 (12)

5.2 注意事项 (12)

6 总结与体会 (13)

7 致谢 (13)

8 参考文献 (14)

9 附录 (15)

1方案设计

1.1 设计一个低频放大器

（1）设计一个具有音调控制、音量控制及功率放大的低频功率放大器

1.2 低频功率放大器的功能要求说明（小3号，黑体，左起，行距30）

1.2.1 低频功率放大器的介绍（4号，黑体，左起，行距26） （1）功率放大介绍（小4号，黑体，左起，行距20）

功率放大是一种能量转换的电路，在输入信号的作用下，晶体管把直流电源的能量，转换成随输入信号变化的输出功率送给负载。

（2）低频功率放大器功能

在电路中获得一定的不失真的输出功率，一般在大信号状态下工作。输出信号去驱动负载

1.2.2 低频功率放大器的设计要求

1） 输出功率不小于Ω8/3.0W

2） 频率响应50-20KHz ； 3） 效率%60>，失真小。

1.3 低频功率放大器的总体方案介绍和工作原理说明

1.3.1 低频功率放大器的总体方案介绍 (1) 低频功率放大器的设计框图

图1.1低频功率放大器原理图

（2）低频功率放大器的设计方案

图1.1所示为OTL 低频功率放大器。其中由晶体三极管T1组成推动级（也称前置放大级），T2、T3是一对参数对称的NPN和PNP型晶体三极管，它们组成互补推挽OTL功放电路。由于每一个管子都接成射极输出器形式，因此具有输出电阻低，负载能力强等优点，适合于作功率输出级。T1管工作于甲类状态，它的集电极电流IC1由电位器RW1进行调节。IC1 的一部分流经电位器RW2及二极管D，给T2、T3提供偏压。调节RW2，可以使T2、T3得到合适的静态电流而工作于甲、乙类状态，以克服交越失真。静态时要求输出端中点A的电位，可以通过调节RW1来实现，又由于RW1的一端接在A点，因此在电路中引入交、直流电压并联负反馈，一方面能够稳定放大器的静态工作点，同时也改善了非线性失真。

1.3.2低频功率放大器的工作原理

当输入正弦交流信号U1时，经T1放大、倒相后同时作用于T2、T3的基极，U1的负半周使T2管导通（T3管截止），有电流通过负载RL，同时向电容

C0充电，在U1的正半周，T3导通（T2截止），则已充好电的电容器C0起着电源的作用，通过负载RL放电，这样在RL上就得到完整的正弦波。C2和R 构成自举电路，用于提高输出电压正半周的幅度，以得到大的动态范围。

2 仿真分析

2.1 低频功率放大器的参数选择

电路中T1，T2，T3分别是型号为9011,9012,9013的三极管。其中T1为NPN晶体三极管；T2与T3为参数对称的PNP和NPN三极管。

2.2 低频功率放大器的的仿真结果

图1.2低频功率放大器的的仿真线路图

。

在图1.3中第一条波为输出波形，第二条波为出入波形

图1.3 仿真波形图

3 硬件系统的设计

3.1 低频功率放大器的硬件系统各模块功能简要介绍

3.1.1前置放大器

前置放大器是指把音频（AUX、MIC）信号放大至功率放大器所能接受的输入范围。前置放大器功能有两个：一是要选择所需要的音源信号，并放大到额定电平；二是要进行各种音质控制，以美化声音。前置放大器的基本组成有：音源选择、输入放大和音质控制等电路

3.1.2功率放大器

利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。因为声音是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β是三极管的交流放大倍数，应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流(或电压)是原先的β倍的大信号，这现象成为三极管的放大作用。经过不断的电流放大，就完成了功率放大