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1、武汉工业学院学士学位论文目 录摘要.1Abstract2第一章 前言3第一节 功率放大电路的发展3第二节 功率放大器简介4第二章 OCL立体声功放的设计思想6第一节 OTL，BTL，OCL功率放大电路的比较研究6第二节 OCL立体声功放机的设计10第三章 基于Multisim 2001 的仿真19第一节 Multisim概貌19第二节 用Multisim实现对元器件的管理20第三节 OCL立体声功放机的仿真21第四章 基于Multisim 2001 的研究25第一节 基于Multisim的OCL立体声功放电路的调试25第二节 OCL立体声功放电路的测试33结论37谢辞38参考文献39 武汉工业
2、学院毕业论文摘 要功率放大器是是在给定失真率条件下能产生最大功率输出以驱动负载的电路。功率放大器实质上是个能量转换器，将直流供电电源能量转换成按输入小信号的规律变化，即要求输出信号的非线性失真尽可能小，且效率尽可能高。因此采用OCL直接耦合电路方式，保证电路工作稳定，需要有足够高的电压放大倍数。一般来说，性能好的OCL功率放大器应由输入级、推动级和输出级、稳压源等部分组成。 本文先介绍功率放大器的发展，再从简单的甲类、乙类功率放大电路入手，了解其工作原理和相应的优缺点后，在其缺点上改进和补充，设计出甲乙类功率放大器，再分级去设计各部分电路： (1)、输入级：主要作用是抑制零点漂移，保证电路工作
3、稳定，同时对前级送来的信号作低失真、低噪声放大，提高输入阻抗高。为此，采用带恒流源的，由复合管组成的差动放大电路，且设置的静态偏置电流较小。 (2)、推动级(激励级)的作用是获得足够高的电压放大倍数，以及给输出级提供足够大的驱动电流，为此，可采用带集电级的共射放大电路,其具有电压电流放大能力，其静态偏置电流比输入级要大。 (3)、输出级工作在大信号情形下，其主要作用是给负载提供足够大的输出信号功率，效率尽可能的大，要求输出阻抗低，带负载能力强，可采用由复合管构成的甲乙类互补对称功放或准互补功放电路。（4）、稳压源电路：交流稳压源电路为整个电路提供直流工作电流，使整个电路工作在最佳静态工作点。在
4、完成OCL功率放大电路的设计后，本论文基于Multisim 软件仿真该电路，并在添加虚拟仪器后，进行静态和动态测试，过程中出现了波形交越失真的问题，通过分析和调试后，得到了符合要求的输出波形，然后测量了几个重要的参数，效率也达到了近似理想的78.5%。最后进一步研究了该OCL功率放大电路，达到了设计的要求。关键词：功率放大器；OCL；失真；差分放大电路AbstractPower amplifiers function is providing certain output power to load RL, when RL is certain, hoped that the nonlinea
5、r distortion of the output signal is small as far as possible, and the efficiency is high as far as possible. Because the OCL electric circuit selects the conductive coupling method, guaranteeing the circuit is working stably, therefore needs enough high voltage amplification factor. Therefore, effi
6、cient OCL power amplifier should conclude: input level, driver stage and output stage. All levels of functions and circuit structure characteristic which make up the OCL power amplifier: .Input level: The leading role is suppresses a zero drifting, the guarantee circuit work is stable, simultaneousl
7、y the signal which sends before the level makes the low distortion, also the low noise amplification. Therefore, uses the differential amplifying circuit which contains the constant current and multiple-unit tube, and sets the static bias electric current small. .The driver stage function obtains en
8、ough high voltage amplification value, as well as the output stage provides enough big drive current, for this reason, may use the amplifying circuit the which use the collection electricity level altogether ,and its static bias current ratio input level must be bigger than the input level. .The out
9、put levels leading role is providing enough big output signal power to the load, may use the armor class B supplementary symmetrical power amplifier which constitutes by the multiple-unit tube or the supplementary power amplifier electric circuit. In addition, which should also be considered is that
10、 establishing the stable static operating point directs current for the negative feedback circuit, and also establishing the exchange negative feedback electric circuit for the regulated voltage enlargement factor and the improvement electric circuit performance, as well as overflow protection circu
11、it and so on. When designing circuit, all levels of static operating point should be designed appropriately, after the formation finished, carrying on the static state and the dynamic test is necessary, in the undistorted situation, makes the output to be biggest. When doing the dynamic test, in ord
12、er to protect the primary device, pay attention to keep off the vibration and link the fuse. Key words：Power amplifier; Output capacitor less; Distortion第一章 前 言第一节 功率放大电路的发展音频功率放大器是一个技术已经相当成熟的领域，几十年来，人们为之付出了不懈的努力，无论从线路技术还是元器件方面，乃至于思想认识上都取得了长足的进步。现在让我们回顾一下功率放大器的发展历程：一. 早期的晶体管功放半导体技术的进步使晶体管放大器向前迈进了一大步
13、。自从有了晶体管，人们就开始用它制造功率放大器。早期的放大器几乎全用锗管来制作，但由于锗管工艺上的一些原因，使得放大器中所用的晶体管，尤其是功放管性能指标不易做得很高，例如，共发射极截止频率的典型值为4kHz，大电流管的耐压值一般在30V-40V左右。这样，放大器的频率响应也就很狭窄，其3dB截止频率通常在10kHz左右，大大影响了音乐中高频信号的重现。再加上功放管的耐压、电流和功耗三个指标相互制约，制作较大功率的OTL或OCL放大器不易寻到三个指标都满足要求的管子，所以不得不采用变压器耦合输出。变压器的相移又使电路中加深度负反馈变得很困难，谐波失真得不到充分的抑制，因此这一时期的晶体管放大器
14、音质是很差的 1。二. 晶体管功放的发展和互调失真随着半导体工艺的逐渐成熟，大电流、高耐压的晶体管品种日益增加，越来越多的功率放大器采用了无输出变压器的OCL电路或OTL电路。最初的大功率PNP管是锗管，而NPN管是硅管，两者的特性差别非常显著，电路的对称性很差，人们更多采用的是准互补电路，通过小功率硅管与一只大功率的NPN硅管复合，得到一只极性与PNP管类似的大功率管，降低了电路因对称性差而招至的失真。到了六十年代末，大功率的PNP硅管商品化的时候，互补对称电路才得到广泛的应用。元器件的进步使晶体管功率放大器的技术指标产生了质的飞跃，在主观音质评价方面，也改变了过去人们对晶体管功放的看法，无
15、论是在厅堂扩音、电台节目制作还是家庭重放，晶体管功放都被大量地采用，首次在数量上以压倒性的优势超过了电子管功放。在商品化的晶体管扩音机中，相继出现了一些璀璨夺目的名机，如JBL的SA600，Marantz互补对称电路Model15等等。尽管电子管的拥护者仍大量存在，人们毕竟能够比较公正地看待晶体管放大器了，认为晶体管机频响宽阔，层次细腻，与电子管机比较起来有一种独特的舱力，而不是简单的谁取代谁的问题2。瞬态互调失真的大意是：在直接耦合的晶体管放大电路中，为了得到很小的谐波失真度和宽阔平坦的频率响应，通常对整体电路施加深达40dB-60dB的负反馈，倘若在加负反馈前放大器的开环失真为10，那么加上40dB的负反馈后，失真即可降低至0.1，这是电子管功效难以做到的。晶体管功放由于要施加40dB-60dB的负反馈，所以对一台增益要求为26dB的放大器，它的开环增益就要达到66-86dB。三. 现代功放的整体结构现代音乐讲究各声部之间的乎衡与统一，美术以色彩搭配均衡、和谐为美，在服装设计中，常常采取看似不对称的设计，其实质也是为了取得视觉上的均衡。上面所说的都是艺术，对称和平衡给人一种安定完美的感觉。有意思的是，在功率放大器中，对称和平衡也有类似的效果。最初采用对称设计的例子要算互补对称电路了，一
