低频功率放大电路的设计

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1、课程设计报告所属院系：电气工程学院专业：自动化课程名称：电子技术基础A设计题目：低频功率放大电路的设计班级：学生姓名：学生学号：指导老师:完成日期：2课程设计题目：低频功率放大电路的设计要求完成的内容：设计一个低频功率放大电路。技术指标要求为：(1)最大不失真输出功率Pom≥5W，(2)负载阻抗（扬声器）RL=4Ω，频率响应△f=50HZ—20KHZ，(3)失真度γ≤3%，输入信号vi<10mV；(4)输入短路时，静出噪声电压VN<15mV，(5)电源电压较大变化时，输出漂移△VO≤100mV。要求：（1）根据设计要求，确定电路的设计方案，计算并选取电路的元件参数。（2）分

2、析、测量电路的相关参数，修改、复核，使之满足设计要求。（3）综合分析计算电路参数，满足设计要求后，认真完成设计报告。指导教师评语：评定成绩为：指导教师签名：年月日2电气工程学院课程设计报告低频功率放大电路的设计低频功率放大电路主要解决输出功率，效率，和非线性失真之间的矛盾。电路由两部分组成：前置放大电路和功率放大电路。前置放大器主要完成对小信号的放大，功率放大电路主要完成对电流的放大。一、设计方案低频功率放大电路是一种以输入低频信号，输出较大功率为目的的放大电路。他一般直接驱动负载，带负载能力强。从能量控制的观点来看，功率放大电路实质上是能量转换电路。主要任务是使负载得到不失真（或失真较

3、小）的输出功率。综合以上条件考虑，现在拟定系统方案框图如下：输出信号功率放大电路前置放大电路低频输入信号图1低频功率放大电路的系统组成框图1．根据拟定系统方案框图，现提出两种方案如下：（1）方案一：采用OTL单电源互补对称功率放大电路：图2OTL单电源互补对称功率放大电路13--电气工程学院课程设计报告（2）方案二：采用OCL双电源互补对称功率放大电路：图3OCL双电源互补对称功率放大电路（3）方案三:乙类功率放大电路：图4乙类功率放大电路13--电气工程学院课程设计报告2．方案的分析和比较：第一种方案是采用OTL单电源互补对称电路的低频功率放大器，其利用两个二极管消除了交越失真，使波形

4、接近为正弦波形，利用两个值较大的电容来提高其动态性能；第二种方案，第二种方案在第一种方案的基础上进行了改进，采用OCL双电源互补对称电路的低频功率放大器，也用二极管消除了交越失真，输出信号波形斗比较稳定，但其工作的稳定性比第一种方案的好，第二种方案完成的技术指标最完善的同时也是最简单、容易实现的，从选材的经济角度上讲，第一种方案也优于第一种方案。于是我们选取第二种方案。第三种方案虽然简单，但其输出信号波形容易出现交越失真。三种方案的输出波形图如下：图5OTL单电源互补对称功率放大电路的波形图13--电气工程学院课程设计报告图5OCL双电源互补对称功率放大电路图6乙类功率放大电路波形图由三

5、组波形图可以看出：第三种方案失真严重，第一二种方案波形稳定，放大倍数稳定良好。但第二种方案相对更稳定，同时也是最简单、容易实现的，从选材的经济角度上讲，第一种方案也优于第一种方案。于是我们选取第二种方案。13--电气工程学院课程设计报告总体的电路设计图如下：图7低频功率放大电路图二、单元电路的设计和计算1.输入级：前置放大电路：由于所提供的信号比较微弱，而且有不小的噪声。因此我们采用一级的基极分压射极偏置的前置放大电路对信号进行放大以及减小噪声，限制温漂。考虑到设计电路对于频率响应及零输入（即输入端短路）时的噪音、电流、电压的要求，前置放大电路的设计图如下：图8前置放大电路图13--电气

6、工程学院课程设计报告各电路元件及电路参数：★晶体三极管Q3为NPN管，型号为2N5172，★直流稳压源Vcc=18V。★C1取10uF，C2取10uF,C3取50uF,R4取2K欧姆，R5取2K欧姆，R6取14K欧姆，R7取15K欧姆，R9取6K欧姆。1.输出级：OCL双电源互补对称功率放大电路：功率输出级的电路结构有多种形式，这里选用OCL双电源互补对称功率放大电路，晶体三极管为：PNP管2N3906和NPN管2N3904.功率放大电路是一种以输出较大功率为目的的放大电路。他一般直接驱动负载，带负载能力强,，其主要任务是使负载得到不失真（或失真较小）的输出功率。综合以上条件考虑，其电路

7、原理如图所示：图9OCL双电源互补对称功率放大电路电路中加入的二极管和和三极管型号如下：表一元件型号二极管D11N4148D21N4148三极管Q2PNP管2N3906Q3NPN管2N3904负载RL=4欧姆，C3取220uF，C4取1000uF.直流稳压源Vcc=18V.三、总体设计将两部分组合在一起就是总的低频功率放大电路，总电路图如下：13--电气工程学院课程设计报告图10总的OCL双电源互补对称功率放大电路1，确定前置放大电