音频功率放大器实验报告 .pdfVIP

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一、实验目的

1）了解音频功率放大器的电路组成，多级放大器级联的特点与性能；

2）学会通过综合运用所学知识，设计符合要求的电路，分析并解决设计过

程中遇到的问题，掌握设计的基本过程与分析方法；

3）学会使用Multisim、Pspice等软件对电路进行仿真测试，学会Altium

Designer使用进行PCB制版，最后焊接做成实物，学会对实际功放的测试调试

方法，达到理想的效果。

4）培养设计开发过程中分析处理问题的能力、团队合作的能力。

二、实验要求

1）设计要求

设计并制作一个音频功率放大电路（电路形式不限），负载为扬声器，阻抗

8Ω。要求直流稳压电源供电，多级电压、功率放大，所设计的电路满足以下基

本指标：

（1）频带宽度50Hz～20kHz，输出波形基本不失真；

（2）电路输出功率大于8W；

（3）输入阻抗：≥10kΩ；

（4）放大倍数：≥40dB；

（5）具有音调控制功能：低音100Hz处有±12dB的调节范围，高音10kHz

处有±12dB的调节范围；

（6）所设计的电路具有一定的抗干扰能力；

（7）具有合适频响宽度、保真度要好、动态特性好。

发挥部分：

（1）增加电路输出短路保护功能；

（2）尽量提高放大器效率；

（3）尽量降低放大器电源电压；

（4）采用交流220V，50Hz电源供电。

2）实物要求

正确理解有关要求，完成系统设计，具体要求如下：

（1）画出电路原理图；

（2）确定元器件及元件参数；

（3）进行电路模拟仿真；

（4）SCH文件生成与打印输出；

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（5）PCB文件生成与打印输出；

（6）PCB版图制作与焊接；

（7）电路调试及参数测量。

三、实验内容与原理

音频功率放大器是一种应用广泛、实用性强的电子音响设备，它主要应用于

对弱音频信号的放大以及音频信号的传输增强和处理。按其构成可分为前置放大

级、音调控制级和功率放大级三部分，如图1所示。

v

vi前置放大级音调控制放大级功率放大级o

图1音频功率放大器的组成框图

1）前置放大级

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。另外在各种声音源中，

除了信号的幅度差别外，它们的频率特性有的也不同，如电唱机输出信号和磁带

放音的输出信号频率特性曲线呈上翘形，即低音被衰减，高音被提升。对于这样

的输入信号，在进行功率放大器之前，需要进行频率补偿，使其频率特性曲线恢

复到接近平坦的状态，即加入频率均衡网络放大器。

对于话筒和线路输入信号，一般只需将输入信号进行放大和衰减，不需要进

行频率均衡。前置放大器的主要功能一是使话筒的输出阻抗与前置放大器的输入

阻抗相匹配；二是使前置放大器的输出电压幅度与功率放大器的输入灵敏度相匹

配。由于话筒输出信号非常微弱，一般只有100μV~几毫伏，所以前置放大器输

入级的噪声对整个放大器的信噪比影响很大。前置放大器的输入级首先采用低噪

声电路，对于由晶体管组成的分立元件组成的前置放大器，首先要选择低噪声的

晶体管，另外还要设置合适的静态工作点。由于场效应管的噪声系数一般比晶