文档介绍：西安电子科技大学长安学院基于LM1875音频功率放大器的电路设计讲解员:吴先龙摘要随着社会的发展,人们的追求,现代人对听觉的水平要求越来越高,所以对音响的音质真实性要求越来越多,并能对音频信号进行适当的加工装饰,使声音音质真实优美动听。因此,我们这次的研究主要对象是基于LM1875的音频功率放大器,然而功率放大器是在音响系统中是把微弱的音频信号放大到足以驱动喇叭单元工作,重放出人耳能听到的声音设备。本设计主要介绍采用LM1875芯片设计的功率放大器,它在应用场合能提供非常低的失真度和高质量的音色,还具有了高增益、快转换速率、宽功率带宽、大输出电压摆幅、大电流能力和非常宽的电源范围等特性。系统采用大回环电压负反馈控制输出,配以普通双路桥式整流滤波电路,放大器采用内部补偿,增益控制在26dB左右。它可用于家用功放,高品质音频系统,立体声唱机等。基于LM1875音频功率放大器系统框图前置放大级音调控制级功率放大级自制稳压电源负载前置放大器电路电路形式的选择由于信号远输入的信号幅度较小。不足以推动以后的功放电路。因此要用电压放大电路对信号输入的音频信号电压进行放大,对于信号源,其负载约为47KΩ,所以选用电压串联负反馈方式的同相比例放大器,它可以使输入电阻增大,输出电阻减小,且输入输出电压同相。又因为前置放大级的增益为44dB,即158倍,取160倍,前置放大级电路采用二级,第一级与第二级采用电容耦合方式,总的电压放大倍数为Auf=160,设计中选用Auf1=1,Auf2=160。其中第一级实际上是一个电压跟随器,它提高了带负载的能力。 电路中电容C11是用作噪声去耦合的,可以用小体积大容量的钽电容或普通电解电容,一般选为10μF,R11可选用较大的电阻,取1MΩ,电阻R12取10K,LF353(2)构成的是放大倍数为160的电压放大电路,同相交流放大电路的平衡电阻可尽量选得大一些,一般为10K以上,这样有利于提高放大电路的输入电阻,由于输入电阻为47K,故选RP2的阻值为47K,R21取1K,耦合电容C12为10μF。由Auf2=1+R23/R22及R21=R23//R22,Auf2=180可得R21=R22=1K,R23=160K。C21,C22,C23,C24,主要用于电源旁路滤波,一般C21,C23用电解电容,其值为220μF,C22,C24用普通的电容,一般取值为22μF。LF353的电源为±15V的直流稳压电源。音调控制级作用介绍: 音调控制器主要是控制,调节音响放大器的幅频特性,他只对低频与高频的增益进行提升与衰减,中音频的增益保持0dB不变。因此,音调控制器的电路可以由低通滤波器和高通滤波器构成。由运算放大器构成的音调控制器,电路调节简单,元器件少,因此,我们选用这种电路形式。电路图: 芯片选用LM1875,而一个LM1875的输出功率最大只能达到20W,已能满足本课题的设计要求,故本设计采用单片LM1875。如果要把输出功率提高到50W,可选择BTL电路,按照如下方法进行设计: BTL电路它是在OTL电路和OCL电路的基础上发展起来的新型功率放大电路,其工作原理如下:BTL电路的工作原理BTL电路属于双端推挽放大电路,它由四管组成电桥电路,图中对角管同时导通,互为推挽。负载上输出正负半周波形。 BTL电路可以采用单电源供电,且不需要输出电容,这不仅克服了输出电容的影响,也免除了两组电压对称性的苛刻要求。BTL的两组对角管轮流导通,互为推挽,在每个信号半周内能利用全部电源电压(除去饱和压降),同单端电路相比,在相同电源电压和相同负载时,前者的输出功率为后者的4倍;换言之,如果负载和输出功率相同,BTL电路对所用的晶体管的耐压要求可比单端电路降低一半,因此,它有易于输出大功率而不损坏输出管的优点。 目前常见的BTL电路大多是由两个独立的单端推挽电路拼合而成(多见于集成电路),其信号分相是先将信号送入第一个单端电路,放大后经电阻分压再送到第二个单端电路,这样不仅会把单端电路的缺陷带入放大器,而且还会将第一个单端电路的畸变信号经过第二个单端电路放大而进一步加重,因此其特性必然不好。解决方案由BTL的工作原理及特点可知,要满足输出功率为50W的要求,可用两个LM1875组成BTL电路,要想获得好的输出特性,关键是要获得BTL电路所需的两个大小相等,相位相反的音频信号。通过查询资料(3),可知,可以用一个倒相电路来提供此信号。如右图所示:,它采用分压式偏置供给VT关静态工作电流,从集电极和发射极输出的音频信号大小分别为IcRc和IeRe,由于Ic≈Ie,Rc=Re,所以两路的信号大小相等而极性相反,可将它