《201488(双声道音频功率放弃)DOC.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《201488(双声道音频功率放弃)DOC.doc（15页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、XX年全国大学生电子设计竞赛双声道音频功率放大器【XX组】i摘要双声道音音频功率放大器主要由前置音频运算放大器电路、 音频功率放大器电 路、自制电源等组成。 由两个前置运算放大器内部分别级联达到电压增益的要求 同时扩大通频带，由前置运算放大器将电压放大后音频功率放弃将其电流放大输 出从而实现电路功能。前置运算放大器电路选用两个NE5532内部分别级联这样通过降低每一级电压增益来获取足够大的通频带以满足题目要求。NE5532具有高精度，高输入阻抗，低噪音，通频带宽等优点，功率放大电路采用LM3875高性能音频功率放大器来放大电流，LM3875供电电源采用整流滤波后电源直接供 电，以便达到功率放大
2、器可以输出足够的功率。 这样电路组合同时达到了电流放 大，电压放大实现了高增益，高保真，高效率，低噪声，宽频带，快速响应的一 个音频功率放大器。通过测试达到了题目中的求。关键字：功率放大 级联 高保真 宽频带2目录1 系统设计方案 41.1 总体方案描述 41.2 模块方案选择与比 41.2.1 前置放大电路 41.2.2 功率放大电路 51.23 电源电路 52 理论分析与计算 62.1 前置放大电路 62.2 功率放大电路 62.3 总体电路分析 73 硬件电路设计 83.1 前置放大电路 83.3 总体电路 94 系统测试与分析 114.1 测试仪器 114.2 测试方法和结果分析 11
3、5 设计总结 12附录 1 电路原理图 13附录 2 参考文献 143双声道音频功率放大器XX年X月X日1系统设计方案1.1总体方案描述系统框图如图1.1所示，本系统主要由两个具有高精度，高输入阻抗，低噪音,通频带宽等优点的前置电压放大器NE5532内部级联组成的电路和功率放大器LM3875组成的电路组成。NE5532内部采用级联的方式可以同时达到电压增益和宽通频带的要求。NE5532通过采用7812和7912稳压芯片自制的电源供电，来 完成电压的放大，LM3875则要采用整流滤波后的电源直接供电用来达到功率的 要求电源输入=前置放大器图1.1音频功率放=出输大电路总体框图1.2模块方案选择与
4、比较1.2.1前置放大电路方案一：采用一个NE5532将芯片内部的两个运放分别作两个信号放大的运放使 用，将电压增益设计为 100 倍这样可以达到题目中的电压设计的要求， 但是则样 的话是得带宽变得窄没法达到带宽的要求。方案二：使用两个NE5532芯片，分别将芯片内部的两个运放级联作为两个信号 的前置放大端。采用内部基连的方式通过降低每个运放的外部增益石带宽增加， 这样通过两级级联既可以达到电压放大的要求又可以达到带宽的要求。 通过比较选用方案二。1.2.2 功率放大电路方案一：功率放大输出级采用分立元件构成 OCL电路，驱动级采用集成芯片，整 个功率级采用大环电压负反馈。 这种电路反馈深度容
5、易控制， 故放大倍数容易控 制。且失真度可以做到很小，但是外围元器件比较多，调试要困难一些。方案二：采用专用的功率集成芯片，构成甲乙类放大电路。采用LM3875集成功率放大器，其体积小，外围电路简单，且输出功率较大，该电路内部设有过载过 热及感性负载反向电势安全工作，可以带动 8K左右的负载。经过比较选择方案二 。1.2 3 电源电路电源电路需要做两部分电源， 一个电源通过整流滤波后有 7812和 7912两个稳 压芯片输出稳定的电压给 NE5532前置放大器供电。功率放大部分直接采用整流 滤波后的电源给其供电，这样可以达到输出功率的要求。2 理论分析与计算2.1 前置放大电路前置放大电路由N
6、E5532芯片内部两个运算放大器级联构成，这样是每个运放 的电压增益都为10。由公式：Avf仁I+R3 /R2可以得到Avf2=10。同时两级连接 后的增益为： Av=Avf1*Avf2=100, 输出的电压 Vout=100Vin, 这样可以达到电压的 要求，负反馈电路可以使放大器的增益下降， 所以对噪声输出也将减小， 达到抑 制噪声的作用。 同时过降低每一级的电压增益来达到拓宽通频带的目的， 使之可 以达到通频带5015000Hz,在信号的输入端加一个电位器，可以调节音量的输 出。2.2 功率放大电路功率放大电路采用LM3875集成功率放大器，电路组成采用同向放大的模式进 行电流放大,提供
7、的功率为：Pdave=(Vopk/RI)Vcc/ n -Vopk/2,提供的最大功 率为：Pdm=Vcc2/2 n * n R.负反馈可以降低放大器的噪声， 其基本原理是：力卩负反 馈电路可以使放大器的增益下降， 所以对噪声输出也将减小， 达到抑制噪声的作 用。但是，负反馈不能降低伴随在输入信号中的噪声， 只能降低本级放大器中的 噪声输出。电流的大小为 I=Vout/R L , 输出的功率为 P=Uo*Io.2.3 总体电路分析电路系统由两个内部级联的前置放大器电路， 功率放大电路， 以及自制电源电 路组成，其中给前置放大电路需要采用稳压芯片做的电源及7812和 7912组成的电源。功率放大部
8、分由整流滤波后的电源供电这样可以满足输出功率的要求。 前 置放大电路由两个运放级联提供的电压增益为 Av=Avf1*Avf2 ，同时通过级联的 方式将通频带拓宽，将信号的电压放大后信号杯送入由LM3875勾成的功率放大器进行电流放大。输出的功率为 :P=U*I 。总体电路可以达到最大输出电压为 12V,非线性误差103 (100dB, 在Avd= 100时，输出端噪声电压的峰一峰值小于 IV。73硬件电路设计3.1前置放大电路前置放大电路由NE5532芯片构成，采用两个内部级联的方式，NE5532具有高 精度，高输入阻抗，低噪音，通频带宽等优点的前置电压放大器 NE5532内部级 联可以通过降
9、低电压增益来时通频带加宽。电路原理图如下图所示。图3.1前置放大电路3.2功率放大电路功率放大电路由LM3875集成功率芯片构成，采用专用的功率集成芯片构成甲乙类放大电路。采用LM3875集成功率放大器，其体积小，外围电路简单，且输出功率较大，该电路内部设有过载过热及感性负载反向电势安全工作，可以带动8K左右的负载-Q图3.2功率放大电路3.3总体电路电路主要由两个具有高精度，高输入阻抗，低噪音，通频带宽等优点的前置 电压放大器NE5532内部级联组成的电路和功率放大器 LM3875组成的电路组成。 NE5532内部采用级联的方式可以同时达到电压增益和通频带的要求，可以提高 差模电压放大倍数至
10、A/d= 200，同时减小输出端噪声电压。在满足基本要求对输 出端噪声电压和共模抑制比要求的条件下，将通频带展宽为2020000Hz以上,提高电路的共模抑制比。9图3.3总体电路图104系统测试与分析4.1测试仪器序号名称型号，规格数量精度1示波器Tektro nix12函数信号发生器EE1642813失真度测量仪14数字万用表UT58E14.2测试方法和结果分析以下结果均在输入信号峰峰值为 200mV勺情况下，测试得出:输出功率：Po=Uo*lo输入功率：Pi=Ui*Ii效率：n =Po/Pi输入端接地，测输出端在8Q负载条件下的噪声峰峰值。115 设计总结本设计方案较好的完成了基本部分，
11、发挥部分的性能也非常的好。 通过不断地 调试和改进最终达到了预期效果。 但是，本设计还存在着很多不足， 希望能在以 后能改善这方面 的缺陷。此次设计的双声道音频功率放大器， 从最开始的资料搜集， 到电路的设 计；从最开始的元件选型，到电路板的焊接，再到现在的实物的整体调试，一步 都印证着自己在完成电子设计任务上一个又一个的成功与失败， 迷惑与奋发！ 我 们在整个设计制作过程中， 始终关注系统的性能指标和运行的稳定性， 本着稳定 性和精确性并重的原则， 我们采取了诸多的有效措施， 完成了设计题目所规定的 部分指标和要求， 达到基本的性能指标， 而且对于有些指标我们的设计还有了定 的的提高，功能也有所扩展。12附录1电路原理图 1*ZL附录 2 参考文献1 康华光主编 . 电子技术基础（模拟部分） . 第五版 . 北京：高等教育出版 社,2005.2 华成英主编 . 模拟电子技术基本教程 . 北京：清华大学出版社， 2009.8.3 李杰等编著 .电子技术基础 . 北京：清华大学出版社， 2008.4 郑家龙主编 . 集成电子技术基础教程 . 北京：高等教育出版社 ,2002.5 Altera 可编程逻辑器件及其应用 . 刘宝琴，译，北京：清华大学出版社， 2004.陈汝全主编，电子技术常用器件应用手册，北京理工大学出版社， 1991.14附录3元器件清单元件型号大小单位数量15