课程设计高保真高保真音频放大器.doc

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1、 课 程 设 计 课 程 低频与数字电路课程设计 题 目 高保真音频功率放大器设计 院 系 电子科学学院 专业班级 学生姓名 学生学号 指导教师 课程设计任务书课程 低频与数字电路课程设计题目 高保真音频功率放大器设计专业 电子信息工程 姓名 学号 主要内容、基本要求、主要参考资料等主要内容：设计一个高保真音频功率放大器。基本要求：1.输出功率10W/8；2.频率响应2020KHZ；3.效率60，失真小。主要参考资料：1 童诗白，华成英.模拟电子技术基础M.北京：高等教育出版社，2001.2 彭介华.电子技术课程设计指导M.北京：高等教育出版社，1997.3 孙梅生.电子技术基础课程设计M.北

2、京：高等教育出版社，1998.完成期限 2011年7月10日 指导教师 专业负责人 2011 年 7 月 10 日一、任务技术指标设计一个高保真音频功率放大器。基本要求：1.输出功率10W/8；2.频率响应2020KHZ；3.效率60，失真小。二、总体设计思想1.基本原理NE5532特点：小信号带宽：10MHZ输出驱动能力：600，10V有效值 输入噪声电压：5nV/Hz(典型值) 直流 电压增益：50000 交流电压增益：2200-10KHZ功率带宽： 140KHZ转换速率： 9V/s大的电源电压范围：3V-20V 单位增益补偿极限参数：参数符号NE5532单位电源电压Vcc22V差分输入电

3、压Vdif13V输入电压Vi提供电压V功耗，TA=25PD1100mW工作温度TOPR070电气参数参数符号测试条件最小值标准最大值单位输入失调电压VIO-0.54.0mv输入失调电流IIO-10150nA输入偏置电流IBIAS-200800nA供电电流ICC-6.016mA输入电压范围VI(R)-1213-V共模抑制范围CMRRTA=25待添加的隐藏文字内容270100-dB电源抑制比PSRRTA=25输出电压范围VO(P-P)RL6001213-V输入电阻RITA=2530300-K短路电流ISC-38-mA过调OSRL=600,CL=100PF-1020%电压增益GVf=10kHz22.

4、2-V/mv增益带宽GBWCL=100PF, RL=600810-MHz 转换速率SRRL=1K,CL=100PFRL=600-68.0V/us输入噪声电压 eNfo=30Hzfo=1kHz-8.05.0-nv/HzNE5532引脚图：NE5532功能特点简介:NE5532/SE5532/SA5532/NE5532A/SE5532A/SA5532A是一种双运放高性能低噪声运算放大器。 相比较大多数标准运算放大器，如1458，它显示出更好的噪声性能，提高输出驱动能力和相当高的小信号和电源带宽。这使该器件特别适合应用在高品质和专业音响设备，仪器和控制电路和电话通道放大器。如果噪音非常最重要的，因此

5、建议使用5532A版，因为它能保证噪声电压指标。2.系统框图音频输入滤波运算放大滤波音频输出NE5532是典型的双极型输入运算放大器，用单个NE5532组成的小功率电路有很多版本，本人通过不断地对比和思考，对那些五花八门的电路图作了修改，最终确定了原理图(图1)。放大倍数是由R3(R4)和R5(R6)来控制的，理论上说如果R3(R4)为1k，R5(R6)为100k，则其放大倍数为100倍，但对于耳放来说，这会引起自激，再说就算真的能达到100倍，效果也不可能好，所以这个电路用于前级时也最好别调成100倍。当然，对于耳放定23倍可以让负反馈适量、音质柔和、清晰更通透，但放大倍数也不能太小，否则也

6、会影响音质，大家可以反复调试，达到自己满意的效果。笔者是将R3(R4)定为1k，R5(R6)定为2k，即2倍。C5(C6)是输入回路的对地通路，在用于耳放电路时应该加大，原理图中的值为22 uF，但用于此耳放应该加大到100 uF。在这里值得一提的是电源问题，如果是使用的稳压电源，要注意稳压电源的滤波要给足，因为本电路本身就非常简单，那么对元器件的选取就比较挑剔，所以在选材时尽量选择质量好一点的元器件。三、具体设计1.总体设计电路 对于材料的选取1极性电容：选用品牌ELNA，C1(C2)选10 uF/50V，C5(C6)选100 uF/50V，C9(C10)可以选47 uF220 uF。本人三

7、版都用47 uF，没有影响。2无极性电容：购买时最好配对，德国WIMA和瑞典EVOX白色方块MMK薄膜电容。C3(C4)为200pF (或220pF)，C7(C8)为0.1 uF。3NE5532：选用美国Signetics公司生产的NE5532，俗称为大S5532，是众多生产5532的厂家中声音最好听的一款(早已经停产多年)，是当年的四大王牌运放之首。4所有的电阻一律用五环的金属膜电阻。5覆铜板2.仿真及仿真结果分析第一次：输入电压时1V的交流电，1KHZ。失真严重。分析为输入电压太大。于是继续调节，不断减小电压值，当输入电压为0.3V，1KHZ时：于是继续调节，不断减小电压值，当输入电压为0

8、.3V，1KHZ时：输出曲线不再失真，而功率值也达到了要求的10W值。下面是输入20HZ交流电时的波形图面是输入20KHZ交流电时的波形图通过仿真本设计基本符合的合计要求。实物图四、结论通过对本设计的制作更加深刻的理解和学习了关于NE5532芯片的知识，尤其是对于运放的理解和概念，要想设计一个失真较小，且音质好的功放电路，好的芯片是一方面，对于电路的设计我本人觉得也非常的重要，尤其是在模拟电路这块，要选择好的元器件进行滤波，这样才能有好的音质，不过由于条件有限，本人所选的元器件都是在实验室能够找到的基本符合电路要求的元器件，不过通过对放大倍数及电路的调试，基本上符合设计初的要求，通过仿真及实际

9、搭接电路，制板，最后做出了成品，接上5V双电源，输入音频信号，通过一个小音箱，一个小型的高保真音频放大器就这样做好了，听着经过自己几天的不懈努力做出来的高保真音频放大器放出的音乐觉得很有成就感，不过通过这次学习发现自己在模拟电路及软件设计方面还有很多的欠佳之处，所以在以后的学习当中要着重学习一下模拟电路，毕竟模拟电路是一切电路的基础。参考资料1 童诗白，华成英.模拟电子技术基础M.北京：高等教育出版社，2001.2 阎石.数字电子技术基础M.北京：高等教育出版社，2001.大庆石油学院课程设计成绩评价表课程名称低频与数字电路课程设计题目名称高保真音频功率放大器设计学生姓名毕博学号080901140316指导教师姓名吕秀丽职称副教授序号评价项目指 标满分评分1工作量、工作态度和出勤率按期圆满的完成了规定的任务，难易程度和工作量符合教学要求，工作努力，遵守纪律，出勤率高，工作作风严谨，善于与他人合作。202课程设计质量课程设计选题合理，计算过程简练准确，分析问题思路清晰，结构严谨，文理通顺，撰写规范，图表完备正确。453创新工作中有创新意识，对前人工作有一些改进或有一定应用价值。54答辩能正确回答指导教师所提出的问题。30总分评语：指导教师： 2010 年 8 月 1 日