基于multisim的音頻功率放大器設(shè)計(jì)與仿真(編輯修改稿)
2025-07-21 03:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 表作，TDA729TDA729 TDA7296是意法SGS公司的代表作。 音頻放大器設(shè)計(jì)背景 音頻放大器的目的是在產(chǎn)生聲音的輸出元件上重建輸入的音頻信號(hào)，信號(hào)音量和功率級(jí)都要理想——如實(shí)、有效且失真低。音頻范圍為約20Hz～ 20kHz，因此放大器在此范圍內(nèi)必須有良好的頻率響應(yīng)(驅(qū)動(dòng)頻帶受限的揚(yáng)聲器時(shí)要小一些，如低音喇叭或高音喇叭)。根據(jù)應(yīng)用的不同，功率大小差異很大，從耳機(jī)的毫瓦級(jí)到TV或PC音頻的數(shù)瓦，再到“迷你”家庭立體聲和汽車音響的幾十瓦，直到功率更大的家用和商用音響系統(tǒng)的數(shù)百瓦以上，大到能滿足整個(gè)電影院或禮堂的聲音要求。 音頻放大器設(shè)計(jì)意義在傳統(tǒng)晶體管放大器中，輸出級(jí)包含提供瞬時(shí)連續(xù)輸出電流的晶體管，實(shí)現(xiàn)音頻系統(tǒng)放大器許多可能的類型包括A類放大器，AB類放大器和B類放大器。與D類放大器設(shè)計(jì)相比較，即使是最有效的線性輸出級(jí)，它們的輸出級(jí)功耗也很大。這種差別使得D類放大器在許多應(yīng)用中具有顯著優(yōu)勢(shì)，因?yàn)榈凸漠a(chǎn)生熱量較少，節(jié)省印制電路板面積和成本，并且能夠延長便攜式系統(tǒng)的電池壽命。另外，D類功率放大器工作于開關(guān)狀態(tài)，理論效率可達(dá)100%，實(shí)際的運(yùn)用中也可達(dá)80以上，功率器件的耗散功率小，產(chǎn)生熱量少，可以大大減小散熱器的尺寸，連續(xù)輸出功率很容易達(dá)到數(shù)百瓦，功率MOS有自我保護(hù)電路，可以大大簡(jiǎn)化保護(hù)電路，而且不引入非線性失真。2任務(wù)與條件可選元件：集成功放，電容、電阻、電位器若干；或自選元器件。直流電源177。12V，或自選電源。可用儀器：示波器，萬用表，毫伏表等: （1） 設(shè)計(jì)任務(wù) 根據(jù)技術(shù)指標(biāo)和已知條件，選擇合適的功放電路，如：OCL、OTL或BTL電路。完成對(duì)音頻功率放大器的設(shè)計(jì)、裝配與調(diào)試。（2）設(shè)計(jì)要求1 輸出功率10W/8Ω；頻率響應(yīng)20~20KHz；效率60﹪；失真小。2 選擇電路方案，完成對(duì)確定方案電路的設(shè)計(jì)。3 利用Multisim仿真設(shè)計(jì)電路原理圖，確定電路元件參數(shù)、掌握電路工作原理并仿真實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。4 安裝調(diào)試并按規(guī)范要求格式完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告書。 音頻功率放大器的作用是將聲音源輸入的信號(hào)進(jìn)行放大，然后輸出驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲
器。聲音源的種類有很多種，故輸出信號(hào)的電壓差別很大，從零點(diǎn)幾毫伏到幾百
毫伏。一般動(dòng)率放大器的輸入靈敏度是一定的，這些不同的聲音源信號(hào)如果直接
輸入到功率放大器的話，對(duì)于輸入信號(hào)過低的，功率放大器功率輸出不足，不能
充分發(fā)揮功放的作用；加入輸入信號(hào)的幅值過大，功率放大器的輸出信號(hào)將嚴(yán)重
過載失真。這樣就失去了音頻放大的意義了，所以一個(gè)實(shí)用音頻功率放大系統(tǒng)必
須設(shè)置前置放大器，以便使放大器適應(yīng)不同的輸入信號(hào)，或放大，或衰減，或進(jìn)
行阻抗變換，使其與功率放大器的輸入靈敏度相匹配。最后音頻放大器由前置放
大器和音調(diào)控制電路和功率放大器三部分組成。如圖所示 3選擇器件與參數(shù)運(yùn)算 NE5532是高性能低噪聲運(yùn)放，與很多標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)放（如1458）相似，它具有較
好的噪聲性能，優(yōu)良的輸出驅(qū)動(dòng)能力及相當(dāng)高的小信號(hào)與電源帶寬。 （1）小信號(hào)帶寬：10MHz；
（2）輸出驅(qū)動(dòng)能力：600，10V；
（3）輸入噪聲電壓：5nV/√HZ（典型值）；
（4）DC 電壓增益：50000；
（5）AC 電壓增益：10KHz 時(shí)2200；
（6）電源帶寬：140KHz；
（7）轉(zhuǎn)換速率：9V/μS；
（8）大電源電壓范圍：177。3～177。20V。 極限參數(shù)：
電源電壓：Vs …………………… 177。22V
輸入電壓：VIN …………………… 177。V 電源V
差分輸入電壓：VDIFF …………………… 177。5V
工作溫度范圍：TA ………………
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