【正文】 功率放大器。符合上述條件的集成電路有：LM521LM521TDA151NE5532等。前置放大器在音頻系統(tǒng)中的作用至關(guān)重要。前置放大器[4]是指置于信源與放大器級之間的電路或電子設(shè)備，例如置于光盤播放機與高級音響系統(tǒng)功率放大器之間的音頻前置放大器。這些優(yōu)質(zhì)功放模塊體積小、性能優(yōu)越、保護(hù)功能齊全、外圍電路簡單、易制作易調(diào)試。然而低頻功率放大器已經(jīng)是一個技術(shù)相當(dāng)成熟的領(lǐng)域，幾十年來,人們?yōu)橹冻隽瞬恍傅呐Γ瑹o論從線路技術(shù)還是元器件方面，乃至思想認(rèn)識上都取得了長足的進(jìn)步。 前置放大器及功率放大器的發(fā)展現(xiàn)狀由于在很多情況下主機的額定輸出功率不能勝任帶動整個音響系統(tǒng)的任務(wù)，這時就要在主機和播放設(shè)備之間加裝功率放大器來補充所需的功率缺口，而功率放大器在整個音響系統(tǒng)中起到了“組織、協(xié)調(diào)”的樞紐作用，在某種程度上主宰著整個系統(tǒng)能否提供良好的音質(zhì)輸出。由于集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，集成電路功率放大器也大量涌現(xiàn)出來，目前市場上的集成功放產(chǎn)品價格已經(jīng)很低并且種類也很多 , 典型的有LM187TDA152TDA1514等。場效應(yīng)管是一種很有潛力的功率放大器件，它具有噪聲小、動態(tài)范圍大、負(fù)溫度特性等特點，音色和電子管相似，保護(hù)電路簡單?，F(xiàn)在大功率晶體管種類很多，優(yōu)質(zhì)功放電路也層出不窮，因此晶體管功率放大器是應(yīng)用最廣泛的形式。電子管電路的設(shè)計、安裝、調(diào)試都比較簡單，其缺點是輸出變壓器、電源變壓器的繞制工藝稍麻煩，耗電大、體積大、有一定的使用期限。功放按不同的分類方法可分為不同的類型，按所用的放大器件分類，可分為電子管式放大器、晶體管式功率放大器（包括場效應(yīng)管功率放大器）和集成電路功率放大器（包括厚膜集成功率放大器），目前以晶體管和集成電路式功率放大器為主，電子管功率放大器也占有一席之地。音頻功率放大器是一個技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟的領(lǐng)域，幾十年來，人們?yōu)橹冻隽瞬恍傅呐?，無論從線路技術(shù)還是元器件方面，乃至于思想認(rèn)識上都取得了長足的進(jìn)步。音響有無HiFi效果，并非幾項測試數(shù)據(jù)所能概括，聽音評價如美食家品嘗菜肴，各有各的口味，主觀聽音更是如此[1]。此外低頻功率放大器又是音響等電聲設(shè)備消耗電源能量的主要部分，因此設(shè)計出低價格、低噪聲、高保真、簡潔實用的前置放大器和低頻功率放大器是一個發(fā)展方向。前置放大器處于處理系統(tǒng)的最前端，用于放大信號、降低噪聲干擾、提高信號靈敏度，使系統(tǒng)獲得所需的處理數(shù)據(jù)。隨著生活水平的提高，人們越來越注重視覺，音質(zhì)的享受。關(guān)鍵詞： 前置放大器、功率放大器、低通濾波器、低噪聲、低頻ABSTRACTThis paper mainly describes the design of a preamplifier with low noise performanceand the power amplifier with a frequency range from 0 to 100Hz. And the power of the whole circuit should be 300W above.This paper introduces the basic principles and circuit designs of the super low frequency power amplifier and low noise preamplifier, etc. The entire circuit is posed of 4 parts, namely, power supply, preamplifier, lowpass filter, power power supply provides a stable DC power for preamplifier, lowpass filter and power amplifier. The preamplifier’s main task is to plete the smallsignal voltage amplification, and it also requires low noise. The lowpass filter’s main task is to realize the frequency selection. The power amplifier39。設(shè)計的電路結(jié)構(gòu)簡潔、實用，充分利用了集成功放的優(yōu)良性能。功率放大器的主要任務(wù)是實現(xiàn)電壓的放大，盡可能高效率地向負(fù)載提供足夠大的功率。前置放大器主要任務(wù)是完成小信號電壓放大，同時要求低噪音。整個電路主要由穩(wěn)壓電源、前置放大器、低通濾波器、功率放大器4 部分構(gòu)成。 摘要畢業(yè)論文低噪聲、超低頻功率放大器設(shè)計摘要本文主要描述了一個具有低噪聲性能的前置放大器和一個頻率范圍在0~100Hz的功率放大器的設(shè)計，并要求整個電路的放大功率達(dá)300W以上。本文介紹了音響中超低頻功率放大器及低噪聲前置放大器的基本原理、電路設(shè)計等內(nèi)容。穩(wěn)壓電源主要任務(wù)是為前置放大器、低通濾波器、功率放大器提供穩(wěn)定的直流電壓。低通濾波器主要任務(wù)是實現(xiàn)頻率的選擇。本設(shè)計采用集成電路NE553UA741及D200W實現(xiàn)設(shè)計要求，并用Multisim軟件仿真。實驗結(jié)果表明該前置放大器及功率放大器等組成的音響系統(tǒng)在帶寬、功率、噪聲等方面具有較好的指標(biāo)、較高的實用性，為音響的設(shè)計提供了廣闊的思路。s main task is to realize the voltage amplification and as efficiency as possible to provide a large power to the load. This design uses the integrated circuits NE5532, UA741 and D200W realize the design requirements, and simulation with Multisim software. The design of the circuit structure which takes full advantage of the excellent performance of the integrated amplifier is simple and practical.The experimental results show that the power amplifier and preamplifier have good index, higher practicability and provide a broad idea for power amplifier design in bandwidth, distortion degree and noise.Keywords: preamplifier, power amplifier, low pass filter, low noise, low frequency 目錄目錄1 緒論 1 音頻功率放大器簡介 1 前置放大器及功率放大器的發(fā)展現(xiàn)狀 3 本課題的研究內(nèi)容及總體設(shè)計方案 42 基礎(chǔ)知識介紹 5 放大器常見名詞 5 前置放大器及功率放大器的相關(guān)知識 6 前置放大器的噪聲 9 低通濾波器簡介 113 芯片及軟件介紹 14 UA741集成運放簡介 14 NE5532集成運放簡介 16 Protel 99 簡介 19 234 放大器設(shè)計 26 系統(tǒng)設(shè)計基本要求 26 系統(tǒng)設(shè)計總體方案及框圖 26 低噪聲前置放大器設(shè)計 28 低通濾波器設(shè)計 30 功率放大器設(shè)計 34 總體電路原理圖 405 測試結(jié)果 41 前置放大器測試結(jié)果 41 低通濾波器測試結(jié)果 44 噪聲測試結(jié)果 486 結(jié)論 50參考文獻(xiàn) 52致謝 54附錄 56附錄一 英文文獻(xiàn)及翻譯 56附錄二 總體電路原理圖 73 緒論　1 緒論功率放大器在家電、數(shù)碼產(chǎn)品中的應(yīng)用越來越廣泛，與我們?nèi)粘Ｉ畹穆?lián)系越來越密切。在大多數(shù)情況下，增強系統(tǒng)性能，如更好的聲音效果，是促使消費者購買產(chǎn)品的一個重要因素。低頻功率放大器作為音響等電子設(shè)備的后級即放大電路，它的主要作用是將前級的音頻信號進(jìn)行功率放大以推動負(fù)載工作，獲得良好的聲音效果。 音頻功率放大器簡介在現(xiàn)代音響普及中，人們因生活層次、文化習(xí)俗、音樂修養(yǎng)、欣賞口味的不同，令對相同電氣指標(biāo)的音響設(shè)備得出不同的評價。所以，為了使產(chǎn)品得到大多數(shù)人的認(rèn)可，在產(chǎn)品設(shè)計上兼顧低成本和大多數(shù)人的使用習(xí)慣和要求[1]。功率放大器[2]隨著科技的進(jìn)步是不斷發(fā)展的，從最初的電子管功率放大器到現(xiàn)在的集成功率放大器，功率放大器經(jīng)歷了幾個不同的發(fā)展階段：電子管功放、 晶體管功放 、集成功放。電子管功率放大器俗稱膽機，電子管功放的生產(chǎn)工藝相當(dāng)成熟，產(chǎn)品的穩(wěn)定性很高，而離散性極小，特別是它的工作機理決定了它的音色十分溫柔，富有人情味，因而成為重要的音響電路形式。因此在實際使用中有一定的局限性。%以下。場效應(yīng)管生產(chǎn)技術(shù)還在不斷發(fā)展，場效應(yīng)管放大器將有更為強大的生命力。這些優(yōu)質(zhì)功放模塊的工藝和指標(biāo)都達(dá)到了很高水平，其突出特點是體積小、性能優(yōu)越、保護(hù)功能齊全、外圍電路簡單、易制作易調(diào)試[3]等?，F(xiàn)今功率放大器不僅僅是消費產(chǎn)品(音響) 中不可缺少的設(shè)備,還廣泛應(yīng)用于控制系統(tǒng)和測量系統(tǒng)中。目前市場上的集成功放產(chǎn)品價格已經(jīng)很低并且種類也很多，典型的有LM187TDA152TDA1514等。最近，一種應(yīng)用砷化鉀MESFET制成的功率放大器MMIC，在移動電話和個人數(shù)據(jù)終端領(lǐng)域中應(yīng)用越來越廣泛，工作頻率達(dá)950MHz。前置放大器是專為接收來自信源的微弱電壓信號而設(shè)計的，已接收的信號先以較小的增益放大，有時甚至在傳送到功率放大器級之前便先行加以調(diào)節(jié)或修正，如音頻前置放大器可先將信號加以均衡及進(jìn)行音調(diào)控制。如今人們對前置放大器的要求越來越高，不僅要高保真、高增益、寬頻響，而且要快響應(yīng)，最好還要低噪聲。低噪聲放大器被廣泛應(yīng)用于視頻放大器中，是數(shù)字電視和超寬頻信號處理器必不可少的一部分[5]。本文給出一種簡單實用、制作成本低廉的低噪聲前置放大器和超低頻功率放大器的設(shè)計方案，并給出仿真測試結(jié)果。由分立元件組成放大器，如果進(jìn)行精心的設(shè)計，則在效率和失真方面更優(yōu)于集成的，價格方面便宜一點，但如果電路選擇和參數(shù)設(shè)置不恰當(dāng)時，元件性能就不能很好的表現(xiàn)出來,制作調(diào)試比較困難。所以，本次設(shè)計前置放大器采用集成電路實現(xiàn)，功率放大器采用模塊完成。前置放大器主要任務(wù)是完成小信號的電壓放大，同時要求低噪聲。功率放大器主要任務(wù)是在允許的失真限度內(nèi)，盡可能高效率地向負(fù)載提供足夠大的功率，最少達(dá)到300W以上。通過詳盡的資料查詢和嚴(yán)密的方案論證后，我們選擇通過集成運放NE553UA741及D200W模塊的配套使用來使本電路系統(tǒng)設(shè)計簡潔、實用并且達(dá)到大功率、低噪聲、高增益、高保真、高效率、寬頻帶、快響應(yīng)的指標(biāo)。二、阻尼系數(shù)阻尼系數(shù)是指放大器的額定負(fù)載(揚聲器)阻抗與功率放大器實際阻抗的比值。負(fù)反饋導(dǎo)致放大倍數(shù)減小的反饋稱為負(fù)反饋。正反饋使放大倍數(shù)增大的反饋稱為正反饋。四、動態(tài)范圍信號最強的部分與最微弱部分之間的電平差。五、響應(yīng)頻率響應(yīng)簡稱頻響，衡量一件器材對高、中、低各頻段信號均勻再現(xiàn)的能力。瞬態(tài)響應(yīng)器材對音樂中突發(fā)信號的跟隨能力。 六、信噪比(S/N)又稱為訊噪比，信號的有用成份與雜音的強弱對比，常常用分貝數(shù)表示。七、阻抗匹配一件器材的輸出阻抗和所連接的負(fù)載阻抗之間所應(yīng)滿足的某種關(guān)系，以免接上負(fù)載后對器材本身的工作狀態(tài)產(chǎn)生明顯的影響。 前置放大器及功率放大器的相關(guān)知識一、前置放大器前置放大器是指置于信源與放大器級之間的電路或電子設(shè)備， 用于放大信號、降低噪聲干擾、提高信號靈敏度, 使系統(tǒng)獲得所需的數(shù)據(jù)信息。低噪聲前置放大電路的影響因素[4]( 1 )電導(dǎo)體內(nèi)電流的電子能量不規(guī)則波動產(chǎn)生的具有寬帶特性的熱噪聲； ( 2 )由于晶體表面不斷產(chǎn)生或整合載流子而產(chǎn)生的閃爍噪聲；( 3 )由半導(dǎo)體內(nèi)具有粒子特性的電流載流子所產(chǎn)生肖特基噪聲。二、功率放大器[10] 功率放大器的任務(wù)是實現(xiàn)對信號的電壓和電流放大；功率放大器隨著科技的進(jìn)步是不斷發(fā)展的，從最初的電子管功率放大器到現(xiàn)在的集成功率放大器，功率放大器經(jīng)歷了幾個不同的發(fā)展階段：電子管功放 晶體管功放 集成功放。此頻段放大器具有廣泛的用途, 主要應(yīng)用有： ( 1 ) 軍事通信，用于國家軍事指揮系統(tǒng)，將指揮命令調(diào)制到載波信號上，用功率放大器放大到所需要的等級，再傳輸?shù)教炀€上發(fā)射出去；( 2 ) 導(dǎo)航，用于羅蘭C 等遠(yuǎn)程精確定位導(dǎo)航；( 3 ) 低頻時碼授時發(fā)送， 用于國家標(biāo)準(zhǔn)時間的發(fā)布， 將標(biāo)準(zhǔn)原子鐘產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)時間信息，如： 年、月、日、時、分、秒、毫秒、微秒等經(jīng)編碼、調(diào)制到載波信號上，再用功率放大器放大到一定功率，傳輸送到天線上發(fā)射出去；( 4 )高頻加熱，用于各種工業(yè)加熱，如鋼管、鉛管的高頻焊接，將載波放大到