音频小信号功率放大电路设计.doc
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1、目录 1 选题背景311 指导思想312 方案论证313 基本设计任务314 发挥设计任务315电路特点42 电路设计42.1 总体方框图42.2 工作原理43 各主要电路及部件工作原理43.1 第一级-输入信号放大电路53.2 NE5532简要说明63.3 第二级-功率放大电路73.4 直流信号过滤电路74 原理总图85 元器件清单86 调试过程及测试数据(或者仿真结果)86.1仿真检查96.1.1第一级仿真检查。96.1.2第二级仿真检查106.2 通电前检查116.3 通电检查116.3.1第一级电路检查116.3.2第二级电路检查116.3.3完整电路检查116.4结果分析117 小结
2、118 设计体会及今后的改进意见128.1 体会128.2本方案特点及存在的问题128.3 改进意见12参考文献131 选题背景在科技发达的现代社会随声听、收音机、mp3、mp4、电视机、手机、电脑极大丰富了我们的日常生活,这些产品在使用时时常会有音频的播放,而这些产品本身配带的音频播放装置往往功率较小,难以带给人们想要的音乐效果与震撼。因此音频小信号功率放大器就有着广泛的运用空间,能够让人们尽情享受音乐激情与活力。正因为如此我对音频小信号放大电路产生了浓厚的兴趣,希望通过自己的知识和能力亲自动手设计和制作这样一款产品。 11 指导思想利用运算放大器构成第一级放大电路对输入信号进行放大;把放大
3、后的信号接入第二级功率放大电路进行功率放大。 12 方案论证方案一:可使用NE5532配合集成功放TDA2030进行功率放大。这样实现电路简单方便且电路的实现效果会很好,但由于题目要求不允许使用集成音频功放所以此方案不符合,故舍弃此方案。方案二:用NE5532运算放大器对输入信号进行放大,然后用2N3904/2N3906和TIP41/42配合设计成的功率放大电路对放大后的信号的进行功率放大,在输出端加上扬声器实现对音频小信号的功率放大。经论证采取方案二。13 基本设计任务(1)放大倍数Av1000; (2)通频带100Hz10KHz;(3)放大电路的输入电阻Ri1M;(4)在负载电阻为8的情况
4、下,输出功率2W;(5)功率放大电路效率大于50%; (6)输出信号无明显失真。14 发挥设计任务在OCL电路中运用一个可调电位器对电路进行调节消除元器件本身误差。可由手动调节使功率互补放大电路完全对称。15电路特点(1)放大倍数大,可以达到1000倍以上; (2)通频带宽,适用于多种音频小信号的放大;(3)输出信号质量好,无明显失真;(4)输出功率较大;(5)放大电路效率高,在60%以上; 2 电路设计2.1 总体方框图输入信号负反馈放大负反馈放大OCL功率放大输出到负载图2-1 总体方框图 2.2 工作原理信号接入电路后,通过用电容过滤掉输入信号中的直流部分首先经第一个NE5532与电阻3
5、3k和1k组成放大倍数为34倍的负反馈电路,再进入第二个放大倍数为36倍的负反馈电路。输入信号经两个负反馈电路放大已经达到1224倍,在流经电路会造成一定衰减但放大倍数依然能够达到1000倍以上。信号经第一级放大放大后经过电容过滤掉直流信号后流进第二级功率放大电路,通过两个复合管构成的OCL互补放大电路对电路进行功率放大。整个电路实现对输入信号的功率放大。3 各主要电路及部件工作原理3.1 第一级-输入信号放大电路 图3-1NE5532负反馈放大电路工作原理:Au1=(R2+R3)/R2=(33k+1k)/1k=34倍 Au2= (R5+R6) /R5=(35k+1k)/1k=36倍Au=Au
6、1*Au2=34*36=1224倍所以由第一级连续两个负反馈放大电路理论放大倍数能达到1224倍,虽然在电路中会发生衰减,但是衰减后依然能够大于1000倍。对信号的放大倍数能够达到1000倍以上。3.2 NE5532简要说明NE5532是高性能低噪声双运算放大器(双运放)集成电路。与很多标准运放相似,但它具有更好的噪声性能,优良的输出驱动能力及相当高的小信号带宽,电源电压范围大等特点。因此很适合应用在高品质和专业音响设备、仪器、控制电路及电话通道放大器。用作音频放大时音色温暖,保真度高,在上世纪九十年代初的音响界被发烧友们誉为“运放之皇”,至今仍是很多音响发烧友手中必备的运放之一。 图33 N
7、E5532封装图3.3 第二级-功率放大电路 图3-4 OCL互补功率放大电路 工作原理:由2N3904和TIP41构成一个NPN型的复合管,2N3906 和TIP41构成一个PNP型的复合管。用复合管增大对电流的放大系数 ,以此实现对功率的放大。使用了二极管和电阻配合消除电路的交越失真问题。 3.4 直流信号过滤电路 图3-5 直流信号过滤电路工作原理:使用电容形成交流通路将电源中产生的交流信号引入接地,避免其对电路产生影响。在输入信号后接电容阻挡输入中附带的直流信号,使信号中的直流信号不能流入从而避免直流信号对放大电路的影响。4 原理总图 图4-1 原理总图5 元器件清单表5-1元器件清单
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- 音频 信号 功率 放大 电路设计