音頻功率放大器

1、附錄三模擬電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)題目： 音頻功率放大器 專業(yè)班級(jí)： 15電子信息工程 學(xué)生姓名： 肖明慧 學(xué)號(hào)：150802040指導(dǎo)教師： 曾祥華 設(shè)計(jì)時(shí)間：2017.2.20-2017.3.30 設(shè)計(jì)OTL音頻功率放大器五一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1用分立元件放大電路和OTL集成功放塊設(shè)計(jì)OTL功放電路2輸入信號(hào)為vi10mV, RI100K;額定輸出功率Po1W；負(fù)載阻抗RL=8；3用橋式整流電容濾波集成穩(wěn)壓塊電路設(shè)計(jì)電路所需的直流電源。二、方案設(shè)計(jì)與論證首先要設(shè)計(jì)一個(gè)橋式整流電容濾波集成穩(wěn)壓塊電路設(shè)計(jì)電路所需的直流電源，其次用分立元件放大和集成放大構(gòu)成二級(jí)放大電路。1.方案一方案一由分立元件和集

2、成運(yùn)放電路組成，如圖2-1所示。 喇叭功率放大器帶通濾波前置放大器 ±12V穩(wěn)壓電源電路 圖2-1 OTL功放電路方案一方案一原理分析通過前置放大器對(duì)其信號(hào)進(jìn)行放大，隨后用功率放大器進(jìn)行放大，兩者綜合放大300到320倍，滿足實(shí)驗(yàn)要求。2.方案二方案二由分立元件和集成運(yùn)放電路組成，如圖2-2所示。OTL集成運(yùn)放電路分立元件放大電路 +12V穩(wěn)壓電源電路 圖2-2 OTL功放電路方案二方案二原理分析：課程設(shè)計(jì)的要求是用分立元件放大電路和OTL集成功放塊設(shè)計(jì)OTL功放電路，那么可以分成兩級(jí)放大。第一級(jí)可放大15倍，第二級(jí)放大20倍，加起來共300倍左右，由于存在誤差，所以只需兩級(jí)放大30

3、0到320倍即可基本滿足需求。通過分析，結(jié)合設(shè)計(jì)電路性能指標(biāo)方案一不能滿足題目所需，且難以焊接，元件數(shù)量較多，器件的性價(jià)比低。方案二滿足題目所需，較易焊接，元器件較少，性價(jià)比高。本設(shè)計(jì)電路選擇方案二。三、單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算1.直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)直流電源由電源變壓器，整流電路，濾波電路，穩(wěn)壓電路四部分構(gòu)成，穩(wěn)壓電源的組成框圖3-1所示。 + 電 源 + 整 流 + 濾 波 + 穩(wěn) 壓 u1 u2 u3 uI U0 _ 變壓器 _ 電 路 _ 電 路 _ 電 路 圖3-1 穩(wěn)壓電源的組成框圖（1） 整流，濾波電路 整流部分：用橋式整流法對(duì)交流進(jìn)行整流，（用N4007二極管）整流后電壓為Uo1

4、=0.9U2=13.5V。 濾波部分：電容濾波電路是最常見也是最簡(jiǎn)單的濾波電路，在整流電路的輸出端并聯(lián)一個(gè)電容即構(gòu)成電容濾波電路,用大電容（3300的電解電容），因?yàn)樵O(shè)計(jì)中要求輸出正12V所以要用一個(gè)大電容，濾波之后電壓為Uo2=1.2U2=18V。（2）穩(wěn)壓電路 用LM7812進(jìn)行穩(wěn)壓，講電壓穩(wěn)定在正12V，要注意對(duì)穩(wěn)壓塊的保護(hù)，所以安裝保護(hù)二極管，最后的輸出部分應(yīng)裝發(fā)光二極管，觀察電路時(shí)候?qū)ā?直流穩(wěn)壓電路圖如圖3-1所示。 圖3-1 直流穩(wěn)壓電路圖 2.功放電路設(shè)計(jì)（1） 分立元件放大電路 10÷1.0=10 24÷2.4=10 （2） 集成功率運(yùn)放電路 功能部分電

5、路如圖3-2所示。 圖3-X 分立元件和集成功率放大電路四、總原理圖及元器件清單1.總原理圖 圖4-1音頻功率放大電路2.元件清單表1 元件清單元件序號(hào)型號(hào)主要參數(shù)數(shù)量備注（單價(jià)/元）R1定值電阻10.0K10.8R2定值電阻24K10.8R3定值電阻2.4K10.2R4定值電阻10010.1R5定值電阻1010.1R6單連電位器100K10.8R11定值電阻1.0K10.1C1耐壓值50V3300uF11.5C2耐壓值50V0.1uF10.1C3耐壓值50V0.33uF10.1C4耐壓值50V220uF20.4C10耐壓值50V10uF20.2C6耐壓值50V47uF10.3C9耐壓值50V

6、0.05uF10.2TI12V變壓器110D11N400750.2穩(wěn)壓器件W781210.5三極管805010.5集成功率放大LM38610W/8歐11.1揚(yáng)聲器1.52V,10mV20mV12發(fā)光二極管10.1五、安裝與調(diào)試1.電路安裝 首先，要先看懂安裝電路圖。講電路圖中的元件與實(shí)物件進(jìn)行對(duì)照，對(duì)號(hào)入座。在對(duì)元件進(jìn)行檢測(cè)確保每一個(gè)元件都是完好無損，可以正常工作的，排除有故障的元件。其次，對(duì)元件的引腳進(jìn)行預(yù)成型處理。安裝注意：先小后大，先里后外，先低后高，先輕后重的原則。最后，用電烙鐵和焊錫進(jìn)行焊接工作。 2.電路調(diào)試（1）靜態(tài)調(diào)試在不加輸入信號(hào)或只加固定的電平信號(hào)的條件下進(jìn)行直流測(cè)試，用萬

7、用表測(cè)得電路中各點(diǎn)的電位，通過和理論估算值比較，結(jié)合電路原理的分析，判斷出電路直流工作狀態(tài)正常，發(fā)現(xiàn)電路中已損壞或處于臨界工作狀態(tài)的元器件。最后通過更換器件或調(diào)整電路參數(shù)，使電路直流工作狀態(tài)符合設(shè)計(jì)要求。（2） 動(dòng)態(tài)調(diào)試 在靜態(tài)調(diào)試的基礎(chǔ)上進(jìn)行，在電路的輸入端加入Vi=10mV，頻率f=1KHz的信號(hào)，用示波器觀測(cè)該級(jí)輸出波形，并測(cè)量各項(xiàng)性能指標(biāo)時(shí)候滿足題目要求，如果相差很大，應(yīng)檢查電路是否接錯(cuò)，相應(yīng)的地是否接上，元器件數(shù)值是否合乎要求，否則是不會(huì)出現(xiàn)很大誤差的。由信號(hào)的流向，順序檢測(cè)各測(cè)試點(diǎn)的輸出信號(hào)，未發(fā)現(xiàn)不正常現(xiàn)象，經(jīng)過調(diào)試，滿足要求。六、性能測(cè)試與分析1.直流電源測(cè)試與分析（1） 測(cè)試

8、步驟 接通電源后，靜置一會(huì)電路穩(wěn)定后沒有出現(xiàn)任何故障（如芯片被燒等）再進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)發(fā)光二極管有亮，用示波器觀察輸出波形，隨后將萬用表分別測(cè)量變壓器原、副邊線圈的輸出電壓，濾波后的輸出電壓W7812的輸出和輸出電壓。（2） 測(cè)試數(shù)據(jù) 測(cè)得原邊電壓Uo=220V，副邊電壓U2=12V，輸出電壓=12.16V。（3） 數(shù)據(jù)處理 所得實(shí)際電壓為12.16V。（4） 誤差計(jì)算 （12.16-12）/12=0.01333（5） 結(jié)論分析（包含誤差分析） 結(jié)論與所需電源12V誤差不大。微小誤差可能是由電容的大小誤差所造成的。2.功能電路測(cè)試與分析（1） 測(cè)試步驟 分立元件輸入端接函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，輸入100

9、0Hz，10mV。在8050后的輸出端接示波器與信號(hào)毫伏表，負(fù)極接地。芯片LM386的輸入端接函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，輸入1000Hz，10mV，在輸出端接示波器與信號(hào)毫伏表，負(fù)極接地。最后分立元件8050輸入端接1000Hz,10mV,LM386輸出端接示波器與信號(hào)毫伏表，負(fù)極共地。（2）測(cè)試數(shù)據(jù)測(cè)得8050輸出端示波器出現(xiàn)正弦波，同時(shí)示波器顯示161.2mV。測(cè)得LM386輸出端示波器出現(xiàn)正弦波，同時(shí)示波器顯示201.5mV。最后統(tǒng)一測(cè)試時(shí)，測(cè)得輸出端出端示波器正弦波，同時(shí)示波器輸出310.6mV.（3）數(shù)據(jù)處理 第一級(jí)放大倍數(shù)Au1=161.2÷10=16.12， 第二級(jí)放大倍數(shù)Au2

10、=201.5÷10=20.15, 總電路放大倍數(shù)Au=16.12×20.15=324.6568， 310.6mV.（4）誤差計(jì)算 第一次：(324.6568-2202）÷2202=0.04348。 第二次：(310.6-2202)÷2202=-0.0021.（5）結(jié)論分析（包含誤差分析） 由第一次與第二次的結(jié)果可知誤差小于0.1，前后誤差相差不大，實(shí)驗(yàn)較為成功，出現(xiàn)些許誤差的原因可能是由于電容與電阻本身存在誤差。讀數(shù)不準(zhǔn)確造成誤差；信號(hào)發(fā)生器不穩(wěn)定造成誤差；靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置得不是很合理。七、結(jié)論 （介紹電路組成部分、實(shí)現(xiàn)了哪些功能，電路的優(yōu)點(diǎn)及不足。對(duì)本次

11、課程設(shè)計(jì)出現(xiàn)的問題、解決的方法和建議）通過為期一個(gè)月的課程設(shè)計(jì)，我深刻體會(huì)到了自己知識(shí)的匱乏。我也深深的感覺到自己所學(xué)的知識(shí)的膚淺，自己原來所學(xué)的東西知識(shí)一個(gè)表面性的，理論性的，而且是理想化的。根本不能夠解決自己在顯示生活中還存在的很多問題。因此，學(xué)習(xí)中應(yīng)該多于實(shí)際應(yīng)用相聯(lián)系。音頻功率放大器較為成功，本電路共分橋式整流電容濾波集成穩(wěn)壓塊電路設(shè)計(jì)電路所需的直流電源部分，分立元件部分和集成放大部分。電源部分需供電+12V的電壓，經(jīng)過測(cè)試，基本實(shí)現(xiàn)所需電壓。但還是變壓器部分固定不是很穩(wěn)定，有些缺點(diǎn)。分立元件使用的是三極管8050，基極接10uF的電容，集電極接2.4K歐的電阻，發(fā)射極接1K歐電阻。本

12、電路較為穩(wěn)定，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了放大15到16倍的需求。集成放大部分使用的芯片是LM386，在這里需要放大20倍，與前面的分立元件部分相乘組成放大300到320倍的放大電路滿足本課程設(shè)計(jì)的要求。同時(shí)基本滿足要求，放大了20.14倍。本電路的優(yōu)點(diǎn)是放大的倍數(shù)比較準(zhǔn)備，誤差較小。同時(shí)所需的器件也比較簡(jiǎn)單，不怎么復(fù)雜。缺點(diǎn)是焊點(diǎn)有些問題，同時(shí)布線部分出現(xiàn)傾斜，沒有直線。本次課程設(shè)計(jì)出現(xiàn)了許多問題，其一便是由于電路的不成熟導(dǎo)致出現(xiàn)很多問題，如出現(xiàn)的波形失真和導(dǎo)致芯片燒掉等問題，方法就是通過調(diào)試電阻與電容的大小，重新布線，最終解決問題。建議：希望老師能在課程設(shè)計(jì)的中途，也就是開始了兩周的時(shí)候，再集合同學(xué)們，對(duì)出現(xiàn)的電路的問題以及我們不懂得問題，再進(jìn)行一次比較深入