具有弱信號放大能力的低頻功率放大器的放大部分的設計――1

關于《具有弱信號放大能力的低頻功率放大器的放大部分的設計與調試心得》文章是原創(chuàng)的文章，分為兩個章節(jié)進行說明：

本版塊是文章之一：主要是說明設計任務的基本要求和設計方案的選擇。

一、設計任務和基本要求：

設計并制作具有弱信號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輸入電壓幅度為2～700mV，等效負載電阻R為8Ω下，放大通道應滿足：

1. 額定輸出功率Por≥10W;

2. 帶寬BW≥800～10000Hz;

3. 在Por下和BW內的非線性失真系數≤3%;

4. 在Por下的功率≥55%;

在前置放大輸入端交流接到地時，R=8Ω上的交流聲功率≤10mW。

二、方案的實現(xiàn)

根據題目設計要求，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，參數恰當，元件性能優(yōu)越，且制作和調試得好，則性能很可能高過較好的集成功放。許多優(yōu)質功放均是分立功放。但其中只要有一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題或者搭配不當，則性能很可能低于一般集成功放，為了不至于因過載、過流、過熱等損壞還得加復雜的保護電路?，F(xiàn)在市場上有許多性能優(yōu)異的集成功放芯片，如TDA2040A、LM1875、TDA1514等。集成功放具有工作可靠，外圍電路簡單，保護功能較完善，易制作調試等優(yōu)點，雖不及頂級功放的性能，但滿足并超過本設計的要求是沒有問題的。另外集成運放還有性價比高的特點。

綜上所述，在滿足要求的前提下，選用易調試的集成運放。

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

設計要求前置放大輸入交流短接到地時，R=8Ω的電阻負載上的交流噪聲功率低于10mW，因此要求選用低噪聲的運放。本裝置選用優(yōu)質低噪聲運放NE5532P。設計要求輸入電壓幅度為5～700mV時，輸出都能以Po≥10W滿功率不失真輸出，信號需放大幾千倍;又考慮到運放的放大倍數與通頻帶的關系，故采用兩級放大。增益調節(jié)可用電位器手動調節(jié)，也可采用自動增益控制，但考慮到題目中的“實用”兩字，本裝置采用手動增益調節(jié)。

詳細原理框圖如圖1所示：