低频功率放大器报告

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1、2013年课程设计实验报告实用低频功率放大器学院：班级：姓名：学号：序号：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、技术指标：1.基本要求：（1）在放大通道的正弦信号输入电压幅度为（50~700）mV，等效负载电阻RL为8Ω下，放大通道应满足：a.额定输出功率POR≥10W;b.带宽BW≥(50~10000)HZ;c.在POR下和BW内的非线性失真系数≤3%;d.在POR下的效率≥55%;e.在前置放大处级输入端交流短接到地时，RL=8Ω上的交流声功率≤10mV（2）自行设计满足本设计任务要求用的稳压电源，画出实际的直流稳压电源

2、原理图即可。2.发挥部分（1）放大器的时间响应：a.方波产生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≤1us;峰—峰值电压为200mVP-P。用上述方波激励放大通道时，在RL=8Ω下，放大通道应满足。b.额定输出功率POR≥10W;c.在POR下输出波形上升和下降时间≤12us;d.在POR下输出波形顶部斜降≤2%;e.在POR下输出波形过冲量≤5%;（2）放大通道性能指标的提高和实用功能的扩展（例如：提高工作效率、减小非线性失真）3.要求：设计与总结报告；方案设计与论证，理论分析与计算，电路图，测试方法与数据，结果分

3、析，要有特色与创新主要参考元件：LM1875、LF353、LM311、UA741、NE5532一、方案设计：1.波形转换电路先经过前级放大后再直接采用施密特触发器进行变换与整形。而施密特电路可用高精度、高速运算电路搭接而成，利用稳压管将电压稳定在6．2V左右，然后利用电阻分压得到要求的正负对称的峰一峰值为200mV的方波信号。运放选用NE5532，施密特电路采用高精度、高速运算放大器LF357。用multisim软件画电路图如下：仿真后波形如下：产生方波2.前置放大电路选用NE5532芯片，因为NE5532具有高精度、低噪音、高阻抗、高速、宽频带等优良性能且是双运

4、放集成，具有很高的性价比。这种运放的高速转换性能可大大改善电路的瞬态性能,较宽的带宽能保证信号在低、中、高频段均能不失真输出,使电路的整体指标大大提高。前置级的任务是完成小信号的电压放大，其失真度和噪声对系统的影响最大，故采用了集成放大器NE5532，均采用电压并联负反馈电路，电压并联负反馈具有很好的抗共模干扰能力，且具有改善波形失真的作用。放大后的信号失真度和噪声都很小。前置放大级电路的主要功能是将50mV~700mV输入信号不失真地放大到功率放大级所需要的输入信号。因此，需要解决的问题是本级225倍的电压放大倍数和带宽BW>50Hz-10KHz的矛盾。对此可以

5、采用二级放大电路，因为放大器的增益带宽积是一个常数，增益减小，带宽就可以提高。同时我们在两级放大中用电位器引入增益调节环节，使本级的总增益在一定范围内持续可调。由于从信号源输出的小信号非常微弱,只有经过放大之后,这种信号才能激励功率放大器,且由于系统要求输出额定功率不小于10w，同时，输出负载为8Ω，则Um===8.95V．故Uop-p＞Um＞12.6V系统的最大增益为：Amax=20lg(8.95／0.05)≈45dB．系统的最小增益为：Amin=20lg（8.95／0.7）≈22dB．则需整个放大电路的增益应在22dB～45dB范围内可调．为保证放大器性能，单

6、级放大器的增益不宜过高，通常在20-40dB(放大倍数10～100倍)之间．故前置放大器增益需通过两级放大实现，且其总增益应在1～45dB之间可调。第一级前置级增益为：Au1=R3/R2=150/10=15（约为24dB）第二级前置级增益为：Au1=R4/R5=150/10=15（约为24dB）为了满足输入信号的幅度在50mV~700mV的范围内，功率输出级的输出功率的额定功率＞10W的要求，在前置放大级的第二级的输入端采用电位器对大信号进行衰减。同时也起到了可实现增益调节的作用。为了稳定功率放大级的工作点，前置级和功放级之间采用电容耦合。用软件画电路图如下：仿真

7、后波形如下：2.功率放大级采用专用的功放集成芯片LM1875。LM1875是一款功率放大集成块，体积小巧，外围电路简单，且输出功率较大。该集成电路内部设有过载过热及感性负载反向电势安全工作保护。集成功放具有工作可靠，外围电路简单，保护功能较完善，易制作调试等优点，虽不及顶级功放的性能，但满足并超过本设计的要求是没有问题的。另外集成运放还有性价比高的特点。本级电路实现对电压和电流信号的放大。放大信号的过程就是电路按照输入信号的变化规律，将直流电源提供的能量转换为交流能量的过程，其转换效率为负载上获得的信号功率和电源供给的功率之比值。考虑到前置放大第二级中如果RP1不

8、是处在最大