高保真音频放大器毕业设计要点.pdf

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1、- 毕业设计报告（论文） (2013 届) 题目：高保真音频放大器的设计 所属系：自动化 班级： 学 生 姓名： 学号： 同 组 成员： 指 导 教师： - 摘要 关键词 - I - 目 录 1 前言. - - 1 前言 音频功率放大器简称功放，是一种通用性较强的应用电路，它广泛用于收音机、录音机、 电视机和扩音机等整机产品中，用来把微弱的声音电信号进行放大，以获得足够大的输出功 率推动扬声器，它也是音响装置重要的组成部分，通常把它叫做扩音机。 音频放大器已经有快要一个世纪的历史了，最早的电子管放大器的第一个应用就是音频放 大器。虽然音频功率放大器是一个技术相当成熟的领域，但直到现在为止，它还

2、在不断地更 新、发展、前进。 进入 21 世纪以后，各种便携式的电子设备成为了电子设备的一种重要的发展趋势。从作 为通信工具的手机，到作为娱乐设备的MP3播放器，已经成为差不多人人具备的便携式电子 设备。陆续将要普及的还有便携式电视机，便携式DVD 等等。所有这些便携式的电子设备的 一个共同点，就是都有音频输出，也就是都需要有一个音频放大器；另一个特点就是它们都 是电池供电的。都希望能够有较长的使用寿命。就是在这种需求的背景下，D 类放大器被开 发出来了。它的最大特点就是它能够在保持最低的失真情况下得到最高的效率。 同时随着人们的居住条件的改善，高保真音响设备和更高档的家庭影院也逐渐开始兴起。

3、 在这些设备中，往往需要几十瓦甚至几百瓦的音频功率。这时，低失真、高效率、数字智能 化的音频放大器就成为其中的关键部件。 - - 2 毕业设计及任务 2.1 设计题目 设计一台高保真音频放大器 2.2 技术指标 最大不失真输出功率：Pom8W ； 负载阻抗（扬声器）：RL=8； 频率响应，在无高、低音提升和衰减时， f=20Hz 20kHz(3dB) ； 音调控制范围：低音：100Hz12dB；高音： 10kHz12dB； 失真度（主要是非线性失真）3% ； 输入灵敏度：在输入阻抗ri500k时，Vi100mV ； 稳定性：在电源在 15V24V范围变化时，输出零点漂移100mV ； 噪声电压

4、：输入端短路时，输出噪声电压有效值VN15mV 。 3 放大器的程序设计 一个高保真音频放大器的设计过程大体可按电路选型- 参数计算 - 元器件选择 - 验证定 型的顺序进行。 3.1 电路选型 3.1.1 确定电路的形式与结构 设计音频放大器一般会根据给定的技术指标（如频响、失真度、信噪比、转换速率等）、 技术特色（如采用全直流、全对称、超线性等）以及性价比等要求选择合适的电路形式与结 构。 在选择电路时，国内外音响界普遍推崇一种“简为佳”的说法，即简单的就是最好的。 多一个元器件就多一个失真源，因而在能满足给定技术指标的前提下，应尽量避免电路复杂 化。 3.1.2 确定放大级数 一般单级放

5、大器的放大倍数只有几千倍，若电路中需要很大的放大倍数，可采用多级 放大器，这时总的增益等于各级增益的乘积。在确定放大级数时，每一级的增益不用定的太 高，因为增益过高时，放大器的稳定性变差，容易产生自激。 通常还需要在放大器加入适量的负反馈，将电路的增益限制在一定的范围，这样既可 以提高放大器的稳定性，又可展宽工作频率带降低波形失真。此外，电路的总增益的设定还 应留有一定的余量。 3.2 参数计算 - - 3.2.1 确定工作点 晶体管的静态工作点， 是影响放大器性能的主要因素。通常前置放大器均工作在甲类状 态，故选择工作点时，应使放大器工作于输出特性曲线的线性放大区，并保证在额定工作状 态的任

6、何瞬间都不超越这一区域。 静态工作点一般应选在器件输出特性曲线线性区相对的小电流及低电压区域，这对保护 器件有利。但为了增大动态范围，减小失真，静态工作点又不能选的过低。通常，输入级的 输入信号较小（毫伏或微伏级） ，工作点可选的低些，这样对提高信噪比有利；而后面的放大 级，由于信号幅度比较大，工作点则应取高些。此外，为保证工作点的稳定，晶体管的基极 偏置电阻不能选的过大。而功率放大器的工作点则应根据电路的类型来确定。 3.2.2 计算元件数值 确定了电路结构及工作点， 便可根据给定的技术参数要求，计算电路中各元件的数值和必 须掌握的交直流参数，并标注在原理图上，作为制作和调整的依据。 3.3

7、 元器件选择 有了合适的电路，其技术指标的实现还有赖于正确选用元器件的质量。即使是质量可靠的 同类元器件，若品牌不同，其损耗、噪声系数、稳定性或失真度及失真成分也可能不同。这 也是同样的电路，采用不同品牌的元器件时会导致音质方面的差异的原因所在。 3.4 验证定型 按设计要求制作的放大器，还应进行性能指标测试及试听效果，验证其是否达到预定的技 术指标和音质水准。若不能达标，还应分析其原因，有目的的反复修改设计方案，使之趋于 完善，直至复合技术指标要求，方可予以定型。 4 设计的基本要求和电路整体方案的确定 4. 1 基本要求 音频放大器主要用于对音频信号（频率范围大约为数十赫兹数十千赫兹）进行

8、放大， 它应具有以下几个方面功能： 对音频信号进行电压放大和功率放大，能输出大的交流功率。 具有很高的输入阻抗和很低的输出阻抗，负载能力强。 非线性失真和频率失真小，具有高保真的性能。 能对输出信号中的高频和低频部分（高低音）分别进行调节（增强或减弱），具有 音调控制能力。 为了实现音频放大电路的上述功能，构成电路时可采用多种方案， 如可采用分立元件 组装，也可以采用运算放大器和部分晶体管等分立元件实现还可以用集成音频功率放大器制 作，现在广泛应用的是后两者。 4.2 电路整体方案的确定 - - 音频功率放大器的基本功能是把前级送来的声频信号不失真地加以放大，输出足够的功 率去驱动负载（扬声器

9、）发出优美的声音。 放大器一般包括前置放大、音调控制和功率放大三部分，前置放大以放大信号振幅为目 的，因而又称电压放大器；功率放大的任务是放大信号功率，使其足以推动扬声器系统。 输入级前置放大 主要是把输入的音频信号有效的传递到下一级，并完成信号源的阻抗变换。为了不影响 音调控制电路，要求前置输入阻抗比较高，输出阻抗低，本级电路选用场效应管共源放大器 和源级跟随器组成。 音调控制电路 完成高低音的提升和衰减，为了与音调控制电路配合，这部分还应设置电压放大电路。 为了使电路简单，信号失真小，本电路选用反馈型音调控制电路。 输出级功率放大 音频放大器的组成与框图，可用图 1 表示。 声音 （节目源

10、） 驱动负载 图 1 音频放大器的组成框图 4 高保真音频放大器的工作原理 4.1 OCL 功率放大器的原理 OCL 功率放大器电路通常可分成：功率输出级、推动级和输入级三部分。根据给定技术 指标，选择下图所示电路 功率输出级是由四个三极管组成的复合管准互补对称电路，可以得到较大的输出功率。 再用一些电阻来减小复合管的穿透电流，增加电路的稳定性。 前置电路用 NPN 型三极管组成 恒压电路，保证功率输出管有合适的初始电流，以克服交越失真。 推动级采用普通共射放大电路。 输入级部分由三极管组成差动放大电路，减小电路直流漂移。 4.2 音调控制电路的原理 前置放 音调控制电路 功率放大器 直流稳压

11、电源 - - 常用的音调控制电路有三种：一种是衰减式RC 音调控制电路，其调节范围较宽，但容 易产生失真；另一种是反馈型电路，其调节范围小一些，但失真小；第三种是混合式音调控 制电路，其电路较复杂，多用于高级电子设备中。 为了使电路简单、信号失真又小，本次设计采用反馈型音调控制电路。 4.3 前置放大电路的原理 前置级放大电路要求输入阻抗高，输出阻抗低，以便不影响音调控制网络正常工作。为 后级提供一定比的信号电压。为此，电路选用场效应管共源放大器和场效应管源级跟随器组 成。电路输入阻抗高，并引入电流串联负反馈，提高了电路的稳定性。通过选取适当的电阻， 可得到满意的增益。第二级源极跟随器，可以得

12、到较小的输出阻抗，同时其输入阻抗高，对 前级影响很小。 5 基本设计方法 5.1 各级电压放大倍数的分配 根据额定输出功率Po 和 L R求出输出电压为 UO= LORP (UO为有效值 ) 整机中频电压增益为： Aum= Ui PoR Ui Uo L ( i U =100mv ） i U前置放大（1umA）音调控制（2umA）功率放大（3umA）负载 前置级队输出的噪声电压影响最大，一般增益不宜太高，通常该选该级增益为： Aum1 =510 对音调控制电路无中频增益要求，一般选： Aum2=1 功率输出电压增益则可按总增益来确定，若其中频电压增益为Aum3，则要求： Aum1 Aum2 Au

13、m3Aum3 5.2 确定电源电压 为了保证电路安全可靠地工作，通常取最大输出功率Pom 比 额定输出功率 Po 大一些 Pom= (1.5 2)Po= 1.5 * 6 = 9W 最大输出电压可由Pom 来计算（峰值） LOLOom RPRPU22 所以 om U= 2 om P L R 考虑到晶体管饱和压降及发射极限流电阻上的压降，电源电压Vcc 要 大于 Uom ，一 般为： - - UCC= LOom RPU2 11 （一般取电源利用效率=0.60.8） 5.3 OCL 功率放大器的设计 OCL 功率放大器电路通常可分为：功率输出级、推动级(激励级 )和输入级三部分。 5.3.1 功率放

14、大器的设计要点 功率放大器的基本设计目标是，在晶体管安全工作前提下, 所输出的不失真功率尽可能 大。因而设计时要特别注意： 为了保证晶体管的安全使用, 一般情况下，希望功率放大器能给出尽可能大的不失真功率， 这就意味着晶体管的工作状态已接近极限，处于危险边缘，因而设计时应明确所用的晶体管 的极限参数，将晶体管的工作状态严格控制在安全区之内，不允许超出极限参数范围。 晶体管的极限参数有三个： a 、 集电极最大允许耗散功率 cm P C P 能使管子发热，故 C P 要有一个最大允许值 cm P，超过此值时，管子易烧坏。 b 、 集电极最大允许电流 cm I 从晶体管输出特性曲线可以看出，当集电

15、极电流增大到一定程度时，管子的值将明显 变小。一般规定当降为1/2 或 2/3 时的 C I 为 cm I当 C I 过大时，输出波形的前半周期会出现平 顶失真。故 C I 不能超过 cm I值。 c 、 集电极的最高允许反向电压 )(CEOBR U )(CEOBR U值主要受晶体管反向击穿电压的限制。当管子的集射电压超过此值时管子将有击 穿的危险。 5.3.2 功率放大器的类型 为了适应各种不同的要求， 人们设计出形形色色的功率放大器电路器，按其工作状态来分， 主要有下面三类： （1）甲类（ A类）功率放大器 甲类放大器的静态工作点一般选在负载线的中 点 ， 即 图 中 的Q 点 ， 晶 体

16、 管 在 输 入 信 号 的整个周期内均有集电极电流，处于线性工作状态。常见的 单管功率放大器都工作于甲类，采用双管互补或准互补结 构的功率放大器，也可以工作于甲类状态。 （2）乙类（ B类）功率放大器 乙类放大器的静态工作点选在晶体管基极电流接近于零 处，即图中的Q 点，只有在输入信号的半个周期内有集电极 - - 电流，而在另半个周期内截止。因此，乙类放大器采用两只图晶体管的工作点 晶体管，并使它们在两个半周内轮流工作，才可输出端 获得完整的交流信号波形。 （3）甲乙类（ AB 类）功率放大器 甲乙类放大器的静态工作状态介于甲类、乙类之间，工作点选在临近截止区、即图中的Q点。晶体 管有一定的

17、静态电流，可基于避免纯乙类的交越失真，但仍须双管推挽工作才能获得正常的波形。 图 乙类晶体管出现的交越失真 5.3.3 功率放大器电路形式的选择 5.3.4 功率输出电路的设计与计算 选择集成芯片T1 - - 选 TDA2030A 芯片 TDA2030A 功率集成电路具有转换速率高，失真小，输出功率大，外围电路简单等特点， 采用 5 脚塑料封装结构。其中1 脚为同相输入端； 2 脚为反相输入端； 3 脚为负电源； 4 脚为 输出端； 5 脚为正电源。 5.3.6 计算偏置电路 C2 ：交流负反馈回路隔直电容，将2 脚直流电路和地线隔离，防止负反馈电阻R1产生直流负 反馈作用。 5.4 音调控制

18、电路的设计 5.4.1 电路形式及其工作原理 常用的音调控制电路形式有三种：一是衰减式RC音调控制电路，其调节范围宽，但容易 失真；二是反馈式音调控制电路，其调节范围小，但失真小；三是混合式音调控制电路，其 电路复杂，用于配置较高的音响设备中。 为使电路简单，失真又小，本次设计采用反馈式电路。 音调控制电路的作用是控制、 调节音频功率放大器的幅频特性，理想的控制曲线如图 0 所示. 图中的 o f 表示中音频率， 要求增益等于 0dB；1Lf表示低音频转折频率， 一般为几十赫兹； 2L f 表示中音下线频率； 1H f表示中音上限频率； 2H f表示高音转折频率。 由图可见，音调控制器只对低音

19、频与高音频的增益进行提升和衰减，中音频的增益保持0dB 不变。因此，音调控制器的电路可有低通滤波器与高通滤波器构成。 - - 下面分析该电路的工作原理。 其原理如图 1 图 1. 负反馈式型音调控制电路 Z1和 Zf 是由 RC组成的网络，放大单元为集成运放A1。因为 A1的开环增益高，所以： 1 Z Z U U A f i O uf 当信号频率不同时， Z1和 Zf 的阻抗值也不同，所以Auf 随频率值的改变而变化，假设Z1和 Zf 包含的 RC元件不同，可以组成四种不同形式的电路，如图2 所示。 在例图（ 1） ：若 C1取值很大，只是在频率很低时起作用。 2 1 2 2 1 2 ) 1

20、( 1 C R Cj RZ f 当信号频率在低频区时，f ， f Z 1 R Z A f uf 因此可以得到低音提升。 在图（ 2）中，若 C3较小，只是在高频时起作用 1 2 3 11 1 / Z R A Cj RZ uf 当信号工作在高频区时，f ， 1 Z - - 1 2 Z R Auf 因此得到高音提升。 同理图（ 3)、图（ 4）可以得到高音衰减与低音衰减。 图 2. 四种不同的电路形式。 将四种电路形式组合起来，即可得到反馈型音调控制电路，如图3 所示 - - 图 3 反馈性音调控制电路 为了分析方便，先假设： 321 21 321 9 CCC RWW RRRR (1) 信号工作在

21、低频区 因为 3 C 很小， 43 R、C支路可以视为开路，反馈网络主要由上半边起作用。又因为A1 的开环增益很高， 放大器的输入阻抗又比较高， EE UU ( 虚地） ，因此 3 R 的影响可以忽略。 当电位器 W2滑向 A点时， 1 C被短路，等效电路图4 所示，它和图 2 中的（ 1）很相似， 可以得到低频提升。 图 4 低频提升等效电路 - - 该电路的分频特性分析： 22 22222 2 2 2 2 2 2 22 11 1 1 1 ) 1 /( Z CWj WCRWjR cj W cj W R cj WRZ R f 22 22 222 1 22 221 22222 1 1 1 )1(

22、 CWj WR CWR j R WR CWjR WCRWjR Z Z A f uf 令: 222 22 2 22 1 1 CWR WR CW L L 则： 2 1 2 2 1 22 1 2 1 22 )(1 )(1 1 1 L L uf L L uf R WR A j j R WR A 根据前面假设条件： L1 222 22 2 1 22 10 1 10 9 CWR WR R RR R WR L 当 2L 时，即信号接近中频时， 110 2 1 L L uf A - - 放大倍数的分贝表示方法 dB Auf 01lg20 lg20 dBA R WR A L L L 32lg20lg20 2 1

23、0 2 10 )(1 11 uf 2 1 2 1 22 uf 2时 当 BA R WR A L L L d1707.7lg20lg20 07.725 2 1 10 11 )(1 uf 2 2 1 1 22 uf 1时 当 BA R WR A L d2010lg20lg20 10 01 01 uf 1 22 uf 1时 当 综上所述，可以画出图5 所示的幅频特性。 在时，和 21LL fff（提升量为 3dB和 17dB时）曲线变化较大，称 1L f和 2L f为转折频率。在两 转折频率之间曲线斜率为 -6dB 倍 频程。若用折线（图中虚线所示）近似表示此曲线，则 1L f和 2L f为折线的拐

24、点。此时，低音 最大提 升量为 20dB。表示为： (20dB)10 1 22 R WR AVB 图 5 低频提升幅频特性 当电位器 W2滑向 B点时，等效电路图6 所示，它和图 2 中的（4）很相似，可以得到低 频衰减。 - - 图低音衰减等效电路 转折频率为： 2 121 21 2 1 21 1 2 2 1 LL LL f RWC WR f f WC f 最大衰减量： (-20dB) 10 1 21 2 WR R AVC （2）信号在高频区 : C1和 C2对高频可视为短路。此时C3和 R4支路起作用，等效电路图所示。为分析方便 将电路中的 Y型接法的 R1 、R2 、和 R3 ，变换成三

25、角形接法的 cba RRR , 图高频区音调控制电路 - - 其中： RR R R RR RR R R RR RRR C a 3 3R 3 1 32 32b 2 31 31 同理 因为前级输出电阻很小，输出信号 O U通过 C R反馈到输入端的信号被前级输出电阻所旁 路，所以 C R 的影响可以忽略，视为开路。 当 W1 滑动至 C点时，相当于图2 中的（ 2） ，可以得到高音提升。等效电路图如下 图高音提升等效电路 通过幅频特性分析，可以得到高频最大提升量为： 4 4 4 4 41 3 R3R R3R 3R / R RR RR R Z Z A a b f uT 当 W1 滑动至 D点时，相当

26、于图2 中的（ 2） ，可以得到高音衰减。等效电路图如下 - - 图高音衰减等效电路 高音最大衰减量： 4 44 1 3 / RR R R RR Z Z A a b f uTC 高频的转折频率 2, 1HH ff 2H2 43 2 43 1 f 2 1 )(2 1 H H a H f RC f RRC f 5.4.2 设计方法 （1） 确定转折频率： 因为已知电路的转折频率 1L f和 2H f。又知 LX f和 HX f处的提升与衰减量， 根据公式可求出： 11 2 2 4 6 2 42 6 2 HHHX LXLXLXL fff ffff 提升量 提升量 (2) 确定电路形式 由两个电位器，

27、一个运算放大器，四个电阻，三个电容，一个电解电容组成。 （3）确定 W1 ，W2 因为运放的输入阻抗大，所以W1和 W2应选择大一些，可选150K的线性电位器。 （4）计算电路中元器件参数 22 L1 1 f2 CW 由 确定电容 1 12 2 2 1 C fW C L - - 42 3 1a 1 2 4 1 1 2 2 2 2 1 )3(R 1 1 Rf C R f f R R R f f W R H H H a L L (5) 耦合电容 C的设计 因为低频时，音频电路的输入阻抗近似为R1 11 3 2 1 )103( Rf C L 5.5 前置放大电路的设计 5.5.1电路选择 根据总机指

28、标要求前置级输入阻抗应该比较高，输出阻抗应当低，以便不影响音调控制 网络正常工作。同时要求NF尽可能小。为此，本级选用场效应管共源放大器和场效应管源级 跟随器组成，如图0 所示 图前置级电路 - - 该电路输入阻抗高， 11 Rri, 并引入电流串联负反 馈，提高了电路的稳定性。适当选取R3 ，R4 ，可得到满意的增 益。第二级源级跟随器，可以得到较小的输出阻抗，同时其输 入阻抗高，对前级影响小。为了节省场效应管，第二级也可以 用晶体三极管射级跟随器，此电路亦可满足指标要求。 5.5.2 共源放大电路设计 (1) 选择静态工作点 为了降低 NF又保证足够的动态范围，要求管子的参数 图 场效应管

29、转移特性 不能太小，一般要求 : VmAg VU mAI m P DSS /5 .0 1 1 DSSD SDS GSDQS P GS DSSDQ UUU UU URRIU U U II )21 ( )( )1 ( 23 2 （2）求1, 2, 3, 4 RRRR 44 52 1 32 1 4 /RRRR RrR I U RR I UU R LL iL DQ S DQ DDD 第一级的电压放大倍数 3 4 1 1 1 Rg Rg R Rg g A m m L Sm m um - - 3 1 2 1 4 3 3 4 3 4 1um 3m 1g R I U R A R R R R Rg Rg A R

30、 DQ GS um m m 时，当 为了保证输入 500K, 选取MR1 1 (3) 计算 C1 ，C2 C1 ，C2主要影响低频响应，要求： 2L1 2 2 1L 1 f2 1 f2 1 )103( R Rg C R C m 5.5.3 共漏极放大电路的设计（源级跟随器） 为了得到较大的动态范围， 一般把静态工作点选在移动特性的中点。 Id（mA) DQ GS DQ GS S GSS P GS DSSDQ P GS I U I U R UU U U II U U 6 2 R )1( 2 即 V 源级跟随器传输特性为： S m S um R g R A 1 2 其中： mm S LS g R

31、g R R ARRR 1 / 1 /r r / 6o 5i2 2um, 16 输入阻抗 为传输系数 - - 5.5.4射极跟随器的设计 射级跟随器的特点是输入阻抗高、输出阻抗低，在电子线路中的应用极为广泛要减小 NF，并希望不产生非线性失真，工作电流ICQ应选小一些，（但又要保证有合适的动态范围） 一般取： ICQEI =(1.52)IOm Re=(12RL) UCCUom3 UCEQUom+(23)V 其中， Iom 为输出电流幅值， Uom 为输出电压幅值。 根据指标可知 Ui(输入电压 )，前级以求出电压放大倍数Aum1,本级输入电压幅值为： Ui2m=21um AUi 有因为射级跟随器

32、电压传输系数进似为1，本级输出电压： Uo2m= L mo R U2 根据上边给出经验公式确定射级静态工作点，取： ICQ=2Io2m UEQ=UCC-UCEQ R24=Re CQ EQ I U 取：IR=(510)IBQ (IBQ= CQ I ) 为提高本级输入阻抗， IR可选小一些，但是太小又影响偏置电路的稳定性。 R25= E BEBQ I UU 输出阻抗：ro=Re/ 1 be rsR 5.6 电路元件参数的选择与计算 5.6.1 OCL功率放大电路的参数计算 已知：最大不输出功率： Pom8W 负载阻抗（扬声器）：RL=8； 失真度（主要是非线性失真） 3% （1）确定电源电压 根据

33、公式Ucc= 1 Uom = 1 LomR P2（取=0.8） Ucc15.6V - - 则选定电源电压为16V。 （2） 大功率管 T1、T2:： BUCEO2UCC=32V ICMIC1max LR Ucc 2A PCMPC1max0.2Pom+UCCIO 取 IO = 20mA 时，PCM3.32W 按以上极限参数选择3DA30A （NPN 型） ， 并测得： 21=60 （3）选择 T3.T4，计算 R1、R2、R3、R4、R5： UCEO2UCC=32V ICM 1 max1 5 .1 c I 50mA PCM 1 max1 5.1 Pc 83mW 根据以上参数选 T3 为 9014

34、（NPN 型）、T4 为 9015（PNP 型） 测得 43 =60 根据R1=R2=(0.050.1)RL 选： R1、R2为 0.5电阻（电阻丝绕制，功率 1W） ri1=rbe1 +(1+1)R2 =40.5 R3=R4=5 ri1=202.5(取 R4、R3为 220) R5=R3/ ri1 =40(取 R5为 39) （4）计算推动级电路： 计算偏置电路： ICQ5=3IC3max/ 3 2.5mA 选取 T9 为 3DG6A,9=60 忽略 T9、T3 基极的分流作用， ICQ9 ICQ5 则流过 T9 基极偏置电阻的电流 IR85 9 9CQI =0.21mA R9 98 9 B

35、QR BE II U =1.23k（取 R9为 1.2k) R36/R8=2R9=2.4k(取 R36为 2.4 k电阻， R8为 6.2 k的电位器 ) 计算 R7、R8 - - 5 4 76 CQ BECC I UU RR =6.12K 要求： 1.9 kR7160取 R7 为 1 .2kR6 为 4.7 k 选择 T5 管 PCM5UCCICQ5=0.4W BUCEO2UCC=32V 选择 2SA1020 型管 PNP 型 自举电容： C1 7 2 5 RfL =7.96uF (取 C1为 33uF) （5）计算输入级电路 取差分管工作电流： IC6=IC7=1mA IC8=2IC7=2

36、mA 计算 R11、R12、R18 R11= D DDCC I UUU)( 21 =4.5k（取 4.7k） R12= 9 921 )( C BEDD I UUU =440(取 470) R18= 8 5 C BE I U =700（取 680） 选取 T6、T7、T8 管 要求差分管 T6、T7： PCM5PC6=5PC7=5UCCIC8=80mw BUCEO1.2UCC=19.2V 选择 3DG12C 型管，并使 6076 。反向电流小 T8 选同类型管。 （6） 计算反馈支路： 取：R15=R13=33 k R14= 1 13 uf A R =123.5（取 120） C2 14 2 5

37、 RfL =63.7uF(取 63uF) C6 15 2 10 RfL =2.4pF （7）计算补偿元件 取：R10=20 - - C5= 10 2 1 RfL =1.25uF C3=C4=100pF 5.6.2 音调控制电路的计算 已知： 低音： 100Hz 12dB 高音： 10kHz12dB （1）芯片的选择 放大单元选用集成运放LM358 。 （2）转折频率： fL2=fLx 6 2 提升量 =400Hz fH1=fHx 6 2/ 提升量 =2.5kHz （3）选择电位器 W1、W2: 选用线性电位器，并使W1=W 2=150 k。 （4）计算各元件参数 C14= 12 2 1 L f

38、W 0.02uF (取 C14=C15=0.22uF) R23= 1 1 2 2 L L f f W =21 k。(取 R23=R24=R25=20 k) R26= 1 1 2 H H f f Ra =8.5 k(Ra=3R25) (取 R26 8.2 k) C16=pF RfH 970 2 1 262 (取 C16为 1000pF) （5）计算耦合电容 在低频时音调控制电路输入电阻近似等于R25=20 k. C17（310） uF RfL 4 2 1 25 (C17为 10uF) 为了控制音量，输出端通过耦合电容C7接电位器 W3，经分压后再由C6送入 OCL 功率放大 器。W3的数值一般根

39、据放大单元负载能力来选择。选W3为 47K的电位器。 C7取 10uF （6）设计校验 - - 转折频率： fL1=Hz WC 48 2 1 215 fL2=Hz RWC WR 410 223215 223 fH1=kHz RRC 4 .2 )3(2 1 25 26 16 fH2=kHz RC 20 2 1 2616 提升量： AuB= 25 223 R WR =8.5 (18.6dB) Auc= 223 25 WR R =0.118 (-18.6dB) AUT= 26 2526 3 R RR =8.32 (18.4dB) AUC= 2526 26 3RR R =0.12 (-18.4dB)

40、5.6.3 前置级参数计算 已知：输入阻抗ri500k时，Vi100mV 频率响应： f=20Hz20kHz(3dB) （1）源级跟随器的计算 选 AR1 为 3DJ6 型晶体管，参数为： IDSS=5mA UP=-4V gmVmA/1 .1 UGS= 2 UP =-1.5V IDQ=IDSS(1- P GS U U ) 2 1.2mA US=-UGS=1.5V R34= DQ S I U =1.25k（取 R34为 1M） （2）场效应管共源放大电路的计算 选取 T11为晶体管 3DJ6, IDSS1mA=5mA UP1V=-4V gm0.5mA/V=1mA/V - - 取：UGS=-3V

41、US=3V IDQ= IDSS(1- P GS U U ) 2=0.31A RS=R30+R32=k I U DQ S 10 取：UDS=US=3V UD=UDS+US=6V R28=k I UU DQ DCC 3 .13（取 UCC为 10V R28为 15k） R32=R28/Aum1=1.5k(取 Aum1为 10) R30=RS-R28=8.5 k 因为 riR31,保证 ri500k,取 R31为 1M C20 31 2 1 )103( RfL =0.08uF (取 1uF) C18uF Rf Rg L m 9 2 1 32 32 （取 47uF） C19uF RfL 08.0 2

42、10 33 （取 10uF） （3）计算射随器电路（ T12 采用晶体三极管） 选三极管 3DG6A，测得VUCC10,50 11 VAVV AmVV umimo umi 4.12 )(10,100 12 1 前级益增 设后级输入电阻（本级负载）RL=20K - - )1 2 0(1 1 0 )1 5 0(1 2 5 04.010 004.0 )25(25 5 2.02 1 .007.0 293329 3333 2 3434 2 2 2 KRKR U UU R KRK I UU R mAII mA I I KRK I U R VU mAII mAmA R V I B BCC R BEEQ BQ

43、R CQ BQ CQ EQ EQ moCQ L mo mo 为取 为取 取 取 取： 取： 5.7 电路指标校核 电路采用两个场效应管时 21 31 5001 umumum i AAA KMRr 其中： Aum2 为源极限随器传输系数，其值为： K g Rr A RRR R g R A m um LS S m S um 1500 1 / 6 )/(6.0 1 340 34 1 2 采用三极管射随器时 KKR rR r K I r KRRRR R rR r AA beS E be S beS umum 1410/ 1 8.6 26 )1 (300 6.14/ / 1 10 34 2 2 0 22

44、 923328 34 2 2 0 1 其中： 两种电路形式均满足指标要求 - - 6 电路板的调试 6.1不通电检测 检查单路元件焊接是否正确、可靠，注意元件的位置、管子型号、管脚是否接对，电解 电容极性正确无误。 用万用表电阻档检测电源 Ucc 及-Ucc 到输出中点间的电阻值， 以及对地 的电阻值。其余各管在路简易测试Be、Bc、Be极间是否存在短路现象，无论何时都必须排除 短路故障和烧保险丝故障才能开机。为确保安全，可以选用断开基极的检测方法试之。 6.2通电测试 界限要对直观检查是否烧保险丝，线路板上的电容、晶体管是否炸裂，电阻是否烧焦。 通电检查时，可将电源开关打开，用手控制插头与插

45、座的接触，测输出中点电位，如接近0， 则接插头，然后手摸电路中各晶体管、电阻等是否有迅速发热的情况。若有，先要排除故障 再开机。正常情况下，中点电压为0 或稍偏正或负值，用交流档检测输出中点有电压摆动 6.3 静态测试 （1）为保护功率管，首先负载开路测试。接通电源，粗测各级管子静态工作情况，逐级 检查各管 UBE和 UCE。若发现 UBE=0（管子截止）或UBE0（管子饱和）均属不正常。检查 场效应管 UGS和 UDS是否符合设计值。首先排除故障，在逐级调整工作点。 输出级：输出重中点电位应为0V。若偏离 0V，调节 R15。注意在调整时， R15应由小到 大，使 VT5 始终工作在放大区，

46、防止R15过大烧毁 VT8。 前置级：调节 R30，使 VT11 管 VSI为设计数值。在调整R26 ，使 VS2= 2 PU 。 （2）输出端接假负载（ 8，8W 电阻） ，量测静态工作情况。要求输出端电压为0V， 电源在允许范围内变化，偏移电压不应超过100mV。若偏移过大，说明互补对称管参数相差 太大，或者差分对管不对称。 6.4 动态测试 （1）测试电路 需用仪器 : 信号发生器 XFD-6 型低频信号发生器； 电压及使真度测量仪SZ-1 型失真度测量仪； 波形监视 SR8 二踪波器； 万用表和交流毫伏表。 （2）调试输出功率管静态电流： 信号源频率f=1kHz，Ui=20mV，W3、

47、W2置于中点， W1 置于最大，由示波器观察输出 信号波形。调整电阻R10,使输出波形刚好不产生交越失真。量测输出管静态电流（不加输入 信号） IO2030mA 即为正常。 （3）量测输出最大功率： 按图 1-10 接线，W1、W2、W3位置同上，输入信号 f=1kHz,逐渐加大输出入信号电压Ui， 示波器显示的波形刚好不产生削波失真，失真度3%，此时输出电压值Uom 为最大输 出电压（有效值）。 - - 1-10 测试电路 根据Pom= L om R U 2 若 Pom 大于指标要求即可。 （4）测量输入灵敏度： 接线， W1、W2、W3、的位置同上。输入信号频率f=1kHz，在输入阻抗 r

48、i 500k时， 测得此时输入信号电压Ui 的数值。若 Ui100mV 即满足要求。 （5）测量频率响应： 接线同上。因为电路在单音频信号下工作，长时间输出最大功率容易烧毁功率管，为此， 可现在低电压下测试，一般使输出电压约为50%的额定值。测试时， W3、W2 置于中点， W1 不动，保持输入电压Ui 恒定，改变信号频率f 从 20kHz 至 20kHz，测出对应的输出电压 Uo。注意测试过程中波形不应失真，不能有振荡产生。 若以上测试均能正常工作，可加大Ui，是输出在额定值范围进行测试，步骤方法同上。 注意测试应迅速、准确。 （6）测试音调控制电路和整机的高低音控制特性。 整机高低音控制特

49、性的测试接线同上，输入电压Ui=50mV ，W1不动，改变信号频率f 从 20Hz20kHz,按下述 W2和 W3的位置测试： 高音提升和低音提升特性：W2、W3滑动端置于左端 A、C 点，测得对应的 Uo。 高音衰减和低音衰减特性：W2、 W3滑动端置于左端 B、D 点， 测得对应的 Uo。 音调控制电路的特性测试方法同上，只是输入信号Ui 从 C9加入，输出信号从C12 引出。 (7)失真度测量 接线同图 1-10。输入信号频率分别为100Hz、1kHz、5kHz 时，输出达到额定输出功率， 分别测出对应的失真度数值。 (8)测量噪声电压： 接线同上。 W2、W3置于中点， W1置于最大，使输入端短路（无输入信号），观察输出 噪声波形，测量其有效值电压UN，若 UN15mV 即满足要求。 6.