内容发布更新时间 : 2025/1/1 10:18:02星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

羂高效音频功率放大器

聿 一、设计任务与要求

1、设计任务

蒄设计并制作一个高效率音频功率放大器。功率放大器的电源电压为+5V（电路其他部分的电源电压不限），负载为8Ω电阻。

蚁2、设计要求

腿（1）3 dB通频带为300～3400Hz，输出正弦信号无明显失真。

肇（2）最大不失真输出功率≥1W。

膆（3）输入阻抗>10kΩ，电压放大倍数1～20连续可调。

蒀（4）低频噪声电压(20kHz以下)≤10mV，在电压放大倍数为10、输入端对地交流短路时测量。

腿（5）在输出功率500mW时测量的功率放大器效率(输出功率/放大器总功耗)≥50％。

蒈3、设计说明

薄（1）采用开关方式实现低频功率放大(即D类放大)是提高效率的主要途径之一，D类放大原理框图如下图所示。本设计中如果采用D类放大方式，不允许使用D类功率放大集成电路。

蒃图1 D类放大原理框图

艿（2）效率计算中的放大器总功耗是指功率放大器部分的总电流乘以供电电压(+5 v)，制作时要注意便于效率测试。、

薅（3）在整个测试过程中，要求输出波形无明显失真。

芆二、方案论证与比较

节根据设计任务的要求，对本系统的电路的设计方案分别进行论证与比较。

荿1、高效率功率放大器

蚆⑴ 高效率功放类型的选择

螃方案一：采用A类、B类、AB类功率放大器。这三类功放的效率均达不到题目的要求。

肀方案二：采用D类功率放大器。D类功率放大器是用音频信号的幅度去线性调制高频脉冲的宽度，功率输出管工作在高频开关状态，通过LC低通滤波器后输出音频信号。由于输出管工作在开关状态，故具有极高的效率。理论上为100％，实际电路也可达到80％～95％，所以我们决定采用D类功率放大器。

葿图2 脉宽调制器电路

莆① 脉宽调制器(PWM)

蒅方案一：可选用专用的脉宽调制集成块，但通常有电源电压的限制，不利于本题发挥部分的实现。

肃方案二：采用图2所示方式来实现。三角波产生器及比较器分别采用通用集成电路，各部分的功能清晰，实现灵活，便于调试。若合理的选择器件参数，可使其能在较低的电压下工作，故选用此方案。

蕿② 高速开关电路

螇a. 输出方式

羃方案一：选用推挽单端输出方式(电路如图3所示)。电路输出载波峰-峰值不可能超过5V电源电压，最大输出功率远达不到题目的基本要求。

袂图3 高速开关电路

羆