模拟电子技术课程设计报告(实用低频功率放大器)

题目五：实用低频功率放大器

一、设计任务与要求:

(一)、任务：

设计并制作具有弱信号放大能力的低频功率放大器。

其原理示意图如下：

(二)、要求：

1．在放大通道在正弦信号输入电压幅度为(5-700)mV，等效负值载电阻R1。：812下，放大通道应满足：

a、额定输出功率P oK≥10W；

b、带宽BW≥(50-1000)HZ；

c、在P oK下和BW内的非线性失真系数≤3％；

d、在P oK下的效率≥55％；

e、在前置放大级输人端交流短路接地时，R L=8Ω上的交流声功率≤10mV。

2。自行设计并制作满足设计要求的稳压电源。

(三)、发挥部分(选作部分)：

1. 测放大器的时间响应：

a、方波发生器：由外供正弦信号源经变换电路产生正、负极性的对称方波。频率为1000HZ；上升和下降时间1≤uS；峰一峰值电压为200mV

b、用上述方波激励放大通道时，在R8下，放大通道应满足

(1)、额定验出功率P ok≥10W；

(2)、P oK下，输出波形上升或下降时间12≤uS；

(3)、在P oK下，输出波形顶部斜降≤2％

(4)、在P oK下，输出波形过冲电压≤5％

(四)、设计电路、画布线图、编写调试步骤以及调试方法：根据任务要求，设计该低频功率

放大电路及电源电路，要求有电路、有参数及设计过程，画出布线图，并在面包板上插接、调试。

(五) 答辨：

答辨前必须完成下列资料

1．设计说明书：方案选择、设计过程、原理图、布线图及说明；

2．总结调试方法、测试技术指标：

整理原始记录数据

故障处理、(出现何现象、原因及解决办法)。

(六)、参考元器件型号：

STK465 集成功率放大电路

uA741 0P-27／0P-37

电阻、电容、电位器、稳压块等。

二．方案选择：

可用于音频功率放大器的芯片有很多，如LM1876、LM3866、TDA1514等等。考虑到性能以及价格等因素，本次实验用到的是TDA1521。下表列出了具有类似性能的几种集成芯片的电参数对比情况。

三、系统工作原理

(一)实验所用元件介绍

1.TDA1521：

TDA1521可采用单、双电源供电。应该注意的是这两种不同供电方式对其参数的影响较大，用双电源供电最能发挥其集成电路的优良性能。由于工作时耗散功率较大，集成电路发热比较严重，必须采取有效措施，以防止烧坏芯片。

下图为音频功率放大集成块TDA1521接成OCL电路时的标准用法。可以算出，其电压增益约为30.4倍。

下图为TDA1521的内部结构框图。

2.NE5532：

NE5532输出电路为PNP-NPN全对称互补结构，有一定电流偏置，内电路十分简洁。它的转换速率达9V每微秒，超过一般的功率放大集成电路，消除了瞬态互调失真。它具有开环频响、高的单位增益带宽、高的转换速率、开环失真小、噪声小及瞬时态特性好等优点。NE5532的引脚图如右上图所示。

(二)整体电路及其工作原理

实验采用现成的电路设计，在现成的印刷电路板上焊接。

整个电路分为电源(非稳压)、前置放大器、功率放大器三个部分。

我们采用的功率放大器，前级选用NE5532 作2倍左右的前置放大，后级功放选用高保真集成芯片TDA1521。功率放大器的电源部分采用桥式整流，从而很容易获得了对称的正负电源。由于该功率放大器所需功率较大，使用稳压电源会增加较多成本，故设计该电路的公司并未采用稳压电源（实验所用的设计是一个商品计算机有源音箱的电路）。由于时间不够和条件所限，我们并没有在实验时测试该电路的电源部分。

整个电路的原理图如下：

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电路图中最左边的一对电位器是音调调节电位器；中间的一对电位器调节左右声道的

平衡；最右边的一对电位器调节输出音量。

音调调节部分原理图及当音调调节电位器位于0.1-0.9的位置时放大器的频幅特性见下图：

1

2

3

3

21D

C

B

A

2

3

7

4

61

5

U1

UA741

V10.08

R110K

R2

50K

R5

15K

R310K

C10.033u

R4

10K

R6

50K

C2

3900p

R710K

V212V

V312V

OUT

IN

四、实验中出现的问题：

电路调试中发现，电路在其音量电位器调至中等位置时产生1.5MHz 左右的自激振荡，而在音量电位器调得较小或较大时自激振荡均消失。这可能是由于

（1） 实验电路中0.01μF 的用于电源滤波的电容可能是卷绕的而非平板式。

（2） 实验电路中0.01μF 的用于电源滤波的电容容量过小(应为0.1μF)且离

TDA1521过远。

（3） TDA1521的输出没有接小电容到地。

由于时间过紧，我未能尝试弄清产生自激振荡的具体原因并解决此问题。但是自激振荡并没有对输出音质造成较大的影响。

五、实验数据及处理：

整个电路的静态电流为46mA ×2

下表为测得的TDA1521各管脚电压：单位V