音頻功率放大器設計 pdf epub mobi txt 電子書下載 2025

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葛中海編

圖書標籤:

音頻放大器
功率放大器
電路設計
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音頻處理
放大器設計
音頻功率
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齣版社：電子工業齣版社

ISBN：9787121307607

版次：1

商品編碼：12115754

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2017-01-01

用紙：膠版紙

頁數：268

字數：429000

正文語種：中文

具體描述

編輯推薦

適讀人群：相關技術人員，相關院校的師生，愛好者。

本書麵嚮工程應用，理論聯係實際，通過大量具體的電路實驗，通俗易懂地介紹音頻功率放大器的設計理念與製作細節，嚮讀者展現功率放大器“從小到大，由簡至繁”的演化過程，充滿瞭關於音頻功率放大器設計的真知灼見。書中給齣很多實測的電壓數據、波形及完整的設計思路和圖錶，為講述功率放大器的工作原理提供有力的佐證。無論是學習功率放大器知識的愛好者，還是設計音頻功率放大器的從業人員，都能在本書中找到相關設計原則和實踐數據。

本書適用於電子行業工程技術人員、相關專業的學生及廣大的電子技術愛好者。

內容簡介

音頻功率放大器是一種能量轉換電路，要求在失真許可的範圍內，可高效地為負載提供盡可能大的功率。本書麵嚮工程應用，理論聯係實際，通過大量詳實的具體電路實例，通俗易懂地介紹音頻功率放大器的設計理念與製作細節，給齣的具體實測電壓數據、波形及完整的設計圖錶，可幫助從業人員及愛好者解決實踐中的具體問題。

作者簡介

東北重型機械學院畢業後，先後服務於廣東金正電子公司、廣東步步高電子公司從事VCD、DVD、portable（便攜式）VCD、開關電源和各型充電器的設計、研發工作。2004年8月，到中山市高級技工學校任職，講授《電子電路基礎》、《電子電路繪圖》等課程。

前言/序言

音頻功率放大器（以下簡稱功放）是一種能量轉換電路，要求在失真許可的範圍內，可高效地為負載提供盡可能大的功率。因此，功放的工作電壓與電流的變化範圍大，常常處在大信號或接近極限運用狀態。為瞭提高效率、降低損耗，電路采用互補推挽輸齣方式，功放的工作狀態設置為B類或AB類，可減小交越失真。由於功放管承受高電壓、大電流，因此必須重視功放管的過流保護和散熱問題。

功率放大器既可由集成電路實現，也可由分立元器件組成，或二者兼具。集成功放因電路成熟，低頻性能好，信噪比較小，內部設計具有保護電路，外圍電路簡單，無須調整，故可靠性高。雖然集成電路有很多優點，但功率不能做得太大，因為輸齣功率大，耗散功率也大，但芯片麵積小，散熱問題無法解決。由分立元器件組成的功放，如果電路選擇得好、參數選擇得恰當、元件性能優良、設計和調試好，性能可以做到非常優良。

目前，市場上集成功放與分立元器件功放分庭抗禮，各具特色，誰也無法取代誰。集成功放與分立元器件功放相比，具有以下幾個方麵的特點：

① 由集成電路工藝製造齣來的元器件，雖然參數的精度不是很高，受溫度的影響也較大，但由於各有關元器件都同處在一個矽片上，距離又非常接近，因此對稱性較好，適用於構成差分放大器——這種放大器幾乎是集成運放和音頻功率放大器必選的輸入級電路。

② 由集成電路工藝製造齣來的電阻，其阻值範圍有一定的局限性，一般在幾十歐到幾十韆歐之間，因此在需要很高阻值的電阻時，就要在電路中另想辦法。

③ 在集成電路中，製造晶體管（特彆是NPN管）往往比製造電阻、電容等無源器件更加方便，占用更少的芯片麵積，因而成本更低廉，所以在集成放大電路中，常常用晶體管恒流源代替電阻，尤其是大電阻。

④ 集成電路工藝不適於製造幾十皮法以上的電容器，至於電感器就更睏難，因此放大級之間通常都采用直接耦閤方式，而不采用阻容耦閤方式。

本書立足於由分立元器件組成的功放設計與製作，有利於電子愛好者學習，因為晶體管、二極管、電阻、電容等器件可以自由調整，可以根據個人的愛好去設計音色、音域、功率等。最簡單的功放電路隻要十幾隻元件就能實現，若增加過壓、過流、過熱等保護，電路也可以很復雜，並且性能一般不會低於中、低檔集成功放。

本書在說明或設計晶體管功放時，既有過去常常采用的等效電路方法，又有“假設模型”的方法。前者，對於在學校學過的使用等效電路方法進行設計的讀者來說可謂輕車熟路，得心應手；後者，筆者根據多年的工作經驗和對電路理論的深刻理解，自創“假設模型”，通俗易懂。這些方法對於廣大讀者理解與掌握功放的工作原理彆具匠心，非常有效，而且在電路設計時也不會感到不便。

參與本書編寫的都是多年從事電子技術職業教育的老師，具有豐富的經驗。其中，第1、2、4、10章由中山市技師學院葛中海老師編寫，第3、8章由河源技師學院呂鞦珍老師編寫，第6、9章由河源技師學院陳芳老師編寫，第5章由廣東省核工業華南高級技工學校陳德生老師編寫，第7章由中山市技師學院楊耿國老師編寫。葛中海老師負責全書的策劃、審閱和定稿。

由於編者能力和水平有限，書中疏漏、欠妥和錯誤之處在所難免，懇請各界讀者多加指正，以便今後不斷改進。有興趣與葛中海老師交流或需要電路圖及PCB圖資料的朋友，敬請聯係主編，QQ：1278685727。

編者

電路的靈魂：音響體驗的深度探索與實踐本書並非專注於某一特定技術或産品，而是以一種更為宏觀的視角，深入剖析構成我們聽覺享受的根本——電路。我們將一起踏上一段探索之旅，揭示那些隱藏在美妙鏇律背後的科學原理，理解信號如何在其中流淌、轉化，並最終以震撼人心的聲音呈現在我們耳畔。這本書更像是一位經驗豐富的嚮導，帶領您理解電路的設計理念、分析方法，以及在實際應用中可能遇到的挑戰與解決方案，而非提供一套現成的“食譜”。第一章：信號的誕生與旅程——理解聲音的本質聲音，這個看似虛無縹緲的存在，在物理世界中卻有著其獨特的軌跡。本章將從聲波的産生、傳播機製開始，逐步引入電信號的概念。我們會探討聲源（如麥剋風）如何捕捉空氣中的振動並將其轉化為微弱的電信號，這個過程中的關鍵環節是什麼？傳感器的工作原理、靈敏度、頻率響應等因素如何影響信號的初始質量？我們會深入分析不同類型傳感器的特性，以及它們在捕捉不同聲音細節時的優劣。接著，我們將討論這些原始信號的特點：電壓、電流、頻率、波形等等。理解這些基本參數是後續所有設計的基礎。您將瞭解到，一個音樂片段或一段人聲，其背後代錶的是一係列復雜變化的電信號，它們攜帶著豐富的信息，如音高、響度、音色和動態。我們會用生動形象的例子來闡述這些概念，例如，將高頻信號比作尖銳的鳥鳴，將低頻信號比作渾厚的鼓點，將幅度的變化比作聲音的強弱。此外，本章還會觸及聲音的感知層麵。人耳對聲音的響應並非是綫性的，不同頻率的聲音在人耳中的響度感知存在差異。我們將介紹響度等效麯綫（如Fletcher-Munson麯綫），並討論在電路設計中如何考慮到人耳的主觀聽覺特性，從而設計齣更符閤人們聽覺習慣的産品。這不僅僅是關於電子元件的堆砌，更是關於如何利用科學知識去“討好”我們的耳朵。第二章：信號的塑造者——運算放大器與信號處理一旦電信號被捕獲，它往往需要經過一係列的“雕琢”，纔能變得更加適閤傳輸、增強或修改。運算放大器（Op-amp）無疑是這個過程中最核心的“雕刻刀”。本章將全麵解析運算放大器的基本工作原理，包括其差分輸入、高增益、高輸入阻抗和低輸齣阻抗等關鍵特性。我們將詳細闡述負反饋和正反饋的概念，以及它們在運算放大器電路中扮演的角色。負反饋如何穩定增益、擴展帶寬、降低失真？正反饋又如何用於振蕩電路？我們會從最基本的運算放大器配置入手，例如同相放大器、反相放大器、電壓跟隨器等，分析它們的輸入輸齣關係、增益計算以及在信號調理中的作用。例如，當輸入信號微弱時，我們如何利用同相或反相放大器將其放大到適閤後續處理的水平？當我們需要隔離電路而又不改變信號電壓時，電壓跟隨器又能發揮怎樣的作用？更進一步，我們將探索運算放大器在更復雜的信號處理任務中的應用。濾波器是聲音信號處理中不可或缺的一環。本章將介紹不同類型的濾波器，如低通、高通、帶通和帶阻濾波器，並解釋它們各自的功能。我們將探討有源濾波器（利用運算放大器實現的濾波器）與無源濾波器（僅由電阻、電容、電感組成的濾波器）的優劣。您將瞭解到，通過精心設計的濾波器，我們可以去除噪聲、隔離特定頻段的聲音，或者突齣某些頻率成分，從而達到“淨化”或“塑造”聲音的目的。此外，本章還會觸及信號衰減、信號混閤（如混響、延遲等效果的實現思路）、以及信號的反相與同相問題。理解這些基本信號處理單元，將為後續更高級的設計打下堅實的基礎。我們將強調，每一個運算放大器的配置，每一個濾波器的設計，都是為瞭更好地呈現原始聲音中的每一個細節，或是為瞭賦予聲音新的藝術生命。第三章：能量的傳遞者——電源的優化與穩定再好的信號處理，也需要充沛而純淨的能量來驅動。電源是整個係統的“心髒”，它的性能直接決定瞭整個係統的穩定性和最終的聲音質量。本章將深入探討電源設計的重要性，以及如何為音頻電路提供穩定、低噪聲的供電。我們會從最基本的電源類型談起，如綫性電源和開關電源。詳細分析它們的優缺點，以及它們在不同應用場景下的適用性。例如，綫性電源以其低噪聲的特性在對噪聲敏感的音頻應用中備受青睞，但其效率較低；而開關電源則具有高效率的優勢，但其噪聲問題需要特彆關注和處理。本章將重點講解如何降低電源噪聲。我們會介紹濾波技術在電源電路中的應用，包括電容濾波、電感濾波以及各種組閤濾波方式。您將瞭解到，高質量的濾波元件和閤理的電路布局，對於抑製電源中的紋波和高頻噪聲至關重要。此外，我們還會討論穩壓電路的設計，包括使用綫性穩壓器（如78xx、79xx係列）和低壓差（LDO）穩壓器，以及如何通過多級穩壓來進一步提高電源的穩定性和降低噪聲。對於追求極緻音質的愛好者而言，電源的“清潔度”甚至比信號處理電路本身更為關鍵。我們將探討接地技術的應用，包括單點接地、星型接地等，以及它們如何有效避免地綫迴路産生的噪聲。良好的接地設計，可以幫助信號電流和電源電流各行其道，互不乾擾。本章的目標是讓您理解，一個看似簡單的電源，其背後蘊含著豐富的工程學知識。通過優化電源的設計，我們能夠為信號電路提供一個“安靜”的工作環境，讓聲音信號得以更純粹地呈現，避免不必要的乾擾和失真。第四章：信號的最終呈現——理解揚聲器與音箱的協同經曆瞭信號的捕捉、處理和能量供給，最終，這些電信號需要被轉化迴我們能夠聽到的聲音。揚聲器和音箱的設計，就是這個“翻譯”過程的關鍵。本章將從聲學的角度，深入探討揚聲器的工作原理，以及如何通過閤理的音箱設計來最大化揚聲器的潛力。我們會分析不同類型揚聲器的結構與工作原理，例如動圈式揚聲器（最常見的類型）、靜電式揚聲器、平闆振膜揚聲器等。理解振膜的材質、形狀、磁路的強度以及音圈的參數，如何影響揚聲器的頻率響應、靈敏度、失真和瞬態響應。我們將討論阻抗匹配的問題，以及如何確保揚聲器能夠從電路中有效地獲取能量。音箱的設計，遠非僅僅是提供一個“盒子”。本章將深入探討音箱箱體對聲音迴放的影響。您將瞭解到，不同的箱體結構（如密閉箱、倒相箱、傳輸綫箱、號角箱等）對聲音的低頻延伸、瞬態響應和整體音色有著決定性的影響。我們會分析這些結構背後的聲學原理，以及它們在塑造聲音特性上的差異。此外，本章還會觸及揚聲器的分頻技術。許多音響係統會使用多個揚聲器來覆蓋不同的頻率範圍（如高音單元、中音單元、低音單元）。分頻器（Crossover Network）的作用是將音頻信號按照頻率劃分，並發送給相應的揚聲器單元。我們將介紹分頻器的基本類型（一階、二階、三階等）以及它們在實現平滑頻率響應和相位一緻性方麵的重要性。最終，本章旨在幫助您理解，揚聲器和音箱並非孤立的組件，而是需要與整個音頻信號鏈協同工作，纔能呈現齣令人信服的聲音。一個精心設計的揚聲器單元，配閤一個聲學優化到極緻的箱體，能夠將電路中的電信號精確地還原為具有藝術感染力的聲音。第五章：設計的藝術與實踐——係統集成與調試在理解瞭各個單元的原理之後，本章將著眼於將這些獨立的模塊整閤成為一個完整的、高性能的音頻係統。這不僅僅是電路圖的堆砌，更是一門關於如何平衡各項性能指標、如何在實際製造中優化布局、以及如何進行有效調試的藝術。我們將討論係統設計的整體思路。如何根據預期的目標（例如，追求極緻的保真度、強大的驅動能力、或是特定的音色風格）來選擇閤適的電路拓撲和元器件？電路的級聯會帶來哪些潛在的問題？例如，前級電路的噪聲如何影響後級信號？後級輸齣的失真又如何影響最終的聲音？布局與布綫是決定電路性能的關鍵因素之一。我們將探討如何進行閤理的PCB布局，以最小化寄生電感和寄生電容的影響，以及如何進行良好的信號布綫，以避免串擾和電磁乾擾（EMI）。接地設計在係統集成中尤為重要，本章將重申其關鍵性，並提供具體的實踐建議。調試是實現預期性能的必經之路。本章將介紹常用的調試工具和方法，如示波器、信號發生器、頻譜分析儀等。我們將講解如何通過測量關鍵點的信號波形、頻譜特性，來診斷電路中的問題，例如失真、噪聲、頻率響應不平坦等。同時，我們也會討論如何通過調整元器件參數、優化電路參數，來達到最佳的性能指標。最終，本章強調的是，一個成功的音頻電路設計，是將理論知識轉化為實際産品的過程。它需要精密的計算、細緻的布局、以及耐心細緻的調試。通過這一章的學習，您將能夠對整個音頻信號鏈的構成和工作流程有一個全麵的認識，並具備初步的係統設計和調試能力。本書緻力於為讀者提供一個理解音頻電路設計的深度視角，它不是一本簡單的“how-to”指南，而是一次關於聲音、信號與工程學的探索。通過深入理解各個環節的原理與實踐，您將能更好地欣賞和理解音樂，甚至激發您自己動手創造更美妙聽覺體驗的靈感。

用戶評價

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名本身就非常吸引我，因為我一直夢想著能夠親手設計齣一款能夠完美演繹我喜愛音樂的音頻功率放大器。我希望這本書能夠從零開始，係統地介紹音頻功率放大器的設計理念和方法。我期待書中能夠深入講解各種放大器的工作原理，例如電壓放大、電流放大，以及它們的組閤。我對於如何設計一個穩定、低噪聲的電源，以及如何優化電路布局以減少寄生效應，一直很感興趣，希望書中能夠提供一些行之有效的解決方案。我希望書中能夠提供一些不同應用場景下的設計實例，例如為書架音箱設計的功率放大器，或者為低音炮設計的功率放大器。如果書中還能涉及到一些發燒級的設計理念，比如發燒元件的選擇、電路的優化等，那就更好瞭。我希望通過閱讀這本書，能夠掌握音頻功率放大器的核心設計技術，並且能夠將理論知識轉化為實際的電路實現，最終聽到自己親手設計的功放帶來的美妙聲音。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就給我一種非常專業且嚴謹的感覺，那種深邃的藍色搭配銀色的文字，仿佛預示著其中蘊含著電路設計的精髓。我當初選擇這本書，很大程度上是因為我對音響設備的熱情，尤其是那些能夠帶來澎湃而細膩音質的功率放大器。一直以來，我對於如何將微弱的音頻信號放大到足以驅動揚聲器，並且在這個過程中盡量減少失真、保持音色的原汁原味，充滿瞭好奇。我希望這本書能夠深入淺齣地講解功率放大器的工作原理，從最基本的晶體管放大電路，到更復雜的集成電路應用，能夠讓我一步步理解其中的奧秘。我尤其期待書中能夠提供一些實際的設計案例，例如針對不同聽音需求（如Hi-Fi、監聽、舞颱演齣等）所設計的功放電路，以及在元件選擇、PCB布局、散熱設計等方麵的一些實用技巧和注意事項。如果書中還能涉及到一些前沿的音頻技術，比如D類功放的最新發展，或者一些數模混閤設計的思路，那就更好瞭。我希望這本書不僅僅是理論的堆砌，更能提供實踐的指導，讓我能夠真正掌握設計一款優秀音頻功率放大器的能力。

評分☆☆☆☆☆

作為一個業餘電子愛好者，我一直對音響設備有著濃厚的興趣，尤其是那些能夠帶來震撼聽覺體驗的功率放大器。我購買這本書，是希望能夠填補我在音頻功率放大器設計方麵的知識空白。我期待書中能夠詳細介紹各種類型的功率放大器電路，例如經典的OCL、OCL、BTL等架構，並且能夠分析它們的工作原理和特點。我對於如何選擇閤適的元件，以及如何進行電路仿真和PCB布局，一直感到有些睏惑，希望這本書能夠提供一些清晰的指導和實用的技巧。我尤其希望書中能夠包含一些實際的設計案例，例如如何設計一款低失真、高效率的Hi-Fi功放，或者一款適用於舞颱演齣的高功率功放。如果書中還能涉及到一些數字功放的技術，或者一些與數字信號處理相結閤的設計思路，那就更完美瞭。我希望通過閱讀這本書，能夠獲得一些動手實踐的能力，並且能夠獨立設計齣符閤自己需求的音頻功率放大器。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本《音頻功率放大器設計》時，我第一反應是它厚實的分量，這讓我對接下來的學習內容充滿瞭期待。我一直覺得，要真正理解一個電子設備的靈魂，就必須深入瞭解其核心電路，而音頻功率放大器無疑是音響係統中最為關鍵的一環。我希望這本書能夠從最基礎的放大理論講起，例如BJT和MOSFET的放大特性，以及它們在音頻電路中的應用。我期待能看到關於不同放大器架構的詳細對比和分析，比如甲類、乙類、甲乙類以及D類功放的優缺點，以及它們各自適用的場景。我對於如何優化功放的性能，減少噪聲和失真，一直很感興趣，希望書中能提供一些實用的方法論，比如關於反饋環路的設置、電源濾波的設計、以及接地策略等。如果書中還能涉及一些功率放大器的穩定性分析，以及如何進行實際的電路仿真和測試，那將極大地提升這本書的實用價值。我希望通過閱讀這本書，能夠建立起一個係統性的音頻功率放大器設計知識體係，並且能夠舉一反三，應對各種復雜的設計挑戰。

評分☆☆☆☆☆

我一直對音響設備有著近乎癡迷的熱情，而其中最讓我著迷的部分，莫過於那些驅動揚聲器發齣美妙聲音的“心髒”——音頻功率放大器。這本書的名字《音頻功率放大器設計》，就像一個秘密的邀請，指引我走嚮探索的殿堂。我希望它能帶我深入瞭解功率放大器是如何工作的，從最基礎的電子元件，如晶體管、電阻、電容，到復雜的集成電路，它們是如何協同作用，將微弱的音頻信號放大成足以震撼人心的力量。我渴望書中能夠詳細解析不同類型的放大器架構，比如那些以純淨音質著稱的甲類功放，或者以高效率為賣點的D類功放，並能清晰地闡述它們各自的優勢、劣勢以及適用的領域。此外，我特彆期待書中能夠提供一些關於如何優化電路參數，減少諧波失真、瞬態失真以及電源噪聲的實用技巧，甚至是關於如何進行電路仿真和實際測量的方法。如果書中能提供一些實際的電路圖紙，或者針對不同應用場景（如傢庭影院、Hi-Fi係統、專業監聽等）的設計案例，那就再好不過瞭，這能讓我更快地將理論知識轉化為實踐，真正邁入音頻功率放大器設計的大門。