音频放大电路的设计与仿真multisim仿真及文档

一．设计过程

（一）基本功能设计

1.输入部分

由于大多数放大电路存在温漂问题（0输入的时候不是0输出），所以在电

路的输入级采用差分放大电路，用三极管设计一个恒流源来提供静态偏置。采

用双端输入，单端输出的形式。实际情况下，很少用原理讲解中那样的电路来

连接信号与电路，直接使用集成运放放大原件可以更直接又便捷的解决此题，本次仿真我采用同相比例放大器做输入级，通过调节滑动变阻器可以调节电压放大倍数1-20。

2.通频带的设置

本次实验要求3dB通频带为300～3400Hz，输出正弦信号无明显失真。于是我采用高通低通滤波器分别实现下限与上限截止频率的设置。

3.功率放大器的选择

  功率放大器种类繁多，按照晶体管在整个周期导通角的不同，可以分为甲类、乙类、甲乙类、丙类、丁类。按照电路结构不同，可以分为变压器耦合、无输出变压器OTL、无输出电容OCL、桥式推挽功率放大电路BTL。本次仿真中我采用甲乙类双电源互补输出电路。根据题目要求设置负载为8Ω。

（二）发挥功能设计

无

二．仿真及调试过程

（一）基本功能仿真与调试

• 所用元器件
  

表1、元器件使用情况

• 仿真实现过程
  

图1、电路原理图

• .输入端的放大电路
  

图2、输入端放大电路

          设置信号源频率500hz，幅值5V，通过如下公式：

          根据比例调R4电压可连续调节1-20倍电压放大倍数。

• 、低通、高通滤波器的设置
  

仿真电路如图3所示。

图3、通频带设置电路

       设低通、高通滤波器中电容为1uF，通过如下公式：

       计算可得：

       将二者级联可得如图2所示电路。

• 、功率放大电路
  

图4、功率放大电路

        仿真原理图如图4所示，由图中数据计算可得：

        达成题目要求的Pom≥1W的要求。

图5、20倍放大时输入与输出波形图

由图5可知，在20倍放大后经过调节已解决波形失真。

图6、总电路仿真原理图

• 调试过程中遇到的实际问题及解决措施
  

该电路使用的原件类型少，电路连接简单，实现电路要求也较为简单。但是最初经测试后，发现其结果不是很理想，失真较为严重。经过反复推敲，对功率放大电路进行小幅修整。

      在设置通频带时也遇到了诸多问题，比如输出电压不符合计算数值，波形严重失真，通过替换集成运放芯片与改变电阻电容数值得以完成通频带的设置。

（二）发挥功能仿真与调试

• 所用元器件
  

• 仿真实现过程
  

• 调试过程中遇到的实际问题及解决措施
  

内容总结

•          设计心得
  

通过本次设计，认识到了自己所学知识的不足。在课本中学习，在实验中检验。在试验中发现，用课本知识去分析。兴趣就在这一个个的试验中激发了。在搭建电路的过程中补偿自己的不足，在调试电路的过程中体会电路的工作原理，使得自己的能力得到提升。感谢能有这次机会让我再次使用这个仿真环境，这个软件提供了全新的学习模式，给我们提供了解模拟电路的机会。通过这次的音频放大电路的设计与仿真的过程，我学到了很多东西，这次实验可以全面调动学生的主观能动性，融会贯通学生们平常课上学习的东西，不在只是学一学理论而不去实践，这次的设计与仿真就是一种实践，一种对于自己所学知识的实践练习，从而进一步的把书本知识与社会实践结合起来。

在设计中，我遇见了很多难以解决的问题，但也学会了很多的东西，比如掌握了放大电路的原理、如何去检查电路是否导通、进一步熟练运用万用表等等的知识，同时也明白了团队合作的重要性，当你一个人完成不了的时候你就不得不去寻求同事的帮助，同时在设计与仿真的过程中我也巩固了自己许许多多的专业知识，而且也在实践中对专业知识进行了印证，也发现了自己的许多不足之处。这次的音频放大电路设计与仿真我对于自己在这之中的行为还是较为满意的，自己进行了实践也学会了许多书本上没有的知识，希望之后自己能够更多的接触到类似的实践任务与研究，让自己有更多的机会去进步。

（一）对三极管的认识（BJT）

三极管的共射，在基极输入，在集电极输出，输入和输出公用发射极，所以叫共射电路。是我们经常用到的基础放大电路。基本的共射电路增益高、输入输出反向。输入电阻小、输出电阻大，带负载能力差。高频响应低。 而且静态工作点极其不稳定，所以我们在后续的学习中加入了各种的稳定条件，比如反馈和分压式连接。

三极管的共集，基本共集放大电路（电压跟随器、射极跟随器） 电路特点：

信号从射极输出，又叫射极输出器；输出信号与输入信号同相位，又叫跟随器；电压放大倍数小于等于1，电流放大倍数大，适合作功率放大器的射极输出； 输入阻抗高，输出阻抗小，适用于输入级作阻抗变换用；

三极管的共基，共基放大电路电路特点：电流放大作用，Au与共射相同，输入电阻比共射小，输出电阻与共射相同，高频性好，无电流放大作用。

（二）对场效应管的认识（FET）

场效应管的共源电路的特点：

电压放大倍数小于且接近于1；价输入电阻较高；输出 电阻较低；输入与输出反相；电压放大倍数低；类似于BJT的共射电路；噪声低，能把输入信号都降落在电路上。

    场效应管的共漏电路的特点：

电压放大倍数小于且接近于1；输出电压的相位与输入电压的相位相同，输出电压的波形和输入电压的波形一样，故又名源极跟随器；共漏组态放大电路的输入电阻高，输出电阻低，具有阻抗变换的特点，有较强的带负载能力，常用于多级放大电路的输入级和输出极。

场效应管的共栅电路的特点：Ai≈1，AV=gm(RD //r0) ，AV同CS放大器相当；输入阻抗低，有阻抗变换特性。输出阻抗高，可用于提高增益和构成高性能恒流源；由于没有密勒效应，频带最宽，常同CS联合构成CS—CB放大器，用于高速运放作差分输入放大级。