项目三 高效率音频功率放大器设计
器高电平时R11上的压降，则R9的求解过程如下：
5?2.51100?，R9??40kΩ 100R92.5取R9为39kΩ。
图5.3.8 三角波发生器
选定工作频率为f?150kHz，并设定R7?R6?20kΩ，则电容C3的计算过程如下： 对电容的恒流充电或放电电流为： I?则电容两端最大电压值为： VC4?5?2.52.5?
R7?R6R7?R61C4?T10Idt?2.5T1
C（R?R）476其中T1为半周期，T1?T/2?1/2f。VC4的最大值为2V，则： 2?2.51
C（R?R）2f476 C4?2.52.5??208.3pF
（R7?R6）4f20?103?4?150?103取C4?220pF，R7?10kΩ，R6采用20kΩ可调电位器。使振荡频率f在150kΩ左右有较大的调整范围。 （3）PWM波产生电路设计
选用LM393精密高速比较器，电路如图5.3.9所示，由于三角波Vp?p?2V，所以要求音频信号的Vp?p不能大于2V，否则会使功放产生失真。
5
项目三 高效率音频功率放大器设计
图5.3.9 PWM波产生电路
（4）功率驱动电路
电路如图5.3.10所示。将PWM信号整形变换成互补对称的输出驱动信号，用LM393组成电压跟随器和1：1反向比例放大器以获得对称输出信号，送给由晶体三极管组成的互补对称式射极跟随器驱动的输出管，保证了快速驱动。功率驱动电路晶体三极管选用2SC8050和2SC8550对管。
图5.3.10 功率驱动电路
2）H桥互补对称输出电路
对VMOSFET的要求是导通电阻小，开关速度快，开启电压小。因输出功率稍大于1W，属小功率输出，可选用功率相对较小、输入电容较小、容易快速驱动的对管，IRF9540和IRF540 VMOS对管的参数能够满足上述要求，故采用之。实际电路如图5.3.11所示。互补PWM开关驱动信号交替开启Q5和Q8或Q6和Q7，分别经两个4阶Butttterworth滤波器滤波后推动喇叭工作。
6
项目三 高效率音频功率放大器设计
图5.3.11 H桥互补对称输出电路
（5）信号变换器设计
电路要求增益为1，将双端变为单端输出，运放选用宽带运放NE5532，电路如图5.3.12所示。由于对这部分电路的电源电压不加限制，可不必采用价格较贵的满幅运放。由于功放的带负载能力很强，故对变换电路的输入阻抗要求不高，选R27?R28?R29?R30?20kΩ。其增益为
Av?R29/R27?20/20?1，其上限频率远超过20kHz的指标要求。
图5.3.12 信号变换器
5.3.6.4 数据测试与分析
（1）测试仪器
本实验所需仪器设备见表5-3-1。
序号 1 2 3 4 5
表5-3-1 实验仪器设备 名称 型号规格
VC101 数字万用表
函数信号发生器 AS101E，0.5HZ-5MHZ 模拟双踪示波器 GOS6021，20MHZ 交流毫伏表 AS2294D，5HZ-2MHZ
YB1713 直流稳压电源
数量
1 1 1 1 1
（2）测试数据与分析（略）
5.3.6.5 结束语
7
项目三 高效率音频功率放大器设计
附件1：高效率音频功率放大器设计材料清单
序号 名称 1 集成运放 3 比较器 4 三极管 5 三极管 6 电阻 7 电阻 8 电阻 9 电阻 10 电阻 11 功率电阻 12 电位器 13 电位器 14 电解电容 15 电解电容 16 瓷片电容 17 瓷片电容 18 独石电容 19 独石电容 20 电感 21 电感 22 场效应管 23 场效应管 24 集成块插座 25 电路板 规格型号 TL062 LM393 8050 8550 1KΩ,1/4W 2.4KΩ,1/4W 10KΩ,1/4W 51KΩ,1/4W 100KΩ,1/4W 8Ω,2W 20KΩ 50KΩ 1uF/25V 4.7uF/25V 104 220PF 105 684 22uH 47uH RF540 RF9540 8脚 10cm*10cm 每份数量 1 2 2 2 4 1 9 2 1 1 2 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 3 1 单位 只 只 只 只 只 只 只 只 只 只 只 只 只 只 只 只 只 只 只 只 只 只 只 块 8
项目三 高效率音频功率放大器设计
附件2：高效率音频功率放大器设计参考电路图