论文总字数：17789字

摘 要

随着现代信息通信技术的快速发展，功率放大器已经成为电子线路科学技术中一个不可或缺的组成元素。功率放大器的性能在极大程度上影响甚至于制约着整个电子线路通信系统中的技术水平和通信质量，如何保证功率放大器能够宽频带，低噪声，高增益，高效率，高质量的工作是贯穿在整个功率放大器设计过程中的核心问题。乙类放大器适于宽频带大功率工作，输出信号经过后续处理后失真度可以做到很低，因此大多数的集成运放系统的末级输出皆采用乙类推挽形式，乙类推挽电路是高保真放大电路中最常用的功放电路。

本文基于multisim平台，进行辅助设计和电路仿真，采用分立器件搭建一个乙类推挽音频功放电路。

关键词：乙类推挽功放 multisim 消除交越失真

Abstract

With the rapid development of modern information communication technology, power amplifier has become an indispensable component of wireless communication technology.. The performance of power amplifier in a great extent influence even in restricting the electronic information communication system in the technical level and the quality of communication, how to ensure power amplifier to broadband, low noise, high gain, high efficiency, high quality of work is through the core problem in the design of the power amplifier. Class B amplifier suitable for wide band high power, output signal after subsequent processing distortion degree can be done very low, so most of the integrated operational amplifier system of the final output all the class B push-pull form, class B push-pull circuit is high fidelity amplification circuit in the most commonly used power amplifier circuit.

The platform based on Multisim, aided design and circuit simulation, using a discrete devices to build a class B push-pull audio amplifier circuit.

Keyword： Class B push-pull power amplifier multisim

Elimination of cross distortion

目 录

摘 要 2

Abstract 3

目 录 4

第一章 绪论 6

1.1 课题背景与研究意义 6

1.2 论文主要内容及章节安排 8

第二章 multisim软件及其常用分析方法 9

2.1 multisim软件介绍 9

2.2 multisim常用分析方法 12

2.2.1 直流工作点分析 12

2.2.2 交流分析 13

2.2.3 瞬态分析 14

2.2.4 傅里叶分析 15

2.2.5 失真分析 16

第三章 乙类推挽功放电路设计及功能仿真 17

3.1 乙类推挽功放电路设计原理 17

3.2 MULTISIM功能仿真 20

第四章 前置级为运放的乙类功放电路设计和功能仿真 26

4.1 前置级为运放的乙类功放电路设计 26

4.2 前置级为运放的乙类功放电路仿真 30

第五章pocketlab介绍及硬件测试 32

第六章 总结与展望 35

参考文献 36

绪论

1.1 课题背景与研究意义

乙类（b类）功率放放大电路的工作方式是当电路无信号输入时，输出的晶体管不导电，所以不会消耗功率。而当电路有信号输入时，每对输出的晶体管各自放大一半波形，两个输出的晶体管一开一关轮流工作从而完成一个全波形放大，但是在两个输出三级管轮换工作的时候便有可能发生交越失真，因此造成输出信号的非线性。在实际电路设计当中，纯乙类功率放大电路比较少，因为在信号的幅度非常低时电路的失真情况十分严重，交越失真会使声音信号变得粗糙。乙类功放的效率平均约为75%，乙类功率放大电路产生的热量较甲类功放较低，所以容许使用功率较小的散热器。

乙类互补对称功放的电路组成

图1.1乙类功放

下面来研究一下上图所示的乙类互补对称电路。T1管和T2管分别为NPN型管和PNP型管，t1t2管的基极和发射极连接在一起，信号从基极输入，从射极输出，电阻RL为负载。由于该功率放大电路不存在基极偏置，所以vBE1=vBE2=vi。当vi=0时，T1、T2管均处于截止状态，所以该电路为乙类功率放大电路。这个功率放大电路可以看作是由两个晶体管的射极输出器级耦合而成。

考虑到BJT发射结处于正向偏置的时候才会导电，因此当信号处于正半周的时候，vBE1=vBE2gt;0，则此时T2管截止，T1管承担放大任务，有电流通过负载电阻RL；而当信号处于负半周的时候，vBE1=vBE2lt;0，则此时T1管截止，T2管承担放大任务，仍有电流通过负载电阻RL；这样，一个晶体管在输入信号的正半周工作，而另晶体管管在输入信号的负半周工作，两个晶体管互相弥补对方的不足，从而在负载电阻上得到一个完整的波形，故被称为互补电路。

互补功率放大电路较好地解决了乙类放大电路中效率与失真的矛盾问题。为了使负载电阻上得到的波形图正、负半周幅度相同，还要求两个晶体管（t1 t2）的特性必须完全一致，即是工作性能对称。所以上图所示的功率放大电路通常被称为乙类互补对称电路。

笔者所在大学（东南大学）信息科学与工程学院的学生需要完成大量的实验涉及不同类型的半导体电路。简单的实验室都是使用面包板和通孔安装的组件，但某些问题出现时，建立一个涉及很常用的乙类功率放大器实验。主要的问题是，放大器需要偏置二极管和晶体管共享一个共同的热沉，随着晶体管的温度特性使晶体管基极-发射极电压开始进行低水平的结温增加。当基极-发射极电压由网络提供偏置，偏置电压必须相应减少，而这是通过让偏置二极管经历相同的温度，随着晶体管的变化。简而言之，整个电路的设计和晶体管，电阻电容等器件参数的确定对于本专业的学生来说还是比较困难的。

本文的目的是给学生一个基本器件已经确定，电路结构已经成熟的乙类推挽功放电路。面临的主要挑战在以传统的方式运行的实验室，学生往往不能使连接的第一时间，就这样，浪费了很多时间在故障电路。这也是保持关注他们得到的结果相当困难的学生，并在同一时间做连接正确，记笔记，使用的测量仪器的正确，并设置输入系统。这是作者的经验，所有方面的活动有助于使实验室的真正目的：了解电路。因此，学生们渴望单独使用面包板创建电子线路的训练，在实验中获得的理解。

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