电子技术课程设计---音频功率放大器的设计

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1、 电子技术课程设计报告 音频功率放大器的设计 上海大学机自学院自动化系 自动化专业 一一课程设计名称：课程设计名称：音频功率放大器的设计音频功率放大器的设计 二二用途：供家庭音乐中心装置中作主放大器用用途：供家庭音乐中心装置中作主放大器用 三三课程设计的目的：课程设计的目的： （一）巩固和加深对本课程基本知识的理解，提高综合运用本课程所学知识 的能力。 （二）培养根据课题需要选学参考书籍，查阅手册和文献资料的能力。 （三） 学会对实际电路方案进行分析比较计算选取元件屏幕调试等环 节的实施方法。 （四）学会运用仪器设备寻找故障，从中分析解决办法，以使测试电路装置 达到技术指标。 （五）学会按设计

2、任务书的要求，编写设计说明书。 四、主要技术指标：四、主要技术指标： 1. 正弦波不失真输出功率 Po5W (f=1kHz,RL=8) 2. 电源消耗功率 PE10W ( Po5W ) 3. 输入信号幅度 VS=200400mV （f=1kHz，RL=8，Po5W ) 4. 输入电阻 Ri10k ( f=1kHz ) 5. 频率响应 BW=50Hz15kHz ( RL=8，Po5W) 五、设计步骤：五、设计步骤： （一）选择 OTL 电路形式： OTL 功率放大器通常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互补对称电路之分，前者电路简单易行，但由于大 功率管

3、不大，故推动级要求有一定功率，复合管准互补对称电路优点是大功率 管可用同一型号，复合后较大，推动级只要小功率管就可以了，但复合管饱和 压降增大，故电源电压要相应高一些，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，电路结构如图 1-1 所示，电路中二极 管 D 是为消除交越失

4、真而设。1电阻是稳定功放管静态电流用的。推动级的偏 置由功放级引入电压并联负反馈形式进行，起稳定工作点作用。整体交流电压串 联负反馈改善放大器各项指标。 设计计算工作由后级逐渐推向前级。 （二）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， ，其中 n 为考虑各晶体管饱和压降及 R1z 引起的损失而 引入的电源电压利用系数，通常 n=0.8 左右，在本例中： （三）功率级的设计 功放管的要求：I MC =Vcc/2RL=22V/(2 8)=1.375A V MCC = 2 1 Vcc=11V， P MC =0.2P。=1W 功率管推动电流： I b3M =I MC /=1

5、.375A/50=27.5mA 耦合电容 稳定电阻 R11：过大则功率损失太大，过小温度稳定性不良，通常取 0.51. )(22858 8.0 1 V V CC 现取 1，2W . （四）推动级设计 I C2 I b3m =27.5mA 取 I C2 =40mA V cc2M =Vcc=22V， P C2M =Vcc/2 I C2 =1140=440mW 消除交越失真选二极管 2CP12（100mA,0.9V） R9+R10= ic2 _V 2 Vcc e3mb =（11-1）V/40mA=250 一般 R10R9R L 取 R9=80，R10=170 200F 取 200F/15V I b2

6、 =I c2 /=0.4mA 取 I R8 =2mA， R8=0.7V/2mA=350 R 7+W2= 2 V CC /（I R8 +I b2 ）= A4m2 11V =4.58K 选 R7=1.5K, W2=4.7K 进行调节以达最佳工作点。 当功放级达尽限运用时，推动级也达尽限运用，故推动级基极信号电流的峰值 I b2M 应与静态值 I b2 相等，即 0.4mA。由于推动级用的是中功率晶体管，故其输 入电阻为：r e2b （1+） e i 26 66 推动级的负载可等效为：R 2L =R10/r e3b +(1+ 3)R9/RL 其中，r e3b 为大功率管的输入电阻，由于乙类放大 I e是变化的，不好准确计算， 只好以 I MC /2 为 I e的计算值。 r e3b （1+ 3） e i 26 =1.9 故 R 2L =170/1.9+（1+50）80/8=372 推动级电压放大倍数 A v2 =- 2