具有弱信號(hào)放大能力的低頻功率放大器的放大部分的設(shè)計(jì)――1

關(guān)于《具有弱信號(hào)放大能力的低頻功率放大器的放大部分的設(shè)計(jì)與調(diào)試心得》文章是原創(chuàng)的文章，分為兩個(gè)章節(jié)進(jìn)行說(shuō)明：

本版塊是文章之一：主要是說(shuō)明設(shè)計(jì)任務(wù)的基本要求和設(shè)計(jì)方案的選擇。

一、設(shè)計(jì)任務(wù)和基本要求：

設(shè)計(jì)并制作具有弱信號(hào)放大能力的低頻功率放大器的放大部分，其基本要求：

在放大通道的正弦信號(hào)輸入電壓幅度為2～700mV，等效負(fù)載電阻R為8Ω下，放大通道應(yīng)滿足：

1. 額定輸出功率Por≥10W;

2. 帶寬BW≥800～10000Hz;

3. 在Por下和BW內(nèi)的非線性失真系數(shù)≤3%;

4. 在Por下的功率≥55%;

在前置放大輸入端交流接到地時(shí)，R=8Ω上的交流聲功率≤10mW。

二、方案的實(shí)現(xiàn)

根據(jù)題目設(shè)計(jì)要求，可供選擇的功率放大器可由分立元件組成，也可由集成電路完成。由分立元件組成的功放，如果電路選擇得好，參數(shù)恰當(dāng)，元件性能優(yōu)越，且制作和調(diào)試得好，則性能很可能高過(guò)較好的集成功放。許多優(yōu)質(zhì)功放均是分立功放。但其中只要有一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題或者搭配不當(dāng)，則性能很可能低于一般集成功放，為了不至于因過(guò)載、過(guò)流、過(guò)熱等損壞還得加復(fù)雜的保護(hù)電路。現(xiàn)在市場(chǎng)上有許多性能優(yōu)異的集成功放芯片，如TDA2040A、LM1875、TDA1514等。集成功放具有工作可靠，外圍電路簡(jiǎn)單，保護(hù)功能較完善，易制作調(diào)試等優(yōu)點(diǎn)，雖不及頂級(jí)功放的性能，但滿足并超過(guò)本設(shè)計(jì)的要求是沒(méi)有問(wèn)題的。另外集成運(yùn)放還有性價(jià)比高的特點(diǎn)。

綜上所述，在滿足要求的前提下，選用易調(diào)試的集成運(yùn)放。

我們熟悉的集成運(yùn)放有TDA2040、LM1875、TDA1514等，其中TDA2040A功率裕量不大，TDA1514外圍電路較為復(fù)雜，且易自激。這兩種功放的低頻性能都欠佳，LM1875外圍電路簡(jiǎn)單。電路成熟，低頻特性好，保護(hù)功能安全。它的不足之處是高頻特性較差(BW≤70kHz)，但對(duì)于本設(shè)計(jì)的要求的50Hz～10kHz已足夠，因此選擇LM1875做功放。

設(shè)計(jì)要求前置放大輸入交流短接到地時(shí)，R=8Ω的電阻負(fù)載上的交流噪聲功率低于10mW，因此要求選用低噪聲的運(yùn)放。本裝置選用優(yōu)質(zhì)低噪聲運(yùn)放NE5532P。設(shè)計(jì)要求輸入電壓幅度為5～700mV時(shí)，輸出都能以Po≥10W滿功率不失真輸出，信號(hào)需放大幾千倍;又考慮到運(yùn)放的放大倍數(shù)與通頻帶的關(guān)系，故采用兩級(jí)放大。增益調(diào)節(jié)可用電位器手動(dòng)調(diào)節(jié)，也可采用自動(dòng)增益控制，但考慮到題目中的“實(shí)用”兩字，本裝置采用手動(dòng)增益調(diào)節(jié)。

詳細(xì)原理框圖如圖1所示：