1.系统方案 1.设计要求设计和制造具有弱信号放大能力的低频功率放大器。原理示意图如下： 1.基本要求 (1)放大通道正弦信号输入电压范围为(5)~700)mV，等效负载电阻RL为8Ω下，应满足放大通道： ① 额定输出功率POR≥20W; ② 带宽BW≥(50~10000)Hz; ③ 在POR下和BW内部的非线性失真系数≤3%; ④ 在POR下的效率≥55%; ⑤ 前置放大级输入端交流短接地时，RL=8Ω交流声功率≤10mW。(2)自行设计制作稳压电源，满足本设计任务要求。(2)自行设计制作稳压电源，满足本设计任务要求。2.发挥部分作用 (1)放大器的时间响应 ① 方波产生:正负极性对称方波由外供正弦信号源通过变换电路产生:频率为1万Hz、上升时间≤ 1μs、峰值-峰值电压为2000mVpp。 当使用上述方波激励放大通道时，RL=8Ω放大通道应满足： ② 额定输出功率POR≥10W;带宽BW≥(50~10000)Hz; ③ 在POR下输出波形的上升时间和下降时间≤12μs; ④ 在POR向下输出波形顶部倾斜≤2%; ⑤ 在POR下输出波形过冲量≤5%。(2)扩大通道性能指标的改进和实用功能的扩展(如提高效率、减少非线性失真等)。2.主电路的设计和计算 1. 功率放大级电路设计为功率放大器 当满功率不失真输出时，输出电压的范围为 为了留出足够的空间，取 .因此，功率放大器的总电压增益可以计算 ,即用分贝表示， 集成功率放大器或分离元件可直接用于功率放大级电路，但由于集成功率放大级调整往往达不到目的，因此，由分离元件晶体管组成的成的功率放大电路，如下图所示： 、 如果电路的参数完全对称，电路具有较高的共模抑制比，可以克服温度变化引起的静态工作点的漂移。晶体管 组成电压放大器，为末级功率放大电路提供驱动电压。晶体管 形成电压放大器，为末级功率放大电路提供驱动电压。 、 、 、 构成末级功率放大电路，输出端互补对称OCL电路。直流耦合用于三级之间，并引入直流负反馈。电压增益由反馈电阻决定，即 。并联电容器的反馈支路 可减少高频自激。(1) 末级功率放大电路 本设计的技术要求：正弦波信号的非线性失真系数在额定功率下输出 3%，效率 55%，所以甲乙类最好在末级功率放大电路工作。由于工作处于A类状态，虽然非线性失真系数小，但效率低，一般小于50%；如果工作处于B类状态，虽然效率高，但输出波形容易产生交叉失真，无法达到非线性失真系数 3%的要求。二级管在上图中 、 、 和电位器 用于调整电路的工作状态。静态时，调整电位器 ，使A，B间的电压为2.8.V，即近似等于晶体管 、 、 、 的be结电压之和。晶体管 、 、 、 静态时外于微导通状态，O点对地的电压应为0V，克服交叉失真。 采用 、- 双电源供电，由上述计算，输出电压范围为 20V，则 20V，选择留有余地 =24V，- =-24V。晶体管的功率输出 、 选择一对大功率互补对称的场效应晶体管2N3055和MT2955。其特征频率 ，耗散功率 20W，选 50。驱动管 、 它也是一对互补对称的晶体管，特征频率 ，耗散功率 500mW，选 80。(2) 电压放大电路 电压放大电路为最终功率放大器提供驱动电压 ，晶体管 静态工作点由电阻组成；R4、R8、R9决定取集电极电流 为6mA左右。电容 是防止高频自激的高频电压负反馈支路。(3) 差分放大器电路 差分放大器电路通过晶体管 、 构成。选择差分放大器电路作为功率放大级的前级，主要是为了提高电路的抗干闭能力。电路的静态工作点由电阻引起R6和 及R2和 等等，差分对管的集电极电流通常取1mA左右。2.设计前置放大级电路的主要功能是设计前置放大级电路mV~700mV输入信号不失真地放大到功率放大级所需的1.4V输入信号。因此，有两个问题需要解决：一是本级400倍的电压放大倍数和带宽BW50Hz-10KHz矛盾；二是对5mV-700mV范围内的信号只能放大到2V。以满足额定输出功率Po 20W的要求。对于前者，可以使用二次放大器，因为放大器的增益带宽积是常数，可以通过减少第一次增益来增加带宽。对于后者，可以设计音量控制