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1、真诚为您提供优质参考资料，若有不当之处，请指正。摘要在模拟电子线路中，电信号经过放大之后，往往要去推动执行机构完成人们所预期的功能，例如推动喇叭发声，推动继电器实现控制等。执行机构要正常工作都需要从电路中获取较大的电能。因此，放大电路的末级均由功率放大器组成。功放(功率放大器)的原理就是利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。 因为声音是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的倍，是三极管的交流放大倍数，应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得
2、到了电流(或电压)是原先的倍的大信号，这现象成为三极管的放大作用。经过不断的电流及电压放大，就完成了功率放大。 而场效应管则是用栅极电压来控制源极与漏极的电流，其控制作用用跨导表示，即栅极变化一毫伏，源极电流变化一安，就称跨导为1，功率放大器就是利用这些作用来实现小信号控制大信号，从而使多级放大器实现了大功率的输出，并非真的将功率放大了！关键字：OTL，放大倍数，差分目录摘要1目录2一 设计要求31.基本要求32.扩展要求3二 整体设计方案41.系统设计框图42.OTL硬件电路总图4三 各单元电路简介51.前置放大电路5（1）前置电路的作用5（2）前级放大电路的构成52.响度控制器63.音量控
3、制电路74.音调控制器75.音调补偿电路86.音调均衡电路97.差分放大电路9（1）差分放大电路的组成9(2)差分放大电路的输入和输出方式9(3)差模信号和共模信号10(4)差分放大电路的静态计算10(5) 差分放大电路的差模工作状态11(6) 共模状态动态计算13(7)恒流源差分放大电路148.OTL后级功率放大电路15（1）OTL后级功率放大器基本电路特点15（2）本机OTL电路介绍169.电源电路17四 整机调试171 空载调试182 带假负载调试183 接实际负载调试19五 结束语20六 参考文献21一 设计要求1.基本要求本课题所设计的OTL功率放大器额定输出功率为30W，用作扩音机
4、电路中的功率输出级。设计指标:（1）额定输出功率P。=30 W.（2）负载电阻RL=8 （3）频率响应：fL=100 Hz，fH=20 kHz。（4）信号源内阻:Rg=2 k。（5）电路的电压增益Av40，输入Vi160mV。（6）要求自制印刷电路板，装出电路，达到各项指标要求。2.扩展要求（1）主通频带在50-50KHz之间。（2）在电源电压不超过 + 15V情况下，输出功率达到50W。（3）信噪比20dB。二 整体设计方案1.系统设计框图图1-1 整体系统框图2.OTL硬件电路总图图1-1 整体系统框图三 各单元电路简介1.前置放大电路（1）前置电路的作用前级控制与放大电路，前与音响信号源
5、相连后与功率放大部分相连。一般来说，面板上大部分控制按键、控制开关、控制旋钮都是该电路的组成部分，它们控制着整个音响系统信号源的选择、音量的控制、等响度、平衡度、高音低音音调调节等功能，故此部分电路亦称为“音响控制中心”。不同的功放，其前级控制与放大电路中的各功能电路，特别是前置放大电路与混合放大电路，有不同的安排方式。有些将前置放大电路、混合放大电路独立安排；而更多的则考虑到目前功放所驳接的音源设备主要是CD、VCD、DVD等，这些音源的输出信号的电压幅度足够高(一般都在1V2V)、输出内阻低，因而将前置放大与混合放大两部分合在一起，成为前置混合放大电路。（2）前级放大电路的构成下图是本机前
6、置放大电路图：图2.1前置放大电路图信号经4.7uf电容和510欧电阻直接送入2N4250进行前级放大，其中270K电阻和100P电容为前级下拉电阻，起到了减小前级无输入时的干扰电压输入，6K2电阻和150P电容为2N4210的下偏置电阻。由于话筒信号比较微弱，一般只有几毫伏到几十毫伏，而延时集成电路的输人电平必须达到一定值(如250mV)之后，才能获得足够高的信噪比，因此，所有的卡拉OK电路均设有话筒(MIC)前置放大器。有些机器的前置放大器仍然采用分立元件，而更多的则是采用双运放集成块。同时，为了兼顾使用的方便，还设置了话筒音量控制电位器。有些机器是先将两路话筒信号分别进行前置放大后再混合
7、，有些机器则是先将两路话筒信号混合后，再进行前置放大的。另外，机器中可只设一只话筒量电位器，同时对两路或多路话筒音量进行控制；也可设置两只或多只话筒音量电位器，分别对各路话筒的音量进行控制。话筒音量控制电位器既可设在前置放大电路中，也可设置在混合缓冲放大电路中。输入端灵敏度最高，约01V左右。为了防止内外噪波信号的串入而产生干扰，从输入端子开始，至音量控制电位器，再到输入管的栅极，其音频输入信号线应全部采用金属屏蔽隔离线，走线应按照距离最近为原则。2.响度控制器人耳对不同频率声音响度的灵敏度相差很大，频率越低，灵敏度越差。例如40dB的1000Hz中4 4徐轮森音，要比声压级相同的100Hz的
8、低音响得多，如果要使100Hz的低音听起来和40dB的1000Hz中音的响度相同，必须把声压提高到5ldB。因此，在测量声压级时必须按照人耳灵敏度特性的等响度曲线，加入对各种频率具有均衡性质的网络，才能直接测出入耳响度的计权声压。功率放大器在音量开小时，聆听者往往会觉得低音不足，这就是等响度曲线所反映出的人耳听觉特性所造成的。为了弥补人耳听觉的缺陷，因此，在前置放大器中通常可增设响度控制电路，利用频率补偿网络适当地提升低音和高音分量。图I是响度控制电路。在响度控制电路图中，由于CI电容器的容抗随着信号频率降低而增大，因而有利于低频分量的传输，相当于提升了低音；此外由于C2电容器的容抗随着信号频
9、率的升高而减少，有利于高频分量的传输，图1 响度控制电路故高音也被提升。当响度控制电位器旋至下端时，输出音量减小，而低音和高音的相对提升保持不变；当电位器旋至上端时，输出音量增大，而低音和高音的相对提升量减小。3.音量控制电路音量控制器是用来调节输入功率放大器的信号电平，以控制扬声器的输出功率大小。一般在功放的前级采用可变电位器来作音量控制。连续式可调电位器的阻值一般为100kQ500kQ，但必须选用指数型WTHZ、WTHS规格，这样才能符合听音的习惯。其电路非常简单，由可变电阻对地组成分压电路，直接控制信号电平高低。采用连续式可变电位器来控制音量，由于音频信号直接通过电位器，使用日久后因磨损
10、而产生转动噪声时，会在扬声器中出现喀啦喀啦的噪声。此外，如果在安装时，连接导线屏蔽不好或接地点选择不当，还会产生感应交流声。步式电位器比连续电位器有所改善，可以避免在调控过程中产生接触与摩擦噪声。波段式音量控制器是采用多档波段开关与精密电阻按照指数方式串联组装而成，特别适合在一些高档双声道的功率放大器中使用，通过面板上的刻度指示，容易做到两声道的平衡。图2.2 等响度音量调节电路4.音调控制器音调控制器是用来满足聆听者对音色的不同要求和爱好的。有人喜欢倾听低音强劲的节奏，也有人特别欣赏高音的穿透能力，使用音调控制器更可以增强音乐的情调。音调控制器是用来调节音频信号中高频、中频和低频成分的比例，
11、以改变前级放大器的频率响应特性，使信号中不同频率成分产生不同程度的提升或衰减，以达到改变放大电路频率响应的目的。图2是最简单的音调控制器。在图2中，采用可变电位器R与一个固定电容C跨接在放大管的屏极回路或栅极回路与地之间，调节可变电位器的阻值，即可改变电容器对高频的旁路作用。当阻值增加时，此旁路阻抗亦增加，即电容器等于没有作用，高音频不易通过电容器入地，放大管将前级传来的信号全部进行放大；当电位器阻值减小时，则旁路阻抗减小，电容器的旁路作用加大，音频信号中的高音成分入地，相对的低音成分增加，故显得低音丰满。图2.3 最简单的音调控制器C1与RP2其作用只能衰减高音，对高音的强弱起到调节作用，称
12、为高音控制。C2与R2是串联.改变R2的阻值即控制C2的作用，当R2变大时C 2的影响增加对低音通过就困难，只允许高音通过；当R2减小时，C2的影响减小，低音则通行无阻，使低音增强，称为低音控制。当高音控制(Treble)电位器旋至最上端时，阻值减至最小，高音则可通行无阻；而旋至最下端时，电容器对地旁路作用加强，高音成分即被衰减。当低音控制(BASS)电位器旋至最上端时，阻值最小，低音即可通行无阻；当电位器旋至最下端时，阻值增大，电容器的影响增加，低音通过困难，低音即被衰减。5.音调补偿电路音调控制电路的作用只能控制高音与低音通过的程度，其效果属于衰减式控制法，对放大电路的增益均起到衰减作用。
13、音调补偿电路对于所需要的高音与低音，通过高低音网络与放大管的作用使之增强，使放大器高频端与低频端的特性得到相应的提升。6.音调均衡电路音调控制与音调补偿其输入的音源信号的频响特性是平坦的，但对种类繁多的拾音器来说，它们的输出频响特性不完全平坦。音调补偿电路式拾音器的频响特性是低音较弱，高音较强；而晶体式拾音器的频响特性则是高音不足，因此在多种拾音器的输入端， 为了达到对各种拾音器都能获7.差分放大电路（1）差分放大电路的组成 差分放大电路是由对称的两个基本放大电路，通过射极公共电阻耦合构成的，如图所示。对称的含义是两个三极管的特性一致，电路参数对应相等。 b1=b2=b VBE1=VBE2=
14、VBE rbe1= rbe2= rbe ICBO1=ICBO2= ICBO Rc1=Rc2= Rc Rb1=Rb2= Rb差动放大电路(2)差分放大电路的输入和输出方式 差分放大电路一般有两个输入端，同相输入端，反相输入端。根据规定的正方向，在一个输入端加上一定极性的信号，如果所得到的输出信号极性与其相同，则该输入端称为同相输入端。 反之，如果所得到的输出信号的极性与其相反，则该输入端称为反相输入端。 信号的输入方式：若信号同时加到同相输入端和反相输入端，称为双端输入； 若信号仅从一个输入端加入，称为单端输入。差分放大电路可以有两个输出端，一个是集电极C1，另一个是集电极C2。从C1和C2输出
15、称为双端输出，仅从集电极C1或C2对地输出称为单端输出。(3)差模信号和共模信号差模信号是指在两个输入端加上幅度相等，极性相反的信号；共模信号是指在两个输入端加上幅度相等，极性相同的信号。如图所示。差分放大电路仅对差模信号具有放大能力，对共模信号不予放大。温度对三极管电流的影响相当于加入了共模信号。差分放大器是模拟集成运算放大电路输入级所采用的电路形式。 共模信号和差模信号示意图(4)差分放大电路的静态计算差分放大电路的静态和动态计算方法与基本放大电路基本相同。为了使差分放大电路在静态时，其输入端基本上是零电位，将Re从接地改为接负电源VEE，如图6-10所示。由于接入负电源，所以偏置电阻Rb可以取消，改为VEE
