第一篇：音频功率放大器报告书12
河南机电高等专科学校
综合实训报告
系 部： 电子通信工程系 专 业： 应用电子技术 班 级： ￥￥￥ 学生姓名： ￥￥￥ 学 号： ￥￥￥￥
2010年 06月 10日
实训任务书
1．时间：2010年05月24日～2010年06月13日 2.实训单位：河南机电高等专科学校
3.实训目的：深入学习Protel软件，熟悉电子产品设计制作的全过程 4.实训任务：
①了解电路图绘制软件的相关常识及其特点； ②熟悉电路图绘制软件的使用方法； ③会用Protel99SE软件绘制电路原理图； ④会在Protel99SE软件环境中自定义库元件； ⑤掌握电路板布局布线规则的设置方法； ⑥会使用Protel99SE软件生成实用的电路板图； ⑦制作出电子产品，并学会调试、检修；
⑧作好实训笔记，对自己所发现的疑难问题及时请教解决；
⑨联系自己专业知识，体会本次实训的具体过程，总结自己的心得体会；
10参考相关的书籍、资料，认真完成实训报告。○
综合实训报告
前言：
综合实训——顾名思义也就是给我们一次把我们所学的知识综合运用起来深入学习Protel99SE软件，熟悉电子产品设计制作的全过程。由一块敷铜板到一块印制电路板的形成、由一个个分离元件到一个崭新的产品出炉。是需要花费很多的心血。由一个产品的质量可以看出你这个人的性格和其他方面的一些问题。例如在进行设计画电路原理图和布线，这个环节是考验一个人的耐心和细心，具有耐心的人在设计电路图上下很大的工夫，因此做出来的图纸比较完美。细节决定成败，因此细心对我们这次实训至关重要的。
这次实训为两大部分:第一部分是画电路图、制造PCB板。第二部分是在印制版上焊接安装电路。虽然做这两大部分只用了为数不多的十天时间依然让我学到了很多东西。我意识到无论做什么都要经过缜密的思考和设计。实训报告:
一、实训目的：制作音量可调，具有高音、低音提升电路，双声道输入、输出，整个系统采用双12V变压器供电的音频功率放大器。
二、实训过程：
这次实训绘制原理图和PCB板所用的软件是Protel 99SE，Prtol99SE是集电路原理图设计、印制电路板设计、信号完整性分析、电路仿真和可编程逻辑器设计于一体的一个制作软件，是电子工程技术人员必须掌握的一种先进工具。Protel 99SE是Protel公司于2000年推出的一款EDA软件，是Protel家族中性能较为稳定的一个版本。它不仅是以前版本的升级，更是一个全面、集成、全32位的基于Windows平台的电路设计系统。Protel 99SE的功能十分强大，在电子电路设计领域占有极其重要的地位。
1、利用Protel99SE画出原理图：
打开软件后，在文件夹的根目录下创建my design.ddb文件并命名为音频放大器，在把MiscellaneouDevices.lib和protelDOSschematiclibraries.lib这两个库给添加了进来。这两个库包含了这次原理图的所有元件。然后再按P-P键进行查找和放置元件，还使用E-D键来删除放错和画错的连线，用V-F来显示整个原理图，用page up和page down来放大和缩小，用P-W来画连线，使用这些会计键可加快原理图的制造速度。创建好原理图稳定，设置图样的属性，然后放好元件和布局，再连好线后，就开始设置每个元件的封装形式了，当然有些元件在放置时就可先设置好封装形式，比如电阻用AXIAL~、无级性电容用RAD～、级性电容用RB～等，还有很多元件是没有封装的这就得自己做了，这次一共做了7个元件的封装。然后再生成元件材料表（Bill of Material），最后将所有的文件保存。如下图：
（1）原理图的元件材料表：
（2）用导线把所有的元件连接起来，完整的原理图如下图所示：
2、由原理图画出PCB图（1）设置布线规则
新建PCB文件并打开，在keeplayer工作层画一10*12（cm）的边界框，然后在工具栏这中找到Design→rulers→Routing layer。因为我们用的是单层板，所以toplaver选not used，bottomlaver选Any。（2）把原理图导入PCB中
在原理图文件工具栏中选择Design→updatepcb→preview change检查没有 错误后选择execute，这样就把原理图导入到PCB文件中了（3）布局并自动布线
把所有元器件移动到边界框内，移动时要合理安排好元件在电路板上的位置，布局完成后，在工具栏中选择Auto Route→All→Route进行自动布线，自动布线完成后再对不满意的地方进行手动修改。最后修改完成后的PCB图如下图所示：
3、打印 转印
把修改好的PCB图通过油墨打印机打印出来，然后通过热转印机把打印好的PCB图转印到电路板上。
4、腐蚀电路板
把转印好的电路板放入到FeCl3溶液中进行腐蚀，腐蚀好后打孔。
5、焊接 安装 调试 1）根据PCB图把原件放置到电路板的相应位置，用电烙铁焊接；
2）电烙铁在电路板上所停留的时间应尽量短，以避免把元器件烫坏； 3）焊接时，尽量要少用焊锡，使焊锡扁平抱住管脚，一定要避免虚焊。
4）电路焊接完之后，就要进入调试环节。在调试前必须把电路板对照原理图进行检查，看是否有接错 短接 短开 或正负两极接反的情况。否则在接入电源的情况下就有可能把元器件烧坏的情况产生。心得体会: 为期三个星期的实训已经结束，通过这次的实训，我懂了如何理论联系实际，实践出真理。这几个星期，我制作的产品是音频放大器，做音频放大器不仅是简单的拼装，还包含了多种知识与技能的训练，如电路图识图能力、元件识别能力、电阻值的读取能力、安装焊接能力、万用表运用能力等等。给平日书本理论知识的我们以很好的实践机会，在自己动手的过程中逐渐掌握一些相关的知识，于无形之中，提升自己的动手能力，也给了我们在课堂上简单的理论中所学不到的东西。实训远比课堂上的对原器件更清晰深刻，让我们能一下记住很多比理论更实际的东西。在老师的耐心指导和同学的帮助下，我掌握了很多知识，在制造过程中，应该注意的事项有很多：（1）在画原理图的时候一定要有耐心细心把各个元件的封装正确的填入，一定要把各个元件通过导线连接上，否则导入PCB时会有没连接的元件（2）画PCB图时电源线应该不小于40mil；焊盘与焊盘之间的距离应该不小于10mil 的原则；在画图时导线应尽量出粗且要包含焊盘；应尽量把同一种元器件分布在一起，元器件之间焊盘的大小也要依据具体实物的大小而定，保持PCB图上元器件的横平竖直。把转印好的敷铜版放在溶水的三氯化铁化铁里时一定要注意时间，否则会腐蚀过度会把板腐蚀坏。（3）布好线以后，进行焊接，电烙铁在电路板上所停留的时间应尽量短，以避免把元器件损坏。经过这几天的实训时间，使我学到了许多关于电子产品的很多知识，尽管所做好的电子产品不是一次就完成的，也正是有于这一次又一次的检查和修改，才使我学到东西更多。这不仅使我在专业课上的知识增加了，也使我多懂得了一些哲理：成功并不是一次努力的结果，它是你经过一次有一次的失败，不断累积后所收获的东西。在检修电路的过程中，发现其实有些错误是可以避免的，都是由于自己的粗心大意所造成的，也使我累积了一些相应的经验。通过这次实训课，我的动手能力得到了大大的提升。特别是我们的辅导老师要求我们所做的这样一些项目的训练，对我们以后的就业具有无形巨大的帮助。
参考文献：
[1] 电子线路CAD，主编：殷庆纵 李福勤 2009年8月第一版
第二篇：模电课设报告 音频功率放大器
1.设计思路
此次课程设计要求我们做一款音频功率放大器，通过在网上查找资料，我们发现TDA203是一款性能十分优良的功率放大集成电路，其主要特点是上升速率高、瞬态互调失真小，在目前流行的数十种功率放大集成电路中，规定瞬态互调失真指标的仅有包括TDA2030在内的几种。
TDA2030集成电路的另一特点是输出功率大，而保护性能以较完善。根据掌握的资料，在各国生产的单片集成电路中，输出功率最大的不过20W，而TDA 2030的输出功率却能达18W，若使用两块电路组成BTL电路，输出功率可增至35W。另一方面，大功率集成块由于所用电源电压高、输出电流大，在使用中稍有不慎往往致使损坏。然而在TDA2030集成电路中，设计了较为完善的保护电路，一旦输出电流过大或管壳过热，集成块能自动地减流或截止，使自己得到保护（当然这保护是有条件的，我们决不能因为有保护功能而不适当地进行使用）。TDA2030集成电路的第三个特点是外围电路简单，使用方便。现有的各种功率集成电路中，它的管脚属于最少的一类，总共才5端，外型如同塑封大功率管，这就给使用带来不少方便。
TDA2030在电源电压±14V，负载电阻为4Ω时输出14瓦功率（失真度≤0.5％）、在电源电压±16V，负载电阻为4Ω时输出18瓦功率（失真度≤0.5％）。该电路由于价廉质优，使用方便，并正在越来越广泛地应用于各种款式收录机和高保真立体声设备中。该电路可供低频课程设计选用。
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2.电路选择
通过学习模电，我们对OCL、OTL和BTL功率放大电路有的一定的认识，经过比较，我们决定选择其一进行设计。下面是对三个功放电路的比较及介绍：
2.1 OCL电路简介：
OCL电路称为无输出电容功放电路，是在OTL电路的基础上发展起来的。主要特点：1采用双电源供电方式，输出端直流电位为零；由于没有输出电容，低频特性很好扬声器一端接地，一端直接与放大器输出端连接，因此须设置保护电路；
2具有恒压输出特性；允许选择4Ω、8Ω或16Ω负载； 3最大输出电压振幅为正负电源值，额定输出功率约为 /(2RL)2.2 OTL电路简介：
OTC称为无输出变压器功放电路。是一种输出级与扬声器之间采用电容耦合而无输出变压器的功放电路，它是高保真功率放大器的基本电路之一，但输出端的耦合电容对频响也有一定影响。
主要特点：1采用单电源供电方式，输出端直流电位为电源电压的一半；
2输出端与负载之间采用大容量电容耦合，扬声器一端接地； 3具有恒压输出特性，允许扬声器阻抗在4Ω、8Ω、16Ω之中选择。
2.3 BTL电路简介：
BTL称为平衡桥式功放电路。它由两组对称的 OTL或OCL电路组成，扬声器接在两组OTL或OCL电路输出端之间，即扬声器两端都不接地。
主要特点有：可采用单电源供电，两个输出端直流电位相等，无直流电流通过扬声器，与OTL、OCL电路相比，在相同电源电压、相同负载情况下，BTL电路输出电压可增大一倍，输出功率可增大四倍，这意味着在较低的电源电压时也可获得较大的输功率，但是，扬声器没有接地端，给检修工作带来不便。经过认真考虑，我们决定选择OTL电路图来进行制作。
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3.电路的分析
3.1 电路原理图
图3.1 TDA2030电路
3.2 工作原理分析
(1)电路放大部分
放大电路的输入信号：
...XidXXi，基本放大电路的增益（开环增益）：
fA=。XX..o，反馈系数FXfXo..，负反馈放大电路的增益（闭环增益）：
A.XX..o。
Fidi由上述公式联立得：
A，所以负反馈放大电路对信号的增益为
A1AF.。=
F。A.X..oVSFK。XA.。式子表明引入负反馈后，放大电路的闭环增益FA.为无反
Fs2
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A。1AF越大闭环增益下降的越多，所以馈时的开环增益A的1AF。。。11AF是衡量反馈程度的重要指标，负反馈放大电路所有性能的改善程度都与AF有关。图3.1所示电路中的R6(150 K)与R5(4.7K)电阻决定放大。。器闭环增益，R4电阻越小增益越大，但增益太大也容易导致信号失真。(2)音量调节部分
可调电阻R2通过调节电阻大小来调节音量大小。(3)电路保护部分
两个二极管IN4001接在电源与输出端之间，是防止扬声器感性负载反冲而影响音质。还可以防止电路短路时电流对放大器造成影响。电容C7滤掉了直流成分，保证了交流负反馈。C6(0.1uF)电容与R6(1)的电阻是对感性负载(喇叭)进行相位补偿来消除自激。(4)输出部分
大电容C6起到隔直通交的作用，滤除输出信号中的直流信号。
3.3 元件参数选择与计算
(1)根据闭环增益计算方法，选取R5和R6时应增大他们之间的比例，所以选R6为150 K，而R5太小会造成失真，所以选取4.7 K。
(2)输出部分的滤波电容应尽量选择大电容以使输出中的直流分量尽可能多的被滤除。这里选取2200Uf的电容。
(3)由于TDA2030的工作电压不超过22V，所以这里的二极管选取IN4001即可，其反向击穿电压为50V，符合电路要求。
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4.电路调试与运行
焊接：在焊接电路之前，先检查各个元件的好坏，并及时更换不合格的元件。再由孔距确定元件的安装方式，电阻器采用卧式安装，涤纶电容、电解电容采用立式安装，并都要求津贴电路板。插装TDA2030芯片时务必小心，脚全部插进去后再焊接，并注意与散热片的孔位吻合。各焊点加热时间及用锡量要适当。防止虚焊、假焊及短路。焊后要剪去多余的引脚并检查所有的焊点。确认无误后才可以通电测试。同时还要注意电源变压器初次级与开关及电路板的接线不得有误。芯片要用自攻螺丝与散热片相连。
测试：通电测试全部器件及插件焊接完后经过认真仔细检查后方可通电测试。组装：分别焊接完电路放大部分、音量调节部分、电路保护部分和输出部分后，进行各部分之间的连接。
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5.电源部分设计
5.1 电源设计图
5.2 电源设计图原理
(1)首先利用变压器将220V交流电压变为12V交流电压。(2)较低交流电压经过由四个二极管IN4001直流电压。(3)利用2200Uf的大电容进行滤波，随后可得到直流电压。(4)在负载R上可得到直流稳定电压。
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6.元件清单
集成运放：TDA2030 可调电阻：50 1 电阻： 1 1 4.7K 1 100K 3 150K 1 极性电容：1u 1 10u 22u 2200u 无极性电容：0.1u 二极管：IN4001
1 2 1 1 2 6
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7.电路制作过程中遇到的问题
1、第一次接通电路时，芯片发热因发热过高而烧毁，经检查电路无连接故障，所以可以认定是散热片过小的原因，更换散热片后接通电路则电路正常运行。
2、调节电位器发现音量增大或减小到一定程度时便不再增大或减小，这与电位器的阻值有关，使得调节至一定范围后效果不够显著。
3、开始焊接电路时使用了普通变阻器，结果发现由于其他原件的存在使得变阻器的调节十分麻烦，后来改用音频变阻器，使得调节变得简单。
4、在电路运行过程中，有时会听到声音忽大忽小，经检查是由于输入及输出端接触不良造成的，处理后让输入输出端稳定即可消除以上情况。
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8．心得体会
通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。在整个设计过程中，我们通过这个方案包括设计了一套电路原理和PCB连接图，和芯片上的选择。这个方案总使用了TDA2030 在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里想老着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去很多。我觉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。
平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。而且还可以记住很多东西。比如一些芯片的功能就，通过动手实践让我们对各个元件映象深刻。所以这个期末测试之后的课程设计对我们的作用是非常大的。制作PCB时，我发现只有细心才能做到完美，首先是线的布局上既要美观又要实用和走线简单，还有电路板的大小，兼顾到方方面面去考虑是很需要的，否则只是一纸空话。
同时我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。某个人的离群都可能导致导致整项工作的失败。课程设计中只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误，就有可能导致整个工作失败。团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证。而这次实习也正好锻炼我们这一点，这也是非常宝贵的。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。
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参考文献
[1] 胡宴如．模拟电子技术．北京：高等教育出版社，2000 [2] 胡宴如．高频电子线路．北京：高等教育出版社，1998 [3] 汪建宇．电类专业英语．北京：机械工业出版社，2005 [4] 杨志亮．Protel 99 SE原理图设计．西安：工业大学出版社，2002 [5] 方建中．高频电子实验.浙江：浙江大学出版社，2001 [6] 张庆双．电子元件的选用与检测.北京：机械工业出版社，2002
第三篇：高效音频功率放大器-模电课程设计
高效音频功率放大器
一、设计任务与要求
1、设计任务
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。
2、设计要求
（1）3 dB通频带为300～3400Hz，输出正弦信号无明显失真。（2）最大不失真输出功率≥1W。
（3）输入阻抗>10kΩ，电压放大倍数1～20连续可调。
（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。
（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％。
3、设计说明
（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。
图1 D类放大原理框图
（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。、（3）在整个测试过程中，要求输出波形无明显失真。
二、方案论证与比较
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。
1、高效率功率放大器
⑴ 高效率功放类型的选择
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。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。
图2 脉宽调制器电路
① 脉宽调制器(PWM)
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。
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。② 高速开关电路 a.输出方式
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。
图3 高速开关电路 方案二：选用H桥型输出方式(电路如图4所示)。此方式可充分利用电源电压，浮动输出载波的峰-峰值可达10V，有效地提高了输出功率，且能达到题目所有指标要求，故选用此输出电路形式。
图4 高速开关电路
b.开关管的选择。为提高功率放大器的效率和输出功率，开关管的选择非常重要，对它的要求是高速、低导通电阻、低损耗。
方案一：选用晶体三极管、IGBT管。晶体三极管需要较大的驱动电流，并存在储存时间，开关特性不够好，使整个功放的静态损耗及开关过程中的损耗较大；IGBT管的最大缺点是导通压降太大。
方案二：选用VMMOSFET管。VMOSFET管具有较小的驱动电流、低导通电阻及良好的开关特性，故选用高速VMOSFET管。③ 滤波器的选择
方案一：采用两个相同的二阶Butterworth低通滤波器。缺点是负载上的高频载波电压得不到充分衰减。
方案二：采用两个相同的四阶Butterworth低通滤波器，在保证20kHz频带的前提下使负载上的高频载波电压进一步得到衰减。
三、主要电路工作原理分析与计算
1、D类放大器的工作原理
一般的脉宽调制D类功放的原理方框图如图 5 所示。图 6 为工作波形示意，其中(a)为 输入信号；(b)为锯齿波与输入信号进行比较的波形；(c)为调制器输出的脉冲(调宽脉冲)；(d)为功率放大器放大后的调宽脉冲；(e)为低通滤波后的放大信号。
图5 D类放大器的工作原理
图6 D类放大器的工作波形示意图
2、D类功放各部分电路分析与计算(1)脉宽调制器
①三角波产生电路。该电路我们采用满幅运放TLC4502及高速精密电压比较器LM311来实现(电路如图7所示)。TLC4502不仅具有较宽的频带，而且可以在较低的电压下满幅输出，既保证能产生线性良好的三角波，而且可达到发挥部分对功放在低电压下正常工作的要求。载波频率的选定既要考虑抽样定理，又要考虑电路的实现，选择150 kHz的载波，使用四阶Bultterworth LC滤波器，输出端对载频的衰减大于60dB，能满足题目的要求，所以我们选用载波频率为150 kHz。
电路参数的计算：在5V单电源供电下，我们将运放5脚和比较器3脚的电位用R调整为2.5 V，8同时设定输出的对称三角波幅度为1 V(V＝2V)。若选定R为100 kΩ，并忽略比较器高电
p-p
10平时R上的压降，则R的求解过程如下：
119
取R9为39 kΩ。
图7 三角波产生电路
选定工作频率为f=150 kHz，并设定R+R=20kΩ，则电容C的计算过程如下:
763对电容的恒流充电或放电电流为
则电容两端最大电压值为
其中T为半周期，T=T/2=1/2。Vf的最大值为2V，则
1c取C=220 pF，R=10kΩ，R采用20 kΩ可调电位器。使振荡频率在150 kHz左右有较大47
6的调整范围。
图8 比较器电路
②比较器。选用LM311精密、高速比较器，电路如图8所示，因供电为5V单电源，为给V+=V-提供2.5V的静态电位，取R12=R15，R13=R14，4个电阻均取10 kΩ。由于三角波Vp-p=2V，所以要求音频信号的Vp-p不能大于2V，否则会使功放产生失真。
⑵ 前置放大器电路
如图9所示。设置前置放大器，可使整个功放的增益从1～20连续可调，而且也保证了比较器的比较精度。当功放输出的最大不失真功率为1W时，其8Ω上的电压V=8V，此时送
p-p给比较器音频信号的V值应为2V，则功放的最大增益约为4（实际上，功放的最大不失真p-p功率要略大于1W，其电压增益要略大于4）。因此必须对输入的音频信号进行前置放大，其增益应大于5。
前放仍采用宽频带、低漂移、满幅运放TLC4502，组成增益可调的同相宽带放大器。选择同相放大器的目的是容易实现输入电阻R≥10kΩ的要求。同时，采用满幅运放可在降低电源
i电压时仍能正常放大，取V=V/2=2.5V，要求输入电阻R大于10kΩ，故取R=R=51kΩ，+
cc
i
12则R=51/2=25.5kΩ，反馈电阻采用电位器R，取R=20kΩ，反相端电阻R取2.4kΩ，则前
i
43置放大器的最大增益Av为
图 9 前置放大器电路
调整R使其
4考虑到前置放大器的最大不失真输出电压的幅值V<2.5V，取V
om的音频最大幅度V<(V/A)=2/8=250mV。超过此幅度则输出会产生削波失真。
imom
v⑶ 驱动电路 如图10所示。器并联运用以获得较大的电流输出，送给由晶体三极管组成的互补对称式射极跟随器驱4.220 1 1 34 + = + = RR Av增益约为 8，则整个功放的电压增益从 0～32 可调。om=2.0V，则要求输入 将 PWM 信号整形变换成互补对称的输出驱动信号，用 CD40106 施密特 触发动的输出管，保证了快速驱动。驱动电路晶体三极管选用2SC8050和2SA8550对管。
⑷ H桥互补对称输出电路对VMOSFET的要求是导通电阻小，开关速度快，开启电小。因输出功率稍大于1W，属小功率输出，可选用功率相对较小、输入电容较小、容易快速驱动的对管，IRFD120和IRFD9120 VMOS对管的参数能够满足上述要求，故采用之。实际电路如图11所示。互补PWM开关驱动信号交替开启Q和Q或Q和Q，分别经两个4阶Butterworth
67滤波器滤波后推动喇叭工作。
图 10 驱动电路
图 11 H 桥互补对称输出及低通滤波电路
⑸ 低通滤波器
本电路采用4阶Butterworth低通滤波器（如图11)。对滤波器的要求是上限 频率≥20 kHz，在 通频带内特性基本平坦。采用了电子工作台(EWB)软件进行仿真，从而得到了一组较佳的参数：L1=22μH，L2＝47μH，C1=l.68μH，C2=1μH。19.95 kHz处下降2.464 dB，可保证20 kHz的上限频率，且通带内曲线基本平坦；100 kHz、150 kHz处分别下降48 dB、62 dB，完全达到要求。
四、系统测试及数据分析
1、测试使用的仪器
2、测试数据
（1）最大不失真输出功率测试数据如下表所示：
⑵ 通频带的测量测试数据如下表所示
由表看出通频带BW0.7≈fH≈20 kHz，满足发挥部分的指标要求。⑶ 效率的测量测试数据如下表所示：
⑷ 测量输出功率200mW时的最低电源电压测量结果：Vcc=4.12 V。
3、测量结果分析
①功放的效率和最大不失真输出功率与理论值还有一定差别，其原因有以下几个方面： a．功放部分电路存在的静态损耗，包括PWM调制器、音频前置放大电路、输出驱动电路及 桥输出电路。这些电路在静态时均具有一定的功率损耗，实测结果其 5V 电源的静态总电流约为30 mA，即静态功耗 P 损耗=5× =1 mW。那么这部分的损耗对总的效率影响很大，特别对小功率输出时影响更大，这是影响效率提高的一个很重要的方面。
b．功放输出电路的损耗，这部分的损耗对效率和最大不失真输出功率均有影响。此外，H桥的互补激励脉冲达不到理想同步，也会产生功率损耗。
五、进一步改进的措施
1、尽量设法减小静态功耗
①尽量减小运放和比较器的静态功耗。实测两个比较器(LM311)的静态电流约为 15 mA，这部分损耗就占了静态损耗的一半功率。这是由于在选择器件时几个方面不能完全兼顾所 致。若选择同时满足几方面要求的器件，这部分的功耗是完全可以大幅度降低的。②我们选用的 VMOSFET 管的导通电阻还不是很小，若能换成导通电阻更小的 VM0SFET 管，则整个功放的效率和最大不失真输出功率还可进一步提高。③低通滤波器电感的直流内阻需进一步减小。
六、结束语 对于本系统设计，有些指标还有待于进一步提高。例如，在功放效率、最 功率等方面还有较大的潜力可挖，这些都有待于我们
择来进一步完善。大不失真输出 通过对电路的改进和对元器件的最佳选
第四篇：高频谐振功率放大器仿真实训报告书
高频功率放大器仿真实训作业
班级 姓名 教师 时间
一、实验目的
1、Multisim常用菜单的使用；
2、熟悉仿真电路的绘制及各种测量仪器设备的连接方法；
3、学会利用仿真仪器测量高频功率放大器的电路参数、性能指标；
4、熟悉谐振功率放大器的三种工作状态及调整方法。
二、实验内容及步骤
1、利用Multisim软件绘制高频谐振功率放大器如附图1所示的实验电路。
附图1 高频谐振功率放大器实验电路
2、谐振功率放大器的调谐与负载特性调整
（1）调节信号发生器，使输入信号fi=465KHz、Uim=290mV，用示波器观察集电极和R1上的电压波形，调节负载回路中的可变电容C1，得到波形如下:
此时，功率放大器工作在状态。（2）维持输入信号的频率不变，逐步减小R2，使R1上的电压波形为最大的尖顶余弦脉冲，得到波形如下:
此时，功率放大器工作在 状态。
3、集电极调制特性
输入信号维持不变、V1、R2均维持不变，将VCC由小变大：
（1）将VCC设置为9V，按下仿真电源开关，双击示波器，即可得到波形如下:
（2）将VCC设置为12V，按下仿真电源开关，双击示波器，即可得到波形如下:
（3）将VCC设置为18V，按下仿真电源开关，双击示波器，即可得到波形如下:
总结:
4、基极调制特性
（1）输入信号维持不变、VCC、R2均维持不变，将V1由小变大：
1）将V1设置为350mV，按下仿真电源开关，双击示波器，即可得到如下波形:
2）将V1设置为400mV，按下仿真电源开关，双击示波器，即可得到如下波形:
3）将V1设置为415mV，按下仿真电源开关，双击示波器，即可得到如下波形:
总结:
（2）V1、VCC、R2均维持不变，将输入信号由小变大：
1）将输入信号设置为280mv，按下仿真电源开关，双击示波器，即可得到如下波形:
2）将输入信号设置为290mV，按下仿真电源开关，双击示波器，即可得到如下波形:
3）将输入信号设置为300mV，按下仿真电源开关，双击示波器，即可得到如下波形:
总结:
第五篇：毕业设计任务书--功率放大器
河北工业大学城市学院本科毕业设计（论文）任务书
毕业设计（论文）题目：功率放大器的设计与版图绘制
适用专业：电子科学与技术
学生信息： 学号：，姓名：，班级： 指导教师信息：姓名：，职称：教授 下达任务日期：2011年3月1日
内容要求：（阐明与毕业设计（论文）题目相关、需要通过毕业设计解决、或通过毕业论文研究的主要问题。后面应列出建议学生在毕业设计（论文）前期研读的重要参考资料（书目、论文、手册、标准等）
功率放大器经常使用在微波发射电路和低频输出电路中，射频功率放大器作为无线通信系统的重要模块，为发射级末端的天线或输出提供足够的功率，并抑制天线或其他模块干扰等。功率放大电路的功耗性能影响了整个电路系统的效率，设计高效率功率放大器并优化器件参数具有一定的使用价值。
本课题首先研究功率放大器的结构，设计放大器各个器件的参量，仿真放大器的工作特性，研究器件参量对功率放大器的影响，并根据设计电路结果绘制集成电路版图。
参考文献
1.谢佳奎．电子线路．北京：高等教育出版社，2004．
2.魏廷存，陈莹梅，胡正飞．模拟CMOS集成电路设计[M]．北京：清华大学出版社，2010（3）：35~45．
3.李志群，王志功著．射频集成电路与系统[M]．北京：科学出版社，2008．
4.戴心来．电路仿真软件PSPICE的应用，锦州师范学院学报(自然科学版)，2001(12)，22(4)：52-54．
5.王福林．PSPISE仿真软件在电路设计中的应用，声学与电子工程，2002，65：46~49． 6.池保勇，余志平，石秉学．CMOS射频集成电路分析与设计．北京：清华人学出版社，2006．
7.EI-Gamal，Lee K H，Tsang T K．Very low-voltage(0.8V)CMOS receiver frontend for 5GHz RF applications．Proceedings Circuits Devives and Systems，2002，149：355~362． 方法要求：（阐明与毕业设计（论文）问题解决和研究相关的实验、设计、调研方法和技术路线。）
设计调研方法就技术路线：
1)2)3)
要求基本的知识和实验条件：
1）模拟电子线路电路知识。
2）电路仿真设计软件好电路CAD技术。
3）计算机或工作站安装集成电路软件的环境，绘制集成电路版图知识。
过程要求：（提出毕业设计（论文）的周工作进度、工作质量、阶段成果要求。）第1，2周 查阅文献等准备工作，完成前期报告。
第3~6周 分析功率放大电路原理，电路整体设计，利用对功率放大器中电路部分仿真。第7周 完成中期检查。
第8~12周 优化放大器的器件参数，完成功率放大器集成电路版图。第13周完成初稿。第14周设计（论文）定稿。
第15周、第16周设计（论文）成果评审、成绩管理、论文修改和评优 分析功率放大电路原理，电路整体设计。
利用Tanner对功率放大器进行仿真，探索多个参数对器件性能的影响。利用L-Edit绘制功率放大器集成电路版图。
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