文档介绍：编号:
题目名称:实用音频功率放大器(B题)
作品名称: 实用音频功率放大器
组员姓名: 李滨陆跃山叶秉泽
指导教师: 卜波涛龚开月张保忠
2009年 6 月 1日
摘要
介绍了如何设计并制作一款最大不失真输出功率POR≥15W(失真度小于5%);带宽BW≥(40~20000)Hz(功放部分);在POR下的效率≥50%;在前置放大级输入端交流短接到地时,RL=8Ω上的交流声VPP≤400mV;前置放大器具有低音、中音、高音调节功能;具有音量调节功能的实用功率放大器。
关键词:功率放大;音量调节;音调调节
一总体方案设计
系统的原理方案图如上图所示。它主要由音频功率放大、控制器、键盘、显示电路组成。该系统是一个具有低噪声、输出功率可调控的功放电路。
二单元模块设计
功率放大模块
由于题目已经要求使用分立元件做功放后级,且也规定使用OCL结构的功放电路,因此,我们就此要求进行方案设计。
(1)方案一
前级使用高性能的集成运放,如NE5532、NE5534、LM381、OPA2134等,后级采用分立元件做后级,即用运放来驱动功放电路。这样的电路制作起来相对简单,性能也不错,但是后级所需的电压值通常较高,难以满足题目的要求。
(2)方案二
整个电路由分立元件构成,后级采用大功率三极管做输出,例如2SC5200,B817,TIP35等,以获得足够的输出功率。但是大功率三极管在低压下难以发挥其作用,不仅系统不稳定,而且波形极易失真,带宽小。
(3)方案三
整个电路也由分立元件构成,前级使用差动放大电路,后级使用中功率管构成互补对称功率放大电路。由于要找到两只性能完全一致的NPN和PNP两种型号的大功率管是很困难的,但要找到两只性能完全相同的同型号的大功率管就容易多了。与此同时,采用复合管作为功率放大三极管,电路简单,易调试。
综上所述,方案三电路比较简洁,功率管容易配对,调整方便,可兼顾多方面的指标要求,所以选择此方案。
其电路原理图如图1所示
图1
电路输入部分,由、组成单端输入、单端输出的差动放大电路,它具有一致性好,容易配对,工作噪声低等优点。信号由的基极输入,从的集电极输出。为推动级,它是由一只PNP管组成的共发射极放大电路,在这里,采用PNP管是为了和前置级的NPN管适配,易于中点电压的调零。、与、组成复合准互补甲乙类推挽功率输出级。与组成推挽输出级的静态偏置电路,使输出级工作在甲乙类,调节可调整其工作点。
静态时,、的基极电流≈≈,其基极电位为-×。由于很小,所以基极电位可近似认为≈≈0V。而发射极电位= =≈-。所以中的电流=[--(-V)]/ =(15-)/×10=。I为、两管静态电流之和,故=/2=。改变的阻值,就可以调整前置放大级的静态工作点。但的值不可过小,否则抑制零点漂移的效果就会减弱。
既是的集电极负载,又是推动级的偏置电阻。改变的阻值,可以调整的静态工作电流。当和选好后,只要调节,就可使中点电位为0V。为输出级复合管基极的静态工作点调整电阻,改变的阻值,就可调整输出级的静态工作电流,一般应调在10~20mA为好。
音量控制模块
图2
控制部分
单片机扫描键盘,当功率加减按键按下时,程序自动内部进行运算,当按下功