#高保真音频功率放大器的仿真设计

电子技术课程设计报告

—— 高保真音频功率放大器的仿真设计

一、

用途

供家庭音乐中心装置中作主放大器用

二、 主要技术指标及要求

1、 正弦波不失真功率:大于5W,在频率1KHZ、负载电阻8Ω、示波器观察不

出明显失真的条件下考核,相当于输出电压有效值6.325V。

2、 电源消耗功率:不大于10W,在上述输出功率条件下考核。 3、 输入信号幅度:当输出功率为5W时,要求输入电压的有效值在200mV到

400mV之间。在频率1KHZ,负载电阻8Ω条件下考核,相当于电压放大倍数30倍到15倍之间。

4、 输入电阻:大于10KΩ,在频率1KHZ的条件下考核。 5、 频率响应:50HZ到1KHZ。在功率5W,负载电阻8Ω的条件下考核,并要求

在频率响应范围内的所有频率点上,放大器都输出5W的功率而观察不到明显的失真。

6、 温度稳定性:维持5W输出半小时,电源消耗功率应保持在10W以内。 7、 放大器应该稳定可靠地工作,在测试时或当输入线、输出线、电源线移动

时放大器不产生寄生振荡。

三、 元器件选择范围

1、 二极管

2CP12以及以下各种三极管或稳压管改作二极管用。

2、 稳压管

2CW1、2CW5、2CW11、2DW7

3、 三极管

9013,3DX201(β>80),3DG8(β>50), 3DG130(β>80),3CG23(500Mv,β≈50),3AD30(β>50),2Z730C(fβ>5KHZ,β>50), 3DD15(β>60),D73-50(β>50).

4、 场效应管

3DJ6F

5、 运算放大器

μA741

6、 电介电容器

2200μf/25V,470μf/16V,100μf/25V, 100μf/15V,10μf/15V。

7、 金属膜电容器

0.47μf,0.1μf,0.047μf,0.01μf

8、 云母电容器

470Pf,200Pf,100Pf

8、 瓷解电容器

4700pf,2200pf,1000pf

9、 电位器

470Ω,4.7KΩ,10KΩ,47KΩ,100KΩ,470KΩ。

10、 绕线电阻

0.5Ω/3W,1Ω/3W,8Ω/10W

11、 碳膜电阻

1/8W及1/4W,从10Ω到2MΩ的各档E6系列标称值。

四、 计算过程

1、 选择电路形式。

OTC功率放大器通常是由功率输出级、推动级和输入级三部分组成。功率输出级有互补对称电路和复合管准对称电路之分,前者电路简单易行,但由于大功率管β不大,,故推动极要求有一定的功率,复合管准互补电路优点是大功率管可用同一型号,复核后β较大,推动级只要小功率管就可以了,但复合管饱和压降增大故电源电压要相对高一些,晶体管数目要多一些。推动级通常是甲类放大,其工作电流应该大于功率管基极推动电流,故有一定功率要求。由于推动级电压幅度与输出级相同,通常采用自举电路来达到,一般推动级都是共射极放大电路,具有一定的电压增益。输入级的目的是为了增大开环增益,以便引入深度负反馈,改进电路的各项指标。输入级与推动级之间有阻容耦合和直接耦合多种形式。本例采用较简单的互补对称OTL电路。电路中二极管D是为消除交越失真而设。R111Ω电阻是稳定功率管静态电流用的。推动级的偏置由功放级引入电压并联负反馈形式进行,起稳定工作点的作用。整体交流电压串联负反馈改善放大器各项指标。

2、 电源电压的确定。

当负载电阻一定时,电源电压的大小直接与输出功率有关。Vcc≈ .其中n为考虑各晶体管饱和压降及R11引起的损失而引入的电源电压利用

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