西安電子科技大學(xué)長(zhǎng)安學(xué)院課件

基于LM1875音頻功率放大器的電路設(shè)計(jì)講解員：吳先龍

摘要隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的追求，現(xiàn)代人對(duì)聽覺的水平要求越來(lái)越高，所以對(duì)音響的音質(zhì)真實(shí)性要求越來(lái)越多，并能對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸ぱb飾，使聲音音質(zhì)真實(shí)優(yōu)美動(dòng)聽。因此，我們這次的研究主要對(duì)象是基于LM1875的音頻功率放大器,然而功率放大器是在音響系統(tǒng)中是把微弱的音頻信號(hào)放大到足以驅(qū)動(dòng)喇叭單元工作，重放出人耳能聽到的聲音設(shè)備。本設(shè)計(jì)主要介紹采用LM1875芯片設(shè)計(jì)的功率放大器，它在應(yīng)用場(chǎng)合能提供非常低的失真度和高質(zhì)量的音色，還具有了高增益、快轉(zhuǎn)換速率、寬功率帶寬、大輸出電壓擺幅、大電流能力和非常寬的電源范圍等特性。系統(tǒng)采用大回環(huán)電壓負(fù)反饋控制輸出，配以普通雙路橋式整流濾波電路，放大器采用內(nèi)部補(bǔ)償，增益控制在26dB左右。它可用于家用功放，高品質(zhì)音頻系統(tǒng)，立體聲唱機(jī)等?；贚M1875音頻功率放大器系統(tǒng)框圖前置放大級(jí)音調(diào)控制級(jí)功率放大級(jí)

自制穩(wěn)壓電源負(fù)載電路形式的選擇 由于信號(hào)遠(yuǎn)輸入的信號(hào)幅度較小。不足以推動(dòng)以后的功放電路。因此要用電壓放大電路對(duì)信號(hào)輸入的音頻信號(hào)電壓進(jìn)行放大，對(duì)于信號(hào)源，其負(fù)載約為47KΩ，所以選用電壓串聯(lián)負(fù)反饋方式的同相比例放大器，它可以使輸入電阻增大，輸出電阻減小，且輸入輸出電壓同相。又因?yàn)榍爸梅糯蠹?jí)的增益為44dB，即158倍，取160倍，前置放大級(jí)電路采用二級(jí)，第一級(jí)與第二級(jí)采用電容耦合方式，總的電壓放大倍數(shù)為Auf=160，設(shè)計(jì)中選用Auf1=1，Auf2=160。其中第一級(jí)實(shí)際上是一個(gè)電壓跟隨器，它提高了帶負(fù)載的能力。

電路中電容C11是用作噪聲去耦合的，可以用小體積大容量的鉭電容或普通電解電容，一般選為10μF，R11可選用較大的電阻，取1MΩ，電阻R12取10K，LF353（2）構(gòu)成的是放大倍數(shù)為160的電壓放大電路，同相交流放大電路的平衡電阻可盡量選得大一些，一般為10K以上，這樣有利于提高放大電路的輸入電阻，由于輸入電阻為47K，故選RP2的阻值為47K，R21取1K，耦合電容C12為10μF。由Auf2=1+R23/R22及R21=R23//R22，Auf2=180可得R21=R22=1K，R23=160K。C21，C22，C23，C24，主要用于電源旁路濾波，一般C21，C23用電解電容，其值為220μF，C22，C24用普通的電容，一般取值為22μF。LF353的電源為±15V的直流穩(wěn)壓電源。音調(diào)控制級(jí)作用介紹： 音調(diào)控制器主要是控制，調(diào)節(jié)音響放大器的幅頻特性，他只對(duì)低頻與高頻的增益進(jìn)行提升與衰減，中音頻的增益保持0dB不變。因此，音調(diào)控制器的電路可以由低通濾波器和高通濾波器構(gòu)成。由運(yùn)算放大器構(gòu)成的音調(diào)控制器，電路調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單，元器件少，因此，我們選用這種電路形式。電路圖：RP33用來(lái)控制音量的大小功率放大級(jí)1.電路形式的選擇 芯片選用LM1875，而一個(gè)LM1875的輸出功率最大只能達(dá)到20W，已能滿足本課題的設(shè)計(jì)要求,故本設(shè)計(jì)采用單片LM1875。如果要把輸出功率提高到50W，可選擇BTL電路，按照如下方法進(jìn)行設(shè)計(jì): BTL電路它是在OTL電路和OCL電路的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型功率放大電路，其工作原理如下：解決方案 由BTL的工作原理及特點(diǎn)可知，要滿足輸出功率為50W的要求，可用兩個(gè)LM1875組成BTL電路，要想獲得好的輸出特性，關(guān)鍵是要獲得BTL電路所需的兩個(gè)大小相等，相位相反的音頻信號(hào)。通過(guò)查詢資料（3），可知，可以用一個(gè)倒相電路來(lái)提供此信號(hào)。如右圖所示：倒相電路BTL功率放大電路1.圖中VT組成的單管放大電路沒有電壓放大作用，它采用分壓式偏置供給VT關(guān)靜態(tài)工作電流，從集電極和發(fā)射極輸出的音頻信號(hào)大小分別為IcRc和IeRe，由于Ic≈Ie，Rc=Re，所以兩路的信號(hào)大小相等而極性相反，可將它們分別通過(guò)電容耦合到BTL電路的兩個(gè)同鄉(xiāng)相輸入端。則功率放大電路如右圖2.元件參數(shù)的計(jì)算與選取

（1）反饋網(wǎng)絡(luò)電阻值的選取

LM1875的增益為26dB，即有：Av=1+R403/R401≈R403/R401=20 所以有R403≈20R401：，通常取R401=1K左右，則R403=20K。（2）隔直電容C402，C403應(yīng)滿足在下限頻率上（fl=20HZ）的容抗遠(yuǎn)小于R1，取C402=C403=10μ。 電源旁路電容：C406=C408=C410=C412=220uF，C407=C409=C411=C413=22uF.

LM1875的工作原理LM1875功放板由一個(gè)高低音分別控制的衰減式音調(diào)控制電路和LM1875放大電路以及電源供電電路三大部分組成，音調(diào)部分采用的是高低音分別控制的衰減式音調(diào)電路，其中的R02，R03，C02，C01，W02組成低音控制電路；C03，C04，W03組成高音控制電路；R04為隔離電阻，W01為音量控制器，調(diào)節(jié)放大器的音量大小，C05為隔直電容，防止后級(jí)的LM1875直流電位對(duì)前級(jí)音調(diào)電路的影響。放大電路主要采用LM1875，由1875，R08，R09，C06等組成，電路的放大倍數(shù)由R08與R09的比值決定，C06用于穩(wěn)定LM1875的第4腳直流零電位的漂移，但是對(duì)音質(zhì)有一定的影響，C07，R10的作用是防止放大器產(chǎn)生低頻自激。本放大器的負(fù)載阻抗為4→16Ω。為了保證功放板的音質(zhì)，電源變壓器的輸出功率不得低于80W，輸出電壓為2*25V，濾波電容采用2個(gè)2200UF/25V電解電容并聯(lián)，正負(fù)電源共用4個(gè)2200UF/25V的電容，兩個(gè)104的獨(dú)石電容是高頻濾波電容，有利于放大器的音質(zhì)。致謝 本設(shè)計(jì)是在馬老師的精心指導(dǎo)和鼓勵(lì)下完成的。馬老師深厚扎實(shí)的學(xué)識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)和真誠(chéng)謙遜的品質(zhì)，使我在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中收益匪淺。馬老師在設(shè)計(jì)方面對(duì)我的指導(dǎo)和幫助令我終身難忘。在此，謹(jǐn)向馬老師表示衷心的感謝！ 感謝所有支持和幫助過(guò)我的同學(xué)和老師！ 此外，我還要感謝在我