立體聲功率放大器設(shè)計

1、畢業(yè)論文（設(shè)計）立體聲功率放大器設(shè)計 院 系：傳媒技術(shù)學院專 業(yè)：電子信息工程班 級：B1001班姓 名：肖 奇 峰學 號：10405010141指導教師：梁 楚 樵2014年5月4日 26立體聲功率放大器設(shè)計The Design of Stereo Power Amplifier摘 要 隨著社會的發(fā)展，人們的追求，現(xiàn)代人對聽覺的水平要求越來越高，所以對音響的音質(zhì)真實性要求越來越多，并對音頻信號進行適當加工修飾，使聲音音質(zhì)真實優(yōu)美動聽。因此，我們這次的主要研究對象是立體聲功率放大器，功率放大器是在音響系統(tǒng)中把微弱的音頻信號放大到足以驅(qū)動喇叭單元工作，重放出人耳能聽到的聲音的設(shè)備。本次設(shè)計主要是

2、采用功放芯片LM1875芯片設(shè)計的功率放大器，他在應用場合能提供非常低的失真度和高質(zhì)量的音色，還具有高增益、快轉(zhuǎn)換速率、寬功率帶寬、大輸出電壓擺幅、大電流能力和非常寬的電源范圍等特性。功放部分的外圍結(jié)構(gòu)比較簡單，整個功放分為前級放大、音調(diào)控制、中級放大和后級放大。電源部分為對偶式整流電路，分別輸出兩個不同的電壓給功放供電。本次設(shè)計的功放可用于家庭音響，立體聲唱機等。 關(guān)鍵字：立體聲 集成功放 功率放大器 Abstract With the development of society, people's pursuit, the modern requirements for hear

3、ing level is getting higher and higher, so the sound quality requirements more and more authenticity, so the sound quality requirements more and more authenticity. And appropriate modification of audio signal, to make the sound quality real and beautiful. Therefore, the main research object is stere

4、o power amplifier; the power amplifier is the equipment that audio signal amplification to drive the loudspeaker unit work in sound system, reproducing the human ear can hear the sound. The design of power amplifier focused on using the power amplifier chip LM1875 to design, it was able to provide a

5、pplication with very low distortion and high-quality sound, but also has a high gain, fast conversion rate, wide bandwidth, large output voltage swing, large current capability and a very wide power rang of power and other characteristics. Peripheral structure of power amplifier is relatively simple

6、; the power amplifier is divided into a front amplifier, tone control, intermediate amplification and after amplification. The power part is the dual power rectifier circuit, respectively two different output voltages to the power amplifier power supply. The design of the power amplifier can be used

7、 for home audio, stereo record player etc.Keywords: Stereo Integrated power amplifier Amplifier 目 錄摘 要IAbstractII緒 論11 音響技術(shù)的發(fā)展21.1 音響21.2 音響發(fā)展歷史21.3 家庭組合音響的種類32 功率放大器與集成運放42.1 功率放大器42.2 集成運放83 方案設(shè)計93.1 整體電路設(shè)計框圖93.2 設(shè)計指標93.3 方案選擇94 集成功放LM1875與NE5532簡介114.1 集成功放LM1875114.2 集成功放NE5532135 電路設(shè)計與工作原理155.1

8、 電路設(shè)計155.2 電路工作原理176 功放制作與測試186.1 功放制作186.2 測試及分析19參考文獻21致 謝22附錄123附錄224緒 論音頻功率放大器是一個技術(shù)已經(jīng)相當成熟的領(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，乃至于思想認識上都取得了長足的進步。回顧一下功率放大器的發(fā)展歷程，對我們廣大音響愛好者來說也許是一件饒有趣味的事情。早期的放大器幾乎全用鍺管來制作，但由于鍺管工藝上的一些原因，使得放大器中所用的晶體管，尤其是功放管性能指標不易做得很高，例如，共發(fā)射極截止頻率的典型值為4kHz，大電流管的耐壓值一般在30V一40V左右。這樣，放大器的頻率響

9、應也就很狹窄，其3dB截止頻率通常在10kHz左右，大大影響了音樂中高頻信號的重現(xiàn)。再加上功放管的耐壓、電流和功耗三個指標相互制約，制作較大功率的 OTL或OCL放大器不易尋到三個指標都滿足要求的管于，所以不得不采用變壓器耦合輸出。變壓器的相移又使電路中加深度負反饋變得很困難，諧波失真得不到充分的抑制，因此這一時期的晶體管放大器音質(zhì)是很差的1。隨著半導體工藝的逐漸成熟，大電流、高耐壓的晶體管品種日益增加，越來越多的功率放大器采用了無輸出變壓器的OCL電路或OTL電路。最初的大功率 PNP管是鍺管，而NPN管是硅管，兩者的特性差別非常顯著，電路的對稱性很差，人們更多采用的是準互補電路，通過小功率

10、硅管與一只大功率的NPN硅管的復合，得到一只極性與PNP管類似的大功率管，降低了電路因?qū)ΨQ性差而招至的失真。到了六十年代末，大功率的PNP硅管商品化的時候，互補對稱電路才得到廣泛的應用。元器件的進步使晶體管功率放大器的技術(shù)指標產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，在主觀音質(zhì)評價方面，也改變了過去人們對晶體管功放的看法，無論是在廳堂擴音、電臺節(jié)目制作還是家庭重放，晶體管功放都被大量地采用，首次在數(shù)量上以壓倒性的優(yōu)勢超過了電子管功放?，F(xiàn)在的科技發(fā)展迅速，新的技術(shù)飛躍往往是新材料、新理論、新方法的出現(xiàn)之后產(chǎn)生的，音頻放大器同樣也不會例外。在科技日新月異的時代，我們有理由期待更完美的功率放大器的出現(xiàn)2,3。 1 音響技術(shù)的

11、發(fā)展1.1 音響音響是指除了人的語言、音樂之外的其他聲響，包括自然環(huán)境的聲響、動物的聲音、機器工具的音響、人的動作發(fā)出的各種聲音等。音響大概包括功放、周遍設(shè)備（包括壓限器、效果器、均衡器、VCD、DVD等）、揚聲器（音箱、喇叭）調(diào)音臺、麥克風、顯示設(shè)備等等加起來一套。其中，音箱就是聲音輸出設(shè)備、喇叭、低音炮等等。一個音箱里包括高、低、中三種揚聲器，三種但不一定就三個4。1.2 音響發(fā)展歷史音響技術(shù)的發(fā)展歷史可以分為電子管、晶體管、集成電路、場效應管四個階段。1906年美國人德福雷斯特發(fā)明了真空三極管，開創(chuàng)了人類電聲技術(shù)的先河。1927年貝爾實驗室發(fā)明了負反饋技術(shù)，使音響技術(shù)的發(fā)展進入了一個嶄新

12、的時代，比較有代表性的如威廉遜放大器，較成功地運用了負反饋技術(shù)，使放大器的失真度大大降低。上世紀50年代，電子管放大器的發(fā)展達到了一個高潮時期，各種電子管放大器層出不窮。由于電子管放大器音色甜美、圓潤，至今仍為發(fā)燒友所偏愛。上世紀60年代晶體管的出現(xiàn)，使廣大音響愛好者進入了一個更為廣闊的音響天地。晶體管放大器具有細膩動人的音色、較低的失真、較寬的頻響及動態(tài)范圍等特點。上世紀60年代初，美國首先推出音響技術(shù)中的新成員集成電路，到了70年代初，集成電路以其質(zhì)優(yōu)價廉、體積小、功能多等特點，逐步被音響界所認識。發(fā)展至今，厚膜音響集成電路、運算放大集成電路被廣泛用于音響電路。上世紀70年代中期，日本生產(chǎn)

13、出第一只場效應功率管。由于場效應功率管同時具有電子管純厚、甜美的音色以及動態(tài)范圍達90dB、THD0.01（100kHz時）的特點，很快在音響界流行。現(xiàn)今的許多放大器中都采用了場效應管作為末級輸出5。1.3 家庭組合音響的種類通常所講的組合音響有臺式組合音響和落地式組合音響兩大類。由于要求組合音響有比較高的聲音質(zhì)量，所以它的兩只音箱一般體積都較大。按主機的結(jié)構(gòu)（層數(shù)）劃分，音響有一體的和分層的兩類。在一體的組合音響中，它的各部分電路（包括電唱機）都在一個外殼之中，這種結(jié)構(gòu)一般用于低檔的組合音響中。在分層的組合音響中，根據(jù)機器的檔次不同所分的層數(shù)也不一樣。分層較多的組合音響中有：電唱機一層、CD

14、唱機一層、調(diào)諧器一層、雙卡錄放音座一層、音調(diào)控制器一層、主功率放大器一層。在分層較少的組合音響中，電唱機、CD唱機各分一層，其他為一層。微型化、數(shù)字化、專業(yè)化、影視化是家庭音響必然的發(fā)展趨勢4,5。2 功率放大器與集成運放2.1 功率放大器2.1.1 功率放大器的定義利用三極管的電流控制作用或場效應管的電壓控制作用將電源的功率轉(zhuǎn)換為按照輸入信號變化的電流。因為聲音是不同振幅和不同頻率的波，即交流信號電流，三極管的集電極電流永遠是基極電流的倍，是三極管的交流放大倍數(shù)，應用這一點，若將小信號注入基極，則集電極流過的電流會等于基極電流的倍，然后將這個信號用隔直電容隔離出來，就得到了電流(或電壓)是原

15、先的倍的大信號，這現(xiàn)象成為三極管的放大作用。經(jīng)過不斷的電流及電壓放大，就完成了功率放大。功率放大器，簡稱“功放”。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，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。2.1.2 功率放大器的特點及要求 （1） 輸出功率P0盡可能的大 （2） 效率要高 （3） 非線性失真THD要小 （4） 功率管得散熱要好 2.1.3 功率放大器的種類 （1） A類放大器 A類放大器的主要特點是：放大器的工作點Q設(shè)定在負載線的中點附

16、近，晶體管在輸入信號的整個周期內(nèi)均導通。放大器可單管工作，也可以推挽工作。由于放大器工作在特性曲線的線性范圍內(nèi)，所以瞬態(tài)失真和交替失真較小。電路簡單，調(diào)試方便。但效率較低，晶體管功耗大，功率的理論最大值僅有25%，且有較大的非線性失真。由于效率比較低 現(xiàn)在設(shè)計基本上不在再使用。 （2） B類放大器 B類放大器的主要特點是：放大器的靜態(tài)點在(Vcc，0)處，當沒有信號輸入時，輸出端幾乎不消耗功率。在Vi的正半周期內(nèi)，Q1導通Q2截止，輸出端正半周正弦波；同理，當Vi為負半波正弦波，所以必須用兩管推挽工作。其特點是效率較高(78%)，但是因放大器有一段工作在非線性區(qū)域內(nèi)，故其缺點是“交越失真”較大

17、。即當信號在-0.6V 0.6V之間時，Q1和Q2都無法導通而引起的。所以這類放大器也逐漸被設(shè)計師摒棄。 （3） AB類放大器 AB類放大器的主要特點是：晶體管的導通時間稍大于半周期，必須用兩管推挽工作。可以避免交越失真。交替失真較大，可以抵消偶次諧波失真。有效率較高，晶體管功耗較小的特點。 （4） D類放大器 D類(數(shù)字音頻功率)放大器是一種將輸入模擬音頻信號或PCM數(shù)字信息變換成PWM(脈沖寬度調(diào)制)或PDM(脈沖密度調(diào)制)的脈沖信號，然后用PWM或PDM的脈沖信號去控制大功率開關(guān)器件通/斷音頻功率放大器，也稱為開關(guān)放大器。具有效率高的突出優(yōu)點。數(shù)字音頻功率放大器也能看成是一個一比特的功率

18、數(shù)模變換器，放大器由輸入信號處理電路、開關(guān)信號形成電路、大功率開關(guān)電路(半橋式和全橋式)和低通濾波器(LC)等四部分組成。D類放大或數(shù)字式放大器是利用極高頻率的轉(zhuǎn)換開關(guān)電路來放大音頻信號的。具有很高的效率，通常能夠達到85%以上。體積小，可以比模擬的放大電路節(jié)省很大的空間。A類、B類和AB類放大器是模擬放大器，D類放大器是數(shù)字放大器。B類和AB類推挽放大器比A類放大器效率高、失真較小，功放晶體管功耗較小，散熱好，但B類放大器在晶體管導通與截止狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過程中會因其開關(guān)特性不佳或因電路參數(shù)選擇不當而產(chǎn)生交替失真。而D類放大器具有效率高、低失真、頻率響應曲線好，外圍元器件少的優(yōu)點。AB類放大器和D

19、類放大器是目前音頻功率放大器的基本電路形式。（5） T類放大器 T類功率放大器的功率輸出電路和脈寬調(diào)制與D類功率放大器相同，功率晶體管也是工作在開關(guān)狀態(tài)，效率和D類功率放大器相當。但它和普通D類功率放大器不同的是：第一，它不是使用脈沖調(diào)寬的方法，Tippah公司發(fā)明了一種稱作數(shù)碼功率放大器處理器“Digital Power Processing（DPP）”的數(shù)字功率技術(shù)，它是T類功率放大器的核心。它把通信技術(shù)中處理小信號的適應算法及預測算法用到這里。輸入的音頻信號和進入揚聲器的電流經(jīng)過DPP數(shù)字處理后，用于控制功率晶體管的導通關(guān)閉。從而使音質(zhì)達到高保真線性放大。第二，它的功率晶體管的切換頻率不

20、是固定的，無用分量的功率譜并不是集中在載頻兩側(cè)狹窄的頻帶內(nèi)，而是散布在很寬的頻帶上。使聲音的細節(jié)在整個頻帶上都清晰可“聞”。此外，T類功率放大器的動態(tài)范圍更寬，頻率響應平坦。DDP的出現(xiàn)，把數(shù)字時代的功率放大器推到一個新的高度。在高保真方面，線性度與傳統(tǒng)AB類功放相比有過之而無不及6。2.1.4 功率放大器兩大電路省去輸出變壓器的功率放大電路通常稱為OTL電路。OTL電路為單端推挽式無輸出變壓器功率放大電路。通常采用電源供電，從兩組串聯(lián)的輸出中點通過電容耦合輸出信號。圖2-1 互補對稱OTL功率放大電路圖OTL電路是一種沒有輸出變壓器的功率放大電路。過去大功率的功率放大器多采用變壓器耦合方式，

21、以解決阻抗變換問題，使電路得到最佳負載值。但是，這種電路有體積大、笨重、頻率特性不好等缺點，目前已較少使用。OTL電路不再用輸出變壓器，而采用輸出電容與負載連接的互補對稱功率放大電路，使電路輕便、適于電路的集成化，只要輸出電容的容量足夠大，電路的頻率特性也能保證，是目前常見的一種功率放大電路，如圖2-1。它的特點是：采用互補對稱電路(NPN、PNP參數(shù)一致，互補對稱，均為射隨組態(tài)，串聯(lián)，中間兩管子的射極作為輸出)，有輸出電容，單電源供電，電路輕便可靠?！皟山M串聯(lián)的輸出中點”可理解為采用互補對稱電路(NPN、PNP參數(shù)一致，互補對稱，均為射隨組態(tài)，串聯(lián)，中間兩管子的射極作為輸出)。 優(yōu)點：效率高

22、，可以使用單電源供電，是電池供電的首選電路 缺點：會出現(xiàn)交越失真，需要通過體積較大的電解電容作為輸出耦合省去輸出端大電容的功率放大電路通常稱為OCL電路。OCL電路稱為無輸出電容直接耦合的功放電路，如圖2-2。圖中V1為NPN型晶體管，V2為PNP型晶體管，當輸入正弦信號Ui為正半周時，V1的發(fā)射結(jié)為正向偏置，V2的發(fā)射結(jié)為反向偏置，于是V1管導通，V2管截止。此時的ic1ie1流過負載RL。當輸入信號Ui為負半周時，V1管為反向偏置，V2為正向偏置，V1管截止，V2管導通，此時有電流ic2通過負載RL。由此可見，V1、V2在輸入信號的作用下交替導通，使負載上得到隨輸入信號變化的電流。此外電路

23、連成射極輸出器的形式，因而放大器的輸入電阻高，而輸出電阻很低，解決了負載電阻和放大電路輸出電阻之間的配合問題3。優(yōu)點：電路省掉大容量，頻率特性好，改善了低頻響應，有利于實現(xiàn)集成化缺點：三極管發(fā)射極直接連到負載電阻上，若靜態(tài)工作點失調(diào)或電路內(nèi)元器件損壞，將造成一個較大的電流長時間流過負載，造成電路損壞，需要雙電源供電，對電源的要求稍高。圖2-2 OCL功率放大電路圖2.2 集成運放2.2.1 集成運放的介紹集成運放實際上是一種高增益、高輸入電阻和低輸出電阻的多級直接耦合放大器。它之所以被稱為運算放大器，是因為該器件最初主要用于模擬計算機中實現(xiàn)數(shù)值運算的緣故。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，集成運放的性能

24、越來越好。目前集成運放的發(fā)展方向是更低的漂移、噪聲和功耗，更高的速度、增益和輸入電壓，以及更大的輸出功率7。2.2.2 組成部分它主要由輸入級、中間級和輸出級組成。輸入級主要由差動放大器構(gòu)成，以減小運放的零漂和滿足其它方面的性能，它的兩個輸入端分別構(gòu)成整個電路的同相輸入端和反相輸入端。中間級的主要作用是獲得高的電壓增益，一般由一級或多級放大器構(gòu)成。輸出級一般是電壓跟隨器（電壓緩沖放大器）或互補電壓跟隨器組成，以降低輸出電阻，提高運放的帶負載能力。偏置電路則是為各級提供合適的工作點和能源的，此外為獲得電路性能的優(yōu)化，集成運放內(nèi)部還增加了一些輔助的環(huán)節(jié)，如電平移動電路、過載保護電路、頻率補償電路等

25、。其內(nèi)部組成框圖如下:圖2-3 集成運放組成框圖2.2.3 集成運放的基本性能特點集成運放均采用了直接耦合放大電路：所謂直接耦合，是指電路的前級輸出端和后級的輸入端之間直接連接的一種耦合方式。集成運放具有良好的低頻頻率特性，可以緩慢變化甚至接近于零頻的信號。集成運放具有良好的抑制零漂的性能：集成運放利用差動放大器的良好的對稱性，并且在內(nèi)部引入了直流負反饋，因此具有良好的抑制零漂的性能。集成運放實際上是一種高增益的電壓放大器，其電壓增益可達100dB。另外其輸出阻抗阻抗很高，BJT型運放可達幾百千兆歐以上，MOS型運放則更高；而輸出電阻較小，一般在幾十歐左右，并有一定的輸出電流驅(qū)動能力，最大可達

26、幾十到幾百毫安8,9。3 方案設(shè)計3.1 整體電路設(shè)計框圖圖3-1 整體電路設(shè)計框圖整體的功放電路分為四個部分：前級放大，音調(diào)控制，中級放大和后級放大。電源部分分別為整個電路中的放大電路供電。3.2 設(shè)計指標（1） 采用集成功放器件設(shè)計音響功率放大器。（2） 具有送話器，線路兩路輸入，具有音響電路要求的音調(diào)電路，功放電路可由TDA2030等IC組成。（3） 具體要求參數(shù)P0 =40W以上（THD<3%）RL =8 fBW=50HZ-20KHZ。（4） 輸入阻抗R>20K，音調(diào)控制 1KHZ：0dB，125HZ和8KHZ處±12dB，Au>=20dB(選做)。3.3

27、方案選擇（1） OTL(Output transformer less)電路，稱為無輸出變壓器功放電路。是一種輸出級與揚聲器之間采用電容耦合而無輸出變壓器的功放電路，它是高保真功率放大器的基本電路之一，但輸出端的耦合電容對頻響也有一定影響。OTL電路的主要特點有：采用單電源供電方式，輸出端直流電位為電源電壓的一半；輸出端與負載之間采用大容量電容耦合，揚聲器一端接地；具有恒壓輸出特性，允許揚聲器阻抗在4、8、16之中選擇，最大輸出電壓的振幅為電源電壓的一半，即1/2 Vcc，額定輸出功率約為 /(8RL)。（2） OCL(Output condensert less)電路，稱為無輸出電容功放電路

28、，是在OTL電路的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。OCL電路的主要特點有：采用雙電源供電方式，輸出端直流電位為零；由于沒有輸出電容，低頻特性很好；揚聲器一端接地，一端直接與放大器輸出端連接，因此須設(shè)置保護電路；具有恒壓輸出特性；允許選擇4、8或16的負載；最大輸出電壓振幅為正負電源值，額定輸出功率約為/(2RL)。需要指出，若正負電源值取OTL電路單電源值的一半，則兩種電路的額定輸出功率相同，都是 /(8RL)。（3） BTL（Balanced transformer less）電路，稱為平衡橋式功放電路。它由兩組對稱的OTL或OCL電路組成，揚聲器接在兩組OTL或OCL電路輸出端之間，即揚聲器兩端都不接地

29、。BTL電路的主要特點有：可采用單電源供電，兩個輸出端直流電位相等，無直流電流通過揚聲器，與OTL、OCL電路相比，在相同電源電壓、相同負載情況下，BTL電路輸出電壓可增大一倍，輸出功率可增大四倍，這意味著在較低的電源電壓時也可獲得較大的輸出功率，但是，揚聲器沒有接地端，給檢修工作帶來不便3。在網(wǎng)上查閱相關(guān)功放芯片的資料，發(fā)現(xiàn)集成功放LM1875和NE5532在許多音響電路中都有應用，相比其它同類芯片它們的性價比比較高，而且功率能滿足設(shè)計指標。所以根據(jù)設(shè)計要求以及制作成本的考慮最終方案確定如下：本次設(shè)計選用集成功放NE5532作為前級放大和中級放大的芯片，集成功放LM1975作為后級功放部分的

30、芯片，均選用OCL電路，電源部分采用對耦式整流電路。4 集成功放LM1875與NE5532簡介4.1 集成功放LM18754.1.1 集成功放LM1875實物圖圖4-1 LM1875實物圖4.1.2 集成功放LM1875的參數(shù)簡介集成功放LM1875采用TO-220封裝結(jié)構(gòu)，形如一只中功率管，體積小巧，外圍電路簡單，且輸出功率較大。該集成電路內(nèi)部設(shè)有過載過熱及感性負載反向電勢安全工作保護。 （1） 集成功放LM1875主要參數(shù)：電壓范圍： 1660V 靜態(tài)電流： 50mA輸出功率： 25W諧波失真： 0.02%，（當f=1kHz，RL =8，P0=20W時）額定增益： 26dB，（當f=1kH

31、z時）工作電壓： ±25V轉(zhuǎn)換速率： 18V/S （2） 集成功放 LM1875極限參數(shù)： 電源電壓(Vs) 60 V 輸入電壓(Vin) -VEE-Vcc V 工作結(jié)溫(Tj) +150 存儲結(jié)溫(Tstg) -65-+150 4.1.3 集成功放LM1875的電路特點集成功放LM1875功率較TDA2030及TDA2009都為大，電壓范圍為1660V。不失真功率為20W（THD=0.08%），THD=1%時，功率可達40W（人耳對THD<10%以下的失真沒什么明顯的感覺），保護功能完善。其接法同TDA2030相似，也有單雙電源兩種接法。集成功放LM1875是美國國家半導體器

32、件公司生產(chǎn)的音頻功放電路，采用V型5 腳單列直插式塑料封裝結(jié)構(gòu)。該集成電路在±25V電源電壓RL=4可獲得20W的輸出功率，在±30V電源8負載獲得30W的功率，內(nèi)置有多種保護電路。廣泛應用于汽車立體聲收錄音機、中功率音響設(shè)備，具有體積小、輸出功率大、失真小等特點。電路特點：1.單列5腳直插塑料封裝，僅5只引腳。2.開環(huán)增益可達90dB。3.極低的失真，1kHz，20W時失真僅為0.015%。4.AC和DC短路保護電路。5.超溫保護電路。6.峰值電流高達4A7.極寬的工作電壓范圍（16-60V）。8.內(nèi)置輸出保護二極管。 9.外接元件非常少，TO-220封裝。10.輸出功率

33、大，Po=20W(RL =4)。4.2 集成功放NE55324.2.1 集成功放NE5532實物和引腳圖圖4-2 集成功放NE5532實物和引腳圖4.2.2 集成功放NE5532介紹集成功放NE5532是高性能低噪聲雙運算放大器（雙運放）集成電路。與很多標準運放相似，但它具有更好的噪聲性能，優(yōu)良的輸出驅(qū)動能力及相當高的小信號帶寬，電源電壓范圍大等特點。因此很適合應用在高品質(zhì)和專業(yè)音響設(shè)備、儀器、控制電路及電話通道放大器。用作音頻放大時音色溫暖，保真度高，在上世紀九十年代初的音響界被發(fā)燒友們譽為“運放之皇”，至今仍是很多音響發(fā)燒友手中必備的運放之一。4.2.3 主要特性表4-1 集成功放NE55

34、32特性參數(shù)參數(shù)數(shù)值通道數(shù)2推薦電源電壓 (V)±5-15增益帶寬(MHz)10功率帶寬(KHz)140轉(zhuǎn)換速率(V/us)9輸入失調(diào)電壓(mV)5 (Max)輸入噪聲電壓(nV/Hz)5共模抑制比(dB)70 (Min)靜態(tài)電流(mA)85 電路設(shè)計與工作原理5.1 電路設(shè)計5.1.1 前級放大圖5-1 前級放大電路圖功放的前級放大用的IC為NE5532，R3和R5構(gòu)成反饋電路，C7隔直通交，C9為濾波電容。5.1.2 音調(diào)部分圖5-2 音調(diào)控制電路圖圖5-2為左聲道的音調(diào)部分， SW-1為高音調(diào)節(jié)，SW2-1為低音調(diào)節(jié)，SW3-1為總的音量調(diào)節(jié)，C23為耦合電容。5.1.3 中級

35、放大圖5-3 中級放大電路圖中級放大使用IC為NE5532，R17和R19組成反饋電路，C27和R19并聯(lián)防止高頻振蕩，C25為濾波電容。5.1.4 后級功放圖5-4 后級功放電路圖后級放大電路使用的IC為LM1875。C31為耦合電容，R21和C33構(gòu)成選頻網(wǎng)絡，R23和R25構(gòu)成反饋電路，C35為濾波電容，C37和R27構(gòu)成RC相移網(wǎng)絡，吸收高頻尖峰，避免高頻自激，起穩(wěn)定作用。5.1.5 電源電路圖5-5 電源電路原理圖電源電路為對耦式電路，220V交流電經(jīng)過變壓器降壓到25V之后經(jīng)過整流橋轉(zhuǎn)換為25V(有效值為18V）直流電，經(jīng)過后面兩個大電容和兩個小電容濾波后得到平緩的±18

36、V直流電給LM1875供電，之后的R1和R2為限流電阻，D5與D6為15V的穩(wěn)壓二極管，C5和C6濾波之后此時得到±15V（有效值為10V）的電壓給NE5532供電。5.2 電路工作原理整體的功放電路見附錄1，上面的部分為左聲道，下面的部分為右聲道，輸入的音頻信號首先經(jīng)過前級放大，之后進入音調(diào)電路，然后經(jīng)過耦合電容之后進行中級放大，經(jīng)過中級放大的信號再次通過后級放大的耦合電容，然后經(jīng)過RC選頻網(wǎng)絡選頻后進行后級放大，經(jīng)過后級放大的音頻信號進入揚聲器。電源部分分別輸出±15V（有效值為±10V）和有±25V（效值為±18V）的電壓給NE5532和

37、LM1875供電以推動整個功放發(fā)聲。6 功放制作與測試6.1 功放制作本次功放制作實際制作的是后級功放部分以及電源部分，首先按原件清單購買所需原件和電路板，然后在實驗室進行焊接安裝。完成安裝后的功放實物圖如圖6-1。圖6-1 后級功放實物圖表6-1 功放制作原件清單電解電容4700u2個220u2個22u2個瓷片電容1042個1u4個100p2個電阻33K2個22K2個1K2個6802個續(xù)上表電阻22個整流橋KBL4101個集成芯片LM18752個穩(wěn)壓二極管15V2個變壓器25V*21個6.2 測試及分析測試條件：電源電壓為25V（有效值為18V），RL =8。測試采用的是定制變量法，分別對兩

38、個聲道進行幅度定值和頻率定值，觀察輸出信號。測試結(jié)果如下：表6-2 左聲道定幅值輸入信號輸出信號頻率(HZ)幅度(V)輸出幅度(V)周期(ms)200.13.248500.13.3205000.13.421K0.13.515K0.13.50.210K0.13.50.120K0.13.50.0530K0.13.50.032表6-3 左聲道定頻率輸入信號輸出信號頻率(HZ)幅度(V)輸出幅度(V)周期(ms)10.13.5110.27110.310.8110.413110.517.5110.621110.7241表6-4 右聲道定幅值輸入信號輸出信號頻率(HZ)幅度(V)輸出幅度(V)周期(ms)200.1348500.13.2205000.13.521K0.13.515K0.13.50.210K0.13.50.120K0.13.50.05030K0.13.50.036表6-5 右聲