电子系统设计实验
题目：低频功率放大器 院系：信息工程学院
专业：电子信息科学与技术 姓名：李 攀 学号：030941017 指导老师： 谭建军
二〇一一年十一月
设计要求：
1. 设计低频功率放大器，要求贷款20Hz—20kHz，输出功率大于0.5W，效率大于65%，无明显失真； 2. 用EWB仿真；
3. 搭建电路系统，测试主要参数
设计概述；
该低频功率放大器主要用于对音频信号（20Hz—20KHz）进行放大，具有较强的放大能力。整个电路主要由阻抗匹配电路、前置放大电路、功率放大电路组成。设计的电路结构简洁、实用，充分利用到了集成功放的优良性能。仿真实验结果表明该低频功率放大器在带宽、失真度、效率等方面具有较好的指标。
1.总体方案设计
1.1 总体方案论证
系统原理方框图如图1所示。根据题目任务, 设计有三个电路：
信号输入阻抗匹配前置放大功率放大输出 图1
整个电路主要由阻抗匹配电路、前置弱信号放大电路、功率放大电路组成。阻抗匹配电路，即电压跟随器，完成输入信号与放大电路之间的阻抗匹配；前置放大电路主要是对输入信号进行电压放大；功率放大电路完成对电压、电流的放大，为负载提供能量，增加带负载的能力。设计的电路结构简洁、实用，充分利用到了集成功放的优良性能。仿真实验结果表明该低频功率放大器在带宽、失真度、效率等
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方面具有较好的指标。对8HZ—131KHZ的弱信号都具有放大能力，通过调整，可严格控制在20Hz—20kHz
1.1.1阻抗匹配电路
阻抗匹配电路，即阻抗变换。在本电路中，由于输入阻抗可能很小，故采用电压跟随器来作阻抗变换。由于考虑到带宽、噪声等的影响，采用前置放大电路中的运放作为放大器。
1.1.2前置放大电路
:前置放大电路必须由低噪声、高保真、高增益、快响应、宽带音响集成放大器构成。符合上述条件的集成电路有：LM5213、TDA1514、NE553等。
本系统设计选用NE5532，因为同众多的运放相比, NE5532是一种双运放高性能低噪声运算放大器, 具有高精度、低噪音、高阻抗、高速、宽频带等优良性能。提高输出驱动能力和相当高的小信号和电源带宽这种运放的高速转换性能可大大改善电路的瞬态性能, 较宽的带宽能保证信号在低、中、高频段均能不失真输出, 使电路的整体指标大大提高。
1.1.3功率放大电路
方案一： 功率放大输出级采用分立元件构成的OCL电路，驱动级采用集成芯片，整个功放级采用大环电压负反馈。这种方案的优点是：由于反馈深度容易控制，故放大倍数容易控制。且失真度可以做到很小，使音质很纯净。但外围元器件较多，调试要困难一些。
方案二：采用专用的功放集成芯片。TDA2030集成芯片，外围
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电路简单，且输出功率较大。该集成电路内部设有过载过热及感性负载反应。
根据题目设计要求，可供选择的功率放大器可由分立元件组成，也可由集成电路完成。由分立元件组成的功放，如果电路选择得好，参数恰当，元件性能优越，且制作和调试得好，则性能很可能高过较好的集成功放。许多优质功放均是分立功放。。
故本系统设计选用方案二。该方案的优点是：技术成熟，外围元器件少，保护功能较完善，调试简单，便于扩展功率 .
2.单元模块设计
2.1 阻抗匹配电路
跟随电路具有输入电阻大，输出电阻小的特点，可以做多级放大
器的中间级，即缓冲级。 说得通俗一点，就是做阻抗变换，使前后级之间实现阻抗匹配。所以两级放大电路前加了跟随电路实现阻抗匹配。
图2 阻抗匹配电路
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