自主設計一低頻功率放大器，滿足如下要求：

（1）輸入正弦信號電壓有效值為5mV，在8Ω電阻負載（一端接地）上，輸出功率大于1W，輸出波形無明顯失真；

（2）通頻帶為20Hz~20kHz；

（3）輸入電阻為600 Ω。

實驗具體要求如下：

（1）設計電路，利用Multisim軟件繪制電路原理圖。

（2）闡述功率放大原理。

（3）在輸入信號有效值為5mV下，測量負載電壓有效值，計算實際輸出功率，驗證是否滿足1W。

（4）測量電路電源輸出電流，計算電源輸出總功率和所設計功率放大器的效率。

（5）測量整個電路的通頻帶，記錄3dB帶寬的截止頻率，計算截止頻率的誤差。

實驗結果

（1）在下方列出所設計電路的原理圖，并進行電路原理的闡述，說明電路放大倍數和輸入電阻的設計原理。

圖5-1整機電路圖

電路組成：前置放大部分，濾波部分，功率放大部分

前置放大部分，采用反向比例放大電路，根據反向比例放大公式Av=Vout/Vin= - R2/R1取R2為10kΩ，R1為100Ω，算得放大倍數為100倍，輸入電阻通過R20與R21并聯，計算得到600Ω

帶通濾波器

要實現的功能為20Hz-20kHz的帶通濾波，由于帶寬較寬且要求通帶平坦，四階帶通濾波器并不適用，所以選擇四階高通濾波器與四階低通濾波器級聯實現四階帶通濾波的功能。

二階低通VCVS電路元件值

根據查表法，確定濾波器部分各元件值為如圖所示

此時3DB帶寬為20-20kHz

功率放大部分
采用反向比例放大電路，放大10倍，所以電阻選擇R9=3k，R7=30k，3k/30k=10

在輸入信號有效值為5mV下，測量負載電壓有效值（給出仿真圖），計算實際輸出功率，驗證是否滿足1W。
輸入信號有效值5mv，各運放外加電源+-12v的條件下，8Ω負載兩端電流為

8Ω負載兩端電壓為

實際輸出功率計算：

輸出功率=U2/R=10.5442/8=13.89W>1W

測量電路電源輸出電流，計算電源輸出總功率和所設計功率放大器的效率。
輸出電壓為12v

輸出電流=12/8=1.5A

輸出功率=12*12/8=18w

所以轉換效率η=13.89/18=77.16%

測量整個電路的通頻帶（給出幅頻特性圖），記錄3dB帶寬的截止頻率，計算截止頻率的誤差。

兩端誤差分別為：

Y1=（20.115-20）/20=0.5%

Y2=（20.161-20）/20=0.8%

實驗思考題

1、實測中功放的效率應該如何測量？

答：首先確定負載的阻值，然后測量負載的電壓或者電流，使用I2R或U2/R計算得出功率。測量需要使用電壓表，示波器等儀器。

2、D類功率放大器的優點和缺點是什么？

答：、d類功放具有很高的能量使用轉換率，而且它的體積很小，具有很強的可靠性。d類功放的電池使用率可以達到90%以上，符合綠色環保的要求。

2、d類功放的使用范圍很廣，其連接的負載阻抗最低值可以達到很低，另外不管負載阻抗值如何變化，其電池的轉換率基本上可以說是不變

3、d類功放沒有高頻、中頻、低頻的相對變化，它的聲音非常清晰，而且聲像有很準確的定位。

4、d類功放非常適合產品的大批量生產。只要確保安裝對元器件，就可以使產品具有的很好的一致性，而且生產的過程中不需要任何的調試，安全可靠。

5、d類功放可以直接實現群控、遙控、監測等功能，而不需要添加任何的裝置。

D類功率放大器的缺點

D類功率放大器雖然有很多優點，但是也同樣有很多缺點，而且這些缺點嚴重影響著D類功率放大器的發展，下面我就具體來說說D類功率放大器的缺點。

1、D類功率放大器的沒有專 門 的 開關 ，若是安裝的功率晶體管和其他器件匹配的不好，會導致整個產品質量不過關。

2、D類功率放大器的功率晶體管在其剛開始連接和最后的關閉過程中，緊靠 地面 的電位會發生波動等情況，從而增加了噪音。

3、D類功率放大器的輸出電路有可能會出現死區等情況。

4、D類功率放大器的揚聲器可能會因為某種原因而出現失真等情況。