低频功率放大器设计

《低频功率放大器设计》一、系统方案 1．设计要求设计并制作具有弱信号放大能力的低频功率放大器。其原理示意图如下： 1．基本要求 （1）在放大通道的正弦信号输入电压幅度为（5～700）mV，等效负载电阻RL为 8Ω 下，放大通道应满足： ① 额定输出功率 POR≥20W； ② 带宽 BW≥（50～10000）Hz； ③ 在 POR下和 BW 内的非线性失真系数≤3%； ④ 在 POR下的效率≥55%； ⑤ 在前置放大级输入端沟通短接到地时，RL=8Ω 上的沟通声功率≤10mW。（2）自行设计并制作满足本设计任务要求的稳压电源。2．发挥部分 （1）放大器的时间响应 ① 方波产生：由外供正弦信号源经变换电路产生正、负极性的对称方波：频率为 1000Hz、上升时间≤ 1μs、峰-峰值电压为 200mVpp。 用上述方波激励放大通道时，在 RL=8Ω 下，放大通道应满足： ② 额定输出功率 POR≥10W；带宽 BW≥（50～10000）Hz； ③ 在 POR下输出波形上升时间和下降时间≤12μs； ④ 在 POR下输出波形顶部斜降≤2%； ⑤ 在 POR下输出波形过冲量≤5%。（2）放大通道性能指标的提高和有用功能的扩展（例如提高效率、减小非线性失真等）。2、主要电路的设计与计算1. 功率放大级电路设计当功率放大器以的满功率不失真输出时,输出电压的幅度为为留有充分的余地,取.由此可以计算功率放大器的总电压增益,即用分贝表示, 功率放大级电路可直接选用集成功率放大器,也可以选用分离元件来组成,但是由于集成功率放大级的调节往往达不到目的,故选用由分离元件晶体管组成的功率放大电路,电路图如下所示：其中、组成差分放大器，假如电路的参数完全对称则电路具有很高的共模抑制比，可以克服由温度变化引起的静态工作点的漂移。晶体管组成电压放大器，为末级功率放大电路提供驱动电压。晶体管、、、组成末级功率放大电路，输出端为互补对称的 OCL 电路。这 3 级之间采纳直流耦合，并引入直流负反馈，电压增益为反馈电阻决定，即。反馈支路并联电容可以减小高频自激。（1） 末级功率放大电路 本设计的技术要求：在额定功率下，输出的正弦波信号的非线性失真系数3%，效率55%，所以末级功率放大电路工作在甲乙类比较好。因为工作在甲类状态，虽然非线性失真系数小，但效率较低，一般小于 50%；假如工作在乙类状态，虽然效率高较高，但输出波形，容易产生交越失真，达不到非线性失真系数3%的要求。上图中二级管、、和电位器是用来调整电路的工作状态的。静态时，调...