模拟电子设计

2．设计思路

方案：

要设计一个高质量且实用的放大器，要保证功率放大器满足额定输出功率，而且效率要高并避免失真等问题。

所以我选用差分式放大电路可以有效的抑制共模信号，放大差模信号。运用甲乙类功率放大电路能有效的克服交越失真，更能提高放大功率。

基本原理：

音频功率放大器共由三部分组成，第一级为前置放大级运用差分式放大电路，第二级采用单级共射偏置放大电路，最后输出级采用甲乙类互补功率放大电路，并且采用双电源供电,这样即能使信号不失真的放大而且能较好的抑制输入时的共模信号从而放大差模信号。

2.1 差分式放大电路：

采用单端输入，单端输出的形式，其差模放大增益

当差模电压增益较大时共模电压增益较小，并使之共模抑制比较大，这样能有效的抑制共模信号而放大差模信号。

2.2 比例电流源：

由电路图分析可知，静态时由Vcc 、R 、T4、和R1决定电路的基准电流 I ERF =I E =（2V CC -V EE ）/（R+R 1），采用比例电流源能满足多个电流源的目的，并且调节方便实用易于操作。

2.3 射极偏置电路：

由电路图分析可得，静态工作点由，V BQ =Rb1/（Rb1+Rb2），

I CQ =I EQ =（V BQ +V BEQ ）/（R E1+R E2）可求得使工作点处于放大区工作，当有信号输入

时，动态分析其电压增益为A V =V O /Vi=βR L /r be +(1+β)R E1，可得到其放大后的电压值，能有效的放大小信号的电压使其为功率放大器服务。

be

c

21r R Av β-

=

2.4甲乙类互补对称功率放大器：

由电路图分析可知，甲乙类功率放大器是有效克服交越失真的一种方法T6、T8做前置放大级。T7、T9做互补输出级，静态时，R1、R2产生的压降为T7、T9提供偏置电压使之处于微通状态，且可调节R阻值来改变电压。无信号时Ic1=Ic2，输出为零，有信号时，电路工作在甲乙类，Vi很小可实现线性放大所以当输入一个小于30mV的小信号，用差分放大消除干扰，并放大一定的倍数，在经单级放大电路将其电压放大到所需值并把小信号输入到功率放大电路中，放大后使输出不小于10W。

3．设计方框图：

4．各部分电路设计及参数计算

4.1 电路设计

为更高质量的完成功率放大，必须使输入时的扰动减小，且放大小信号的电压倍数足够大，而且保证输出功率大，效率高而不失真等特点。前置差分放大电路采用单输入，单输出的形式，差分放大电路常用来做直接耦合放大器的输入端，对共模信号有很好的抑制作用，又可以抑制温度等外界扰动对电路的影响，第二级用共射极放大电路来提高小信号的电压使之符合功率放大器的输入，而第三级用甲乙类互补功率放大电路能较好的克服交越失真。

4.2 参数计算

4.2.1比例电流源

图 4-1比例电流源

静态时，输入信号Vi=0,由Vcc 、R 和R1决定基准电流令Vcc=18v,R=9.9K,R1=0.1K 可得基准电流为I 0=1mA,

14

42R R V V I I BE CC REF E +-==，

01243I R R I I E E ≈=

2

2

1I I I C C =

= 4.2.2 差分式放大电路 ：

图 4-2 差分放大电路

采用单输入单输出端式，所以其差模电压增益

其共模电压增益约为零，对三极管T3、T4的β=200，当其共模抑制比很大时能有效的抑制共模信号从而放大差模信号。 4.2.3 射极偏置电路

图4-3 射极偏置电路

由上电路图可得，电路如图所示，e1

be L 0V R r 'R Vi

V A )1(ββ++-=

=

,令

Rb1=60K,Rb2=24kRe2=1.62k 。对T5管设β=60，mA C I I 5.02

10==，

由CC b b b BQ V R R R V 2

12+≈

，β

CQ

BQ I I =

，)(21E E C CQ CC CEQ R R R I V V ++-=

be

c 21r R Av β-

=

])1([21e1be i

i R r i V β++==

b b i R R R ，C

C O R R R R ≥=',可输出电压170mV 左右。

4.2.4 甲乙类互补功率放大电路

图4-4甲乙类功率放大器

电路图如上所示，由负载和最小输出功率可计算w

R V P l

cc

om 1022

≥=

，所以由计

算得Vcc=18V;对T6、T8，作为互补输入级共同放大小信号，此时的

w P om 65.12=，因为om tm P P 2.0≥，所以w P cm 12.2≥。所以CC CEQ V V 2≥。则

L

CC cm R V I ≥

。

对他们静态分析，无输入信号时，Vb=0。发射极电压为0.7V 。取R4=10K,Re3=1k,R2=10K,Rc3=1K.和T7、T9管β=60，动态分析时，运用电压

增

益公式

e1

be L 0V R r 'R Vi

V A )1(ββ++-=

=

和输入电阻

])1([21e1be i

i R r i V β++==

b b i R R R 及输出电阻C C O R R R R ≥=',。最后通过T7、T9