音频功率放大电路设计

课程设计说明书

题 目： 音频功率放大电路设计 课程名称： 模拟电子技术 学 院： 电子信息与电气工程学院 学生姓名： 学 号： 201102010063 专业班级： 自动化2011级2班 指导教师： 张天鹏

2013 年 6 月 7日

课 程 设 计 任 务 书

音频功率放大电路的设计

摘 要：设计一个音频功率放大电路,该电路由前置放大、音调调节、功率放大三个部分组成，并且带有高低音调节，负载电阻为8Ω（扩音器的等效阻抗）；额定输出功率为4W；带宽大于50Hz~15kHz；音调控制为：低音（100Hz）±12dB,高音（10KHz）±12dB。 输入阻抗约100KΩ。前置放大是由反向比例运算放大器组成，主要元器件是NE5532P。音调放大由运算放大器构成，可以对高频段和低频段的增益分别进行提升和衰减。功率放大是OTL电路构成，主要元器件是TDA2030。 关键词：音频放大；前置放大；音调调节；功率放大

目 录

1. 设计背景………………………………………………………………1 1.1 学习集成运算放大电路的基本知识……………………………1 1.2了解有源滤波电路的基本原理………...…………………1 2. 设计方案..............................................................1 2.1 设计方案……………………………………………………………1 2.1 任务分析…………………………………………………………1 2.2 方案论证…………………………………………………………1 3. 方案实施……………………………………………………………3 3.1 原理图设计………………………………………………………3 3.2 电路模拟…………………………………………………………7 3.3 PCB制作…………………………………………………………9 3.4 安装与调试………………………………………………………10 4. 结果与结论…………………………………………………………10 4.1结果…………………………………………………………………10 4.2结论…………………………………………………………………10 5. 收获与致谢…………………………………………………………10 6. 参考文献………………………………………………………………11 7. 附件…………………………………………………………………11 7.1 电路原理图………………………………………………………11 7.2 PCB布线图………………………………………………………11

7.3元器件清单……………………………………………………………12 7.4. 实物拍图……………………………………………………………13

1. 设计背景

1.1 学习集成运算放大电路的基本知识

集成运放实际上是一种高性能的直接耦合放大电路，从外部看，可等效为双端输入、单端输出的差分放大电路。通常由输入级、中间级、输出级和偏置电路四部分组成。对于由双极型管组成的集成运放，输入级多用差分放大电路，中间级为共射电路，输出级多用互补输出级，偏置电路是多路电流源电路。

1.2 了解有源滤波电路的基本原理

通常，按照滤波电路的工作频带为其命名，分为低通滤波器（LPF）、高通滤波器（HPF）、带通滤波器（BPF）、带阻滤波器（BEF）、和全通滤波器（APF）.设截止频率为fp，频率低于fp的信号能够通过，高于fp的信号被衰减的滤波电路称为低通滤波器，反之称为高通滤波器。设低频段的截止频率为fp1，高频段的截止频率为fp2，频率在fp1、fp2之间的信号能够通过，低于fp1和高于fp2的信号被衰减的滤波电路称为带通滤波器，反之称为带阻滤波器。

2. 设计方案

2.1 任务分析

根据实习要求可知，本次实习是设计一个音频功率放大电路，因为要对音源信号进行放大，因此必须有一个前置放大电路。因为还要对音调进行控制，因此必须有一个音调调节电路。音调调节由低通、高通、带通等滤波信号组成，可以根据要求对声音中某些频率段的增益进行提升或衰减。

2.2 方案论证

前置放大是将外部的音源信号进行放大并且输出。音频功率放大器的作用是将声音源输入的信号进行放大，然后输出驱动扬声器。声音源的种类有多种，如传声器（话筒）、电唱机、录音机（放音磁头）、CD唱机及线路传输等，这些声音源的

输出信号的电压差别很大，从零点几毫伏到几百毫伏。一般功率放大器的输入灵敏度是一定的，这些不同的声音源信号如果直接输入到功率放大器中的话，对于输入过低的信号，功率放大器输出功率不足，不能充分发挥功放的作用；假如输入信号的幅值过大，功率放大器的输出信号将严重过载失真，这样将失去了音频放大的意义。所以一个实用的音频功率放大系统必须设置前置放大器，以便使放大器适应不同的的输入信号，或放大，或衰减，或进行阻抗变换，使其与功率放大器的输入灵敏度相匹配在这里我们的主要元器件采用了NE5532P，因为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。

音调调节是由低通、高通、带通、等滤波器组成，可以对音调进行控制的电路，可以使使用者根据具体的使用要求，对声音信号中某些频率段的增益进行调整。音调控制电路大致可分为三大类：（1） 衰减式音调控制电路（2（晶体管、 运放） 负反馈音调控制电路 （3）负反馈混合式音调控制电路。电路一般使用高音、 低音两个调节电位器；音调控制电路的于中音频而言。 所谓衰减， 就是比中音频的衰减还要大一些。 一个良好的音调控制电路， 要有足够的高、低音调节范围，但又同时要求高、 低音从最强到最弱的整个调节过程里，中音信号不发生明显的幅度变化， 以保证音质大致不变。而衰减式和负反馈式相比。衰减式音调控制电路的调节范围可以做得较宽，但因中音电平要作很大衷减，并且在调节过程中整个电路的阻抗也在变。所以噪声和失真大一些。负反馈式音调控制电路的噪声和失真较小，但调节范围受最大负反馈量的限制，所以实际的电路常和输入衷减联合使用，成为衰减负反馈混合式。它们各有优缺点，在本次实习中我们采用了反向负反馈。 功率放大电路通常作为多级放大电路的输出级。在很多电子设备中，要求放大电路的输出级能够带动某种负载，例如驱动仪表，使指针偏转；驱动扬声器，使之发声；或驱动自动控制系统中的执行机构等。总之，要求放大电路有足够大的输出功率。这样的放大电路统称为功率放大电路。外部音源信号经过前置放大、音调调节后，输入最后的功率放大级，然后驱动扬声器，发出声音。本次试验中的功率放

3.1 原理图设计

1、前置放大

本次试验，前置放大电路，均衡电路均使用的是NE5532P，是一种双运放高性能低噪声运算放大器。 相比较大多数标准运算放大器，它显示出更好的噪声性能，提高输出驱动能力和相当高的小信号和电源带宽。这使该器件特别适合应用在高品质和专业音响设备，仪器和控制电路和电话通道放大器。NE5532P的极限额定值如表1所示 …… 此处隐藏：4696字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……