音频功放
一、.设计方案：
音频功率放大器要求：
输入信号为50mv ，50~15KHz 的音频信号，负载为8Ω扬声器的情况下，输出Pom ≥5W 。

本方案分两级设计，第一级采用集成运算放大器构成的比例放大器做为激励，主要完成对小信号的放大。

要求放大倍数大，输出阻抗低，频带宽度宽，噪音低。

第二级采用双电源的OCL 电路做为功放输出级，功率放大器决定了整机的输出功率、非线性失真系数等指标，要求效率高、失真尽可能小、输出功率大。

二、.各部分电路分析：
1．电源部分： . 由于设计要求om P 为5W ，根据L CES CC om R U V P 2)(2
-=（其中R L 为8
Ω，CES U 一般取3V 以上），所以有：
L om CES CC R P U V ⨯+≥2
即CC V V 12≥
本方案选用了±15V 的CC V 电压。

为了得到稳定的±15V 电源，电源部分将由三部分组成：
（1） 变压器部分：由于需得到±15V 的稳定电压，所以输入稳压电路的电压需略高于±15V 。

本方案采用±17.5V 输出的变压器。

（2） 整流部分：采用单相桥式整流电路，可选用四个1N4007二极管或桥堆，最大整流电流1A 即可。

（3） 稳压部分：为得到稳定的±15V 电源，稳压部分采用7815与7915的集成三端稳压芯片，输入端并接一个4700μF 电解电容，以改善纹波与抑制输入的过电压；输入端和输出端各并接一个0.1μF 瓷片电容，以改善负载的瞬态响应。

值得注意的是，输入端的4700μF 电解电容的耐压值必须满足
V V U 2525.17max ≈⨯≥
实验证明刚好25V 的耐压会由于变压器输出的瞬间电压过高而报废。

所以本方案选用50V 耐压的电容。

（4） 滤波部分：采用常用的电容滤波，取值1000μF 。

此1000μF 只要高于15V 就可以。

由于稳压芯片输出可能略高于15V ，所以本方案采用25V 耐压的电容。

2．功放部分：
电路图如图：
由两部分构成，前级采用集成运算放大器构成的比例放大电路，对输入的信号进行电压放大，输出级采用OCL 互补输出结构的功率放大电路，对经过前级放大的信号进行功率放大。

晶体管1Q ～4Q 组成复合式晶体管互补对称电路。

1Q 、2Q 为相同类型的NPN 管，组成复合式的NPN 管；3Q 、4Q 为不同类型的晶体管，组成复合式的PNP 管，用于多级放大。

1. 对于集成运放电压放大倍数的选取：
放大倍数决定于R 9、R 10和R 11的选取。

由公式
9
1011)(1R R R A ++= 决定。

输入为有效值为50mV 的信号，其峰-峰值为mV mV 141
5022≈⨯，其放大后的峰-峰值不能超过正负电压差值，即： V A mV u 30
5022≤⨯⨯， 所以，放大倍数不得大于213。

输出功率要不小于5W ，因为L
rms R U W 82=，所以 V W R U L O PP 9.17228≈⨯= 决定了运放的输出电压需不小于12750229.17≈⨯mV V
接入电位器R 11以便于对放大倍数进行适当的微调，电路中放大倍数的调节范围为（K K 1681+，K
K K 1200681++），即69≤Au ≤269。

选取集成运放时，GBW 需不小于M k f Au 215127≈⨯=∆⨯Hz
本方案选用NE5534，其GBW 为10MHz ，足以满足要求。

2. OCL 两功率管的选取：
功率放大管的选择决定于管子的极间反向击穿电压，集电极最大电流与集电极最大功耗。

1) 极间反向击穿电压CBO U =CC V 2=30V 。

2) 集电极最大电流L
CES CC E C R U V I I )(max max -=≈，考虑留有一定余地，一般取L CC R V C I =max ，即所选功放管max C I 应大于1.5A 。

3) 集电极最大耗散功率W P P P om om CM 12.022=≈=
π
因此选择的功放管应满足：
1. CBO U >30V ；
2. CM I >1.5A ；
3. CM P >1W ； 本方案选用2SD1264A ，它的CBO U =200V ，CM I =2A ，CM P =30W 。

足已满足要求。

采用复合管可以保证一定的放大倍数更重要的是可以使用两个相同的功放管，以使两管参数更为一致。

3. 用于消除交越失真的偏置电路：
R 1、R 15、R 5和二极管D 1、D 2组成的支路是两对符合管的偏置电路，用于消除交越失真，设置静态工作点，使两个晶体管均工作在临界导通状态或微导通状态。

U AB ＝U Rp3＋U D1＋U D2，各大于1Q 、3Q 发射结开启电压之和，有微小电流通过，静态调节R 5，使
V R I R I U B E R 7.06616≈≈=β （1）
2Q 也临界导通。

由于21E E I I =，126R R =，所以4Q 也临界导通。

1Q 、3Q 为2Q 、4Q 提供激励电流，这个电流不需要太大，1Q 、3Q 只需一般的8050和8850就可以了。

但这对管的β值一定要接近。

本人选到一对β都等于234的管。

本方案试取6R 、12R =220Ω。

根据（1）式可得mA I I B B 136.021≈=。

因为流过二极管D 1、D 2的电流远大于1B I 、2B I ，可认为大一个数量级，即mA I I I B D D 36.110121=≈=。

由此可确定1
2151512D D D CC I U U V R R R --=++。

其中1D U 、2D U 取决于二极管的材质，硅管为0.7V ，锗管为0.2V 。

这里要与8050和8550的材质一样，才能做静态偏置电压。

而8050和8550都是硅管，所以二极管选用硅管N4148。

这样可计算出K R R R 215151≈++。

其中5R 用于调整复合管的微导通状态，调节范围不需太大，几百欧或1K Ω的电位器，由此可确定K R R 10151==。

焊接电路应使R 5＝0，在调整输出级静态工作电流或输出波形的交越失真时再逐渐增大阻值。

R p1控制音量调节取47K Ω，以保证功放的输入阻抗大于前级的输出阻抗；因为Ui ＝0时要求U o ≈0，所以R p1须接地。

R 2、R 7用于减小复合管的穿透电流，提高电路的稳定性，一般为几十至几百欧。

本方案取100Ω。

R 8、R 13为负反馈电阻，可改善功放的性能，并能观测功放管的静态电流，但不宜太大。

一般为几欧。

本方案取0.5Ω。

因为末级电流较大，所以此电阻应用大功率水泥电阻。

电容C 1起隔直作用，只有很小时，在交流通路中才可视为短路，所以取值：C 1＝10μF 。

实验证明，CC V ±大电压输入会对输入小信号造成很严重的干扰，所以应在CC V ±输入端各接一个100μF 电解电容和一个0.1μF 瓷片电容，用于电源的去耦。