三角波產(chǎn)生及三角波正弦波轉(zhuǎn)換電路及音頻功率放大電路

1、組號(hào)： 31 號(hào)一、問(wèn)題重述題目 A: 運(yùn)算放大器的應(yīng)用1、任務(wù)基礎(chǔ)部分：1、利用運(yùn)算放大器，設(shè)計(jì)制作一個(gè)三角波發(fā)生電路。2、將上述三角波經(jīng)波形轉(zhuǎn)換電路后輸出正弦波。擴(kuò)展部分：3、利用集成運(yùn)算放大器，制作一個(gè)功率放大電路，驅(qū)動(dòng)擴(kuò)音器發(fā)聲，輸入信號(hào)為上述正弦波。4、使用三極管自搭運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn) 3 中功能。2、要求1、三角波和正弦波頻率為 6kHz,峰峰值分別為 2V和4V,波形無(wú)明顯失真，測(cè)試點(diǎn)分別為 UOi 和 Uo2 。2、正弦波經(jīng)功率放大后驅(qū)動(dòng)額定功率 0.5W，阻抗8 Q的擴(kuò)音器，測(cè)試擴(kuò)音器輸入端 Uo3,波形無(wú) 明顯失真。二、設(shè)計(jì)方案概述由于本次題目的模塊性非常強(qiáng)， 所以本組采用模塊

2、化制作方法， 對(duì)每一個(gè)小題分別進(jìn)行仿真 與實(shí)際焊接， 各自設(shè)計(jì)單獨(dú)模塊， 在每一個(gè)模塊正常工作的情況下對(duì)電路進(jìn)行整合調(diào)試。 本組作 品共設(shè)計(jì)制作了四個(gè)模塊，如下所示：1. 三角波發(fā)生電路2. 三角波正弦波轉(zhuǎn)換電路3. 集成功率放大電路實(shí)物焊接圖如下：4. 三極管功率放大電路圖 1 實(shí)物焊接圖三、單元模塊詳解1、三角波發(fā)生電路圖 2 三角波發(fā)生電路圖圖2為三角波發(fā)生電路圖，核心元件為一個(gè)LM324集成運(yùn)算放大器。本電路可分為三部分，每部分又以LM324的一塊電路為核心搭建而成。第一部分為方波產(chǎn)生電路，利用施密特觸發(fā)器，再增加少量電阻、電容原件， 由于方波或矩形波的頻率成分非常豐富，含有大量的諧波

3、，該方波發(fā)生器常稱為多諧振蕩器。第二部分為積分電路，由第一部分產(chǎn)生的方波經(jīng)積分電路做積分運(yùn)算即可得到三角波。第三部分為負(fù)反饋電壓放大器，由于題目要求三角波頻率為6kHz，峰峰值為2V，第二部分輸出的三角波頻率滿足條件，但峰峰值過(guò)小只有幾百毫伏，因此額外增加了電壓放大器。圖 3 三角波仿真效果圖圖 4 三角波實(shí)際效果圖2、三角波正弦波轉(zhuǎn)換電路圖 5 三角波正弦波轉(zhuǎn)換電路圖 5 為三角波正弦波轉(zhuǎn)換電路，由差分放大器和電壓跟隨器器組成，核心元件為L(zhǎng)M324運(yùn)算放大器。第一部分為差分放大器， 差分放大器具有工作點(diǎn)穩(wěn)定， 輸入阻抗高， 抗干擾能力較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 特別是作為直流放大器，可以有效的抑制零點(diǎn)漂移

4、，因此可將頻率很低的三角波變換成正弦波。 波形變換的原理是利用差分放大器傳輸特性曲線的非線性。第二部分為電壓跟隨器。 電壓跟隨器輸出電壓近似輸入電壓， 并具有輸入阻抗高和輸出阻抗 低的特點(diǎn)，因而對(duì)前后級(jí)電路起到“隔離”作用，減少后級(jí)負(fù)載對(duì)前級(jí)波形的影響。圖 6 正弦波仿真效果圖圖 7 正弦波實(shí)際效果圖3、集成功率放大電路圖 8 集成功放電路圖8為集成功率放大電路，核心元件為 LM386集成運(yùn)算放大器。功率放大電路的任務(wù)是將 輸入的電壓信號(hào)進(jìn)行功率放大， 保證輸出盡可能大的不失真功率， 從而控制某種執(zhí)行機(jī)構(gòu) （在本 題中為擴(kuò)音器）。用LM386組成的OTL功放電路如上圖所示，信號(hào)從 3腳同相輸入

5、端輸入，從 5腳經(jīng)耦合電 容（4.7卩F）輸岀。1腳與8腳所接電容、電阻是用于調(diào)節(jié)電路的閉環(huán)電壓增益， 電容取值為10卩F, 電阻R在020kQ范圍內(nèi)取值，改變電阻值，可使集成功放的電壓放大倍數(shù)在20200之間變化，R值越小，電壓增益越大。輸岀端 5腳所接10Q電阻和4.7卩F電容組成容性校正網(wǎng)絡(luò)，以 抵消負(fù)載中的感抗分量，防止電路自激。圖 9 集成功放仿真效果圖圖 10 集成功放實(shí)際效果圖4、三極管功率放大電路圖 11 三極管功放電路圖 11 為自搭三極管功率放大電路，左側(cè)兩個(gè)三極管為小信號(hào)前置放大電路，右側(cè)兩個(gè)三極 管為功率放大電路。由于 multisim 仿真軟件中沒(méi)有 8050、 8550 三極管，故分別用 2N5551 和 2N1132A 三極管代替。右側(cè)功率放大電路輸出波形存在大量的直流分量，通過(guò)電容 C1