功率放大器设计

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1、模拟电子课程设计题目：音响功率放大器姓名：学号：班级：6一：设计题目：音响功率放大器简要说明电视机、音响等电器设备中都有音响功率放大器。这类放大器过去曾用三极管等分立元件构成，现在集成电路音响功率放大器已经相当普及。以这种器件和集成电路音响前置放大器或集成运放为主构成音响功率放大器，不仅工作稳定，性能好，而且容易安装调试，成本低。二、任务和要求1、最大输出功率不小于3W。其条件是：1）以8Ω喇叭（额定功率不小于4W）作为负载；2）非线性失真不超过2%；3）电源电压不超过15V。三．1.基本运算电路基本运算电路，是有集成运放和外接电阻，电容构成比例，加，减，积分和微

2、分的主要运算电路。2.偏置电路下图是将偏置电路抽出后形成的电路。①BJTr1和BJTr2的选择为得到Vbe获Vf仅用二极管就可以，但想尽可能的与初级差动放大电的Vbe相同，所以就采用与BJTr3和BJTr4一样的晶体管。②R1的计算出于同样的理由，Tr1和Tr2上流动的电流等于Tr3和Tr4的电流，所以R1=(Vcc-2Vbe)/I=18(k)3.初级差动放大电路①BJTr3和BJTr4的选择由于放大器总的噪声是有由此决定的，所以决定使用低噪声晶体管6希望低噪声工作时，取工作电流100Ua②R3、R4和R5的计算如图所示，R3是决定BJTr3和BJTr4工作电流的

3、。加在R3两端的电压Vr3不随Vcc大小而变化，约为0.6V，所以R3=Vr3/Ic(BJTr3)+Ic(BJTr4)=3kR4和R5是决定该级增益的电阻，但从下一级的偏置与减电压工作考虑，这里的电压降必须为1V。因此，R4和R5分别取为：R4=Vr4/Ic=10R5=Vr5/Ic=10k③R2和C2的计算R2成为功率放大器的输入电阻，如取得过大，则由BJTr3的基极电流产生的压降,所以这里取R2=20kC2是输入耦合电容。如设低频截止频率为20HZ，则C2=1/2πfcR2=0.4μF由此，取C2=0.47μF4.输出级①工作解析如下图所示，因BJTr7与BJT

4、r8的Vbe相等，所以BJIc(Tr7)=BJIc(Tr8).经过分析知其与集体管9,10的基极电流也相等②R8和R9的计算当这些电阻过大时，由BJTr7和BJTr8的Ib产生电压，与BJTr7和BJTr8的电流相比，BJTr9～BJTr12的空载电流变得太大。相反，过小时，导致开环增益不足，输出晶体管的驱动能力下载。因此，该电阻通常选择几千欧。在这里，由实验取为R8=R9=8K。5.第二级差动放大电路①BJTr5,BJTr6的选择与BJTr3和BJTr4的工作电流相比，BJTr5和BJTr6的工作电流相当的大，所以取频率大的晶体管而不影响BJTr3和BJTr4的

5、工作②R7的计算决定BJTr3和BJTr4工作电流的是R7.由于在R7的两端加有的电压为R4和R3的压降减去Vbe的值，所以R7=7566.反馈电路①R10和R11的计算放大器的总闭环增益是由R10与R11之比决定的Av=1+R11/R10这里，如设Av=40dB.则R11/R10=Av-1=99如开环增益不是非常大，则Av就变小，所以取R11/R10=100。在补偿点，希望R11等于R11等于R2，所以取R10=200欧，R11=20千欧②关于C3的计算与C3与R10形成的时间常数是决定低赖截止频率fc的量，如设fc=20HZ,则为C3=1/2πfcR10≈39

6、.8μF由此，取C3=47μF7.增益的计算①开环增益Av的求法首先求出初级差动放大电路的增益Av1。设频率为300,则Av1≈5.4倍其次是第二级差动放大电路。在这里，求出相对于输入电压的输出电流，即转移电导GMZ。GM2≈Ic(BJTr5,BJTr6)/Vr≈76.9(ms)BJTr7～BJTr10的小信号电流增益Av3为：Ai3=Ic(Tr7,Tr8)*R8,9/Vt≈254由上述结果可知，总的开环增益Av0为：Av0=2*Av1*GM2*Ai3*R=58.5dB②关于闭环增益Av考虑到Av0来表示Av，则为Av=Av0/(1+(R10/R10)+R11)*

7、Avo=39.1dB2单元电路的设计与仿真，分析①电路的工作原理6功放的电压增益Av=V0/Vi=/Vi=1+（R3+RP1）/R2若取R2=1kΩ，则R3+RP1=19kΩ。现取R3=10kΩRP1=47kΩ如果功放级前是音量控制电位器（设4.7kΩ），若取R1=47kΩ以保证放级的输入阻抗远大于前级的输出阻抗。若取静态电流I=1mA,因静态时Vc=0，可得I≈（Vcc-VD）/（R4+RP2）=（12V-0.7V）/R4R4=11.3kΩ取标称值11kΩ三极管T1，T2为相同的NPN管，所组成的复合管仍为NPN型。T3，T4为不同的类的晶体管型，所组成的复合

8、管的导电极