簡易數(shù)字直流電源.doc

洛陽理工學院 課程設(shè)計 洛陽理工學院模擬電子技術(shù)課程設(shè)計音頻放大器的制作系（院）：專業(yè)：班級：學號：姓名：指導老師：完成日期：2009年12月26日 目 錄一、設(shè)計目的3二、設(shè)計要求3三、設(shè)計原理4四、實驗設(shè)備和器材4五、簡易數(shù)字直流電源的設(shè)計內(nèi)容和制作步驟：55.1 電源的設(shè)計55.11電源的設(shè)計要求55.12電源的器件選擇55.13電源的設(shè)計指標及參數(shù)65.14設(shè)計原理圖65.15電源設(shè)計原理圖的分析75.16電源設(shè)計的小結(jié)75.2數(shù)字直流電源的設(shè)計制作過程85.21要求85.22數(shù)字直流電源設(shè)計的器件85.23數(shù)字直流電源設(shè)計的參數(shù)95.24數(shù)字直流電源的電路圖95.25數(shù)字直流電源的設(shè)計分析115.3數(shù)字直流電源的設(shè)計步驟125.4數(shù)字直流電源設(shè)計的小結(jié)125.5焊接過程中遇到的問題13設(shè)計總結(jié)14參考文獻15一、設(shè)計目的1.學習Mutisim的電路仿真過程，繪制電路圖，進行基本的仿真實驗對設(shè)計的電路進行性能分析2.設(shè)計LM93運算放大電路，DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換器，要求調(diào)節(jié)滑動變阻器能使電壓放大或變小。二、設(shè)計要求1.在輸入電壓：-5V +5V電壓變化范圍10%條件下：輸出電壓可調(diào)范圍：-5V +5V；2.最大輸出電流：300mA;3.測出設(shè)計電路的輸出電阻(輸入電壓變化范圍10%下,滿載)。4.測出設(shè)計電路的穩(wěn)壓系數(shù)( 最低輸入電壓下,滿載)，并將穩(wěn)壓系數(shù)減到最小。三、設(shè)計原理高頻已調(diào)波信號進行功率放大，以滿足發(fā)送功率的要求，然后通過音頻接口將其輻射到空間，保證在一定區(qū)域內(nèi)的接收機可以接收到滿意的信號電平，并且不干擾相鄰信道的通信。 然后根據(jù)原理圖在mutisim進行仿真，通過參數(shù)的調(diào)整，觀察輸出波形的變化，再根據(jù)原理圖進行實物焊接，最終得到一個音頻功率放大的效果四、實驗設(shè)備和器材表4.1序號名稱數(shù)量參數(shù)規(guī)格備注1LM3861無N-1實現(xiàn)功率放大2電路板1無ZD用于連接電路3喇叭18/1wYD58輸出信號4電源16-13v輸入信號5電容6104 10350V/1uf 50V/10uf 16V/470uf 16V/220ufUNITED1uf 10uf 470uf 220uf為電解電容，用于調(diào)節(jié)電路6滑動變阻器、數(shù)據(jù)線、音頻輸入端口、 導線各一用于連接電路7電阻14.7R無用于調(diào)節(jié)電路五、音頻放大器的設(shè)計內(nèi)容和制作步驟： 5.1 電源的設(shè)計 直流電源一般包括四個組成部分,即電源變壓器,整流電路,濾波器和穩(wěn)壓電路.圖5.1電源變壓器整流電路濾波器穩(wěn)壓電路負載電網(wǎng)電壓 5.11電源的設(shè)計要求（1）輸出不同電路所需要的電壓和電流以外（2）直流輸出電壓平滑，脈動成分?。?）輸出電壓的幅值穩(wěn)定，即當電網(wǎng)電壓或負載電流波動時能保持基本穩(wěn)定（4）交流電變換成直流電時的轉(zhuǎn)換效率高等5.12電源的器件選擇電源變壓器匝數(shù)之比是220/19，四個二極管組成橋式整流電路，500u的電容，電阻R為2K，穩(wěn)壓管VDz7V，調(diào)整管VT運算放大器，R1、R3分別為560Ohm、910Ohm,滑動變阻器R2為510Ohm。負載RL為300Ohm。5.13電源的設(shè)計指標及參數(shù)本電路在調(diào)試中顯得比較簡單，不存在令初學者感到頭疼的調(diào)試問題；與此同時它還具有優(yōu)良的電氣性能: 輸出功率大:在16V的電源電壓下，該電路能在4負載上輸出每路不少于15W的不失真功率，或在8負載上輸出每路不少于10W的不失真功率，其相對應的音樂功率分別為30W和20W。 失真?。悍糯笃髟谳敵錾鲜龉β蕰r，最大非線性失真系數(shù)小于1%，而頻寬卻能達到14kHz以上，音域范圍內(nèi)的頻率失真很小，具備高傳真重放的基本條件。 噪音低：若把輸入端短路，在揚聲器1米外基本上聽不到噪音，放送高傳真節(jié)目時有一種寧靜、舒適的感覺；另外由于使用性能優(yōu)異的功率集成塊，放大器的開機沖擊聲也很小。該電路電氣性能穩(wěn)定、可靠，能適應常時間連續(xù)工作，集成塊內(nèi)具有過載保護和熱切斷保護電路。電氣性能參數(shù)如下：電源電壓Vcc 6V18V輸出峰值電流 3.5A功率帶寬（-3dB）BW 10Hz140KHz靜態(tài)電流Icco(電源電流) 60A諧波失真度 0.5%5.14設(shè)計原理圖 圖5.4 5.15電源設(shè)計原理圖的分析電網(wǎng)提供的交流電壓一般為220v，而各種電子設(shè)備所需要的直流電壓的幅值卻各不相同。因此需要進行一下轉(zhuǎn)換。整流電路的作用是利用具有單向?qū)щ娦阅艿恼髟⒄摻惶娴恼医涣麟妷赫鞒蔀閱畏较虻拿}動電壓。濾波器的作用是盡可能的將單向動脈電壓中的脈動成分濾掉，使輸出電壓成為比較平滑的直流電壓。 在平常的學習過程中所接觸到的各種電子電路,如各種放大電路信號運算和處理電路以及波形發(fā)生電路等.都需要用直流電源來供電.對于直流電源的主要要求,除了能生產(chǎn)不同電路所需要的電壓赫爾電流以外,還應做到,直流輸出電壓平滑,脈動成分小;輸出的電壓幅值穩(wěn)定;交流電轉(zhuǎn)換成直流電時的轉(zhuǎn)換效率高等. 5.16電源設(shè)計的小結(jié)通過對電源設(shè)計的嘗試,我們在沒有改變變壓器的情況下,直接將220V交流電轉(zhuǎn)換為9V-15V的直流電,通過multisim軟件仿真，修改相關(guān)參數(shù)，最終使實驗仿真成功.對電源的原理、指標及性能有了更加深刻的認識。深切的體會到利用二極管的單向?qū)щ娦钥梢越M成整流電路。與單相半波整流電路相比，單相橋式整流電路的輸出電壓較高，輸出波形的脈動成分相對較低，變壓器的利用率較高?？傊@次試驗無論從理論上還是從實踐能力上講，都有很大的提升。5.2音頻放大器的設(shè)計制作過程5.21要求設(shè)計一個音頻放大器，聲音大小可調(diào)。1.獲得一定的不失真（或較小失真）的輸出功率，輸出功率盡可能大。2.效率要高，所謂效率就是負載得到的有用信號功率和電源供給的功率比值越大效率越高。3.非線性失真要小，以輸出效率為主要目的，可有較小的非線性失真。5.22音頻放大器設(shè)計的器件1.一個滑動變器2.一個音頻輸入端3103電容一個4.1uf電容一個5.LM386放大器一個6.10uf電容一個7.470uf電容一個8.220uf電容一個9.104電容一個5.23音頻放大器設(shè)計的參數(shù)1.功率放大電路的一個重要技術(shù)指標是最大輸出功率.在共射接法時,最大輸出功率可表示為 Pom=ucem/2(Icm/2)=1/2 UcemIcm （公式5.23）2.放大電路的另一個重要指標是效率。放大電路輸出給負載的功率是由直流電源提供的。在輸出功率比較大的情況下，效率問題更為重要。放大電路的效率可表示為=P0/PV 其中，P0為放大電路輸出給負載的功率，PV為直流電源VCC所提供的功率 5.24音頻放大的電路圖圖5.24（1）音頻放大的原理圖 圖5.24（2）音頻放大的設(shè)計圖 圖5.24（3）音頻放大器的實物圖5.25音頻放大器的設(shè)計分析LM386的分析 LM386是一種音頻集成功放，具有自身功耗低、電壓增益可調(diào)整、電源電壓范圍大、外接元件少和總諧波失真小等優(yōu)點，廣泛應用于錄音機和收音機之中。LM386的內(nèi)部原理圖 圖5.25 LM386內(nèi)部電路原理圖2.LM386的引腳圖LM386是集成OTL型功放電路的常見類型，與通用型集成運放的特性相似，是一個三級放大電路：第一級為差分放大電路；第二級為共射放大電路；第三級為準互補輸出級功放電路。它的外形和引腳排列示意圖如圖1所示。引腳2：反相輸入端； 引腳3：同相輸入端； 引腳4：接地端； 引腳5：輸出端； 引腳6：工作電源引入端； 引腳1與8：電壓增益設(shè)定端； 引腳7與地之間串接旁路電容， 旁路電容容值一般取10F。3.LM386的參數(shù)1.LM386電源電壓4-12V，2.音頻功率0.5w4、LM386設(shè)計的小結(jié)5.3音頻放大器的設(shè)計步驟LM386有8個引腳，如圖4.3.1所示，其中接在電容1F上，和接在電容103上不分正負極，然后再接地，接在電容220F的正極，從正級再出來一根導線接在電容104上，負極接喇叭，然后接地，接在電容470F的正極，然后接地，接在電容10F的正極然后接地，變阻器的負級、和、喇叭、104電容、線接地。在確認電路焊接無誤后，開始進行電路的調(diào)試。先把電源接在正、負極的導線上，然后判斷音頻輸出是否正常。5.4音頻放大器設(shè)計的小結(jié)首先，分析了一下電路圖。然后，開始了實物的連接。剛開始的時候竟然把電容的正負極接反了，經(jīng)過了幾番努力，終于把實物圖接好了，拿去測試一下，喇叭竟然不發(fā)聲，回去看了一下，電源正負極接反了，喇叭不通電，哪里會響?。∽詈?，在我們?nèi)齻€人共同的努力下，音頻放大器的設(shè)計完成了?？吹阶约簞邮衷O(shè)計出來的實物，心里感到由衷的高興。在音頻放大器連接的過程中，我逐漸對各個器件有了清楚的了解，同時，對它們的作用、功能、參數(shù)，及技術(shù)指標都有了更深的理解。深刻體會到了電路在生活當中的強大用途，感覺電路很神奇，給我們的生活帶來了極大的方便。這次實驗使我對電路的學習有了更加積極的態(tài)度，更加強烈的興趣。5.5焊接過程中遇到的問題焊接時先確定好電路板的哪一面導電.使其在導電的一面焊接，確保通電。第一，檢查實物的連接線路與電氣原理圖是否相符。元件的連接是否正確，引腳的連接是否正確。尤其注意的是芯片、二極管和開關(guān)管的極性、電容器的耐壓和極性、電阻的阻值和功率是否與設(shè)計圖紙相符，重點檢查線路與線路是否有短路的現(xiàn)象。第二，檢查焊接點是否牢固。特別要檢查錫點有無錯焊和漏焊，尤其是相鄰的錫點是否容易短路。第三，確保電源和地的連接無誤在通電。掌握好電烙鐵的溫度和焊接時間，選擇恰當?shù)睦予F頭和焊點的接觸位置，才可能得到良好的焊點。正確的手工焊接操作過程可以分成五個步驟，如圖5.17所示。 步驟一：準備施焊（圖(a)）左手拿焊絲，右手握烙鐵，進入備焊狀態(tài)。要求烙鐵頭保持干凈，無焊渣等氧化物，并在表面鍍有一層焊錫。 步驟二：加熱焊件烙鐵頭靠在兩焊件的連接處，加熱整個焊件全體，時間大約為12秒鐘。對于在印制板上焊接元器件來說，要注意使烙鐵頭同時接觸兩個被焊接物。例如，圖(b)中的導線與接線柱、元器件引線與焊盤要同時均勻受熱。 步驟三：送入焊絲焊件的焊接面被加熱到一定溫度時，焊錫絲從烙鐵對面接觸焊件。注意：不要把焊錫絲送到烙鐵頭上！ 步驟四：移開焊絲當焊絲熔化一定量后，立即向左上45方向移開焊絲。 步驟五：移開烙鐵焊錫浸潤焊盤和焊件的施焊部位以后，向右上45方向移開烙鐵，結(jié)束焊接。從第三步開始到第五步結(jié)束，時間大約也是12s。設(shè)計總結(jié)在這幾天的電路實驗過程中，在做電路仿真時，我先畫好了電路原理圖，再在mutisim中仿真出來，通過參數(shù)的改變，使輸出波形有原來的失真到后來的穩(wěn)定。然后又學會了怎樣在Protel中畫電路圖怎樣測試以及PC板的用法。我對電路器件有了清楚的認識；對元件的性能指標，工作原理，作用，參數(shù)有了更深刻的理解和掌握。真正體會到了電路功能的強大與它本身的神奇力量，學會了連接基本的電路圖，解決基本的電路問題。通過動手操作，使我對電路產(chǎn)生了更加強烈的學習興趣，有了更積極的態(tài)度，更認真的思考，更加想嘗試動手設(shè)計的欲望?？傊?，這次電路實驗，無論從理論上還是從動手能力上講都有