帶前置放大的音頻功率放大器

1、石家莊鐵道大學四方學院課程設計題目: 帶前置放大的音頻功率放大器專 業(yè) 電氣工程及其自動化班 級 0910-1學 號 20096828姓 名 曹陽 完成日期: 2011 年 6 月 28 日上頁為課程設計的封皮模板， 要求設計內(nèi)容在3000字以上，第8、第9題，每題都要求單獨的封面。第10題根據(jù)單片機小學期課程要求設計。 必須為打印圖紙。內(nèi)容必須科學合理，可利用網(wǎng)絡、圖書等資源。設計內(nèi)容手寫，打印不限，但必須清楚完整。課程設計任務書題目帶前置放大的音頻功率放大器指導教師學生姓名學號班級專業(yè)設計要求：前置放大器的放大倍數(shù)為10倍，使用單電源低噪聲集成運放TL070C、TL4558、NE5534、

2、OP-27A，功率放大采用LA4100、或LM386、或其他型號。音量可調(diào)，雜音小，有電源退耦。無自激。 研室主任簽字時間 年 月 日注：可根據(jù)內(nèi)容加頁。1. 方案設計原理圖如下圖所示。根據(jù)題意，有三個基本電路，需要我們設計其中兩個：前置信號放大放大電路、功率放大電路。負載信號源功率放大電路前置信號放大電路直流穩(wěn)壓電源其中：前置信號放大電路是將小信號源的電壓放大，功率放大電路對電壓和電流進行放大。這兩個也是我們?nèi)蝿罩兄饕瓿傻碾娐?。直流穩(wěn)壓源則是為整個運放提供能量。下面，對所需要完成的電路進行分析。2. 電路設計1 前置信號放大電路此電路我選擇NE5534進行設計，NE5534具有高精度、低

3、噪音、高阻抗、高速、寬頻帶的優(yōu)良性能，是前置信號放大電路設計的常用元件。用次元件可打打改善電路瞬態(tài)性能，使得信號不失真輸出，使電路的整體指標大大提高。而如果使用分立元件使用的話，比較復雜，成本較高，各項指標也不理想。故使用NE5534，下面進行分析。電路圖如下圖所示。由題，要求放大器的放大倍數(shù)為10倍，而根據(jù)模電所學知識。易求得次電路的放大倍數(shù)A=1+R3/R1=10?？梢酝瞥鯮3/R1=9。所以，可取R1=1K，R3=9K，而根據(jù)所學的知識，我們知道R2的阻值應該等于R1和R3并聯(lián)的阻值，所以R2取0.9 K。即可實現(xiàn)此電路。下面，我們用Multisim7軟件對其進行仿真。根據(jù)實際情況，我們

4、取Ui=100mv、60Hz。Vee=-15V、Vcc=15V。輸出接萬用表，測的的結(jié)果下圖所示?？梢缘贸觯篣o/Ui=10，所以根據(jù)仿真結(jié)果，證明理論正確。2.功率放大電路由于本人知識水平有限，題目所給的功率放大運放元件的功能不太了解。并且通過反復的思考，我認為采用分立元件實現(xiàn)此電路比較簡單，直觀。所有元件易找，電路連線簡單且沒有明顯的缺點。所以的決定用分立元件，即咱們模電所學的OTL甲乙類互補對稱電路來實現(xiàn)功率的放大。此電路除了具有題目單電源的要求，而且還能減小交躍失真，改善輸出波形，同時又能獲得較高的效率，所以在實際過程中得到了廣泛的應用。并且，該電路經(jīng)濟適用，適合咱們學生用來做實驗。下

5、面進行分析，電路圖如下圖所示。由題，RL=16。而使VT1與VT2的特性曲線對稱，所以三極管集電極最大電壓Uces為Ucem=Vcc/2-Uces。所以三級換的集電極最大電流為 Icm=Ucem/Rl=(Vcc/2-Uces)/Rl所以最大輸出功率為Pom=Ucem·Icem/2=Ucem²=(Vcc/2-Uces) ²/2Rl當Uces遠遠小于Vcc/2的時候，可以認為Pom約等于Vcc²/8Rl。而實際情況再精度要求不高的情況下，可以忽視Uces。所以，下面忽略Uces進行討論。因為題目要求Pom=4.5W 所以可以推出Vcc=24。而電源的功率Pv

6、=Vcc/2·(1/Icm·sinwtd(wt)=VccIcm/=Vcc²/2Rl所以可認為=Pom/Pv=( Vcc²/8Rl)/( Vcc²2Rl)= /4=78.5%>50%，顧滿足題意。根據(jù)電路圖，用Multisim7進行仿真。根據(jù)實踐中的摸索和課本知識的結(jié)合。我取Ui=4V、60Hz，C1=10uF、C2=200uF，R1=1.5K、R2=100、R3=1.5。輸出接示波器，分別接在輸出、輸入兩端?？梢缘玫椒抡娴慕Y(jié)果為下圖所示。由仿真結(jié)果，證明次功率放大電路可以穩(wěn)定的對輸入進行放大，并且輸出波形穩(wěn)定。所以用OTL甲乙類互補對稱電

7、路來實現(xiàn)功率的放大是可行的。3. 直流穩(wěn)壓源直流穩(wěn)壓電源的作用是為整個電路提供能量。顧依題意，結(jié)合電路圖分析。我們選用直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓為+15V，-15V即可。4. 總電路圖綜上所述，將本次課題的主要電路連接起來。得出總電路原理圖如下圖所示。對此圖進行仿真，得到輸出結(jié)果為下圖所示。5. 課程設計總結(jié)時間總是過得很快，經(jīng)過五天的課程設計的學習，我已經(jīng)自己能制作一個帶前置放大的音頻功率放大器，這其中的興奮是無法用言語表達的。 學習模電這段時間也是我們一學期最忙的日子。任務對我們來說，顯得很重。昨天剛考完概率，為了盡快完成模電的課程設計，我一天也沒歇息。相關(guān)知識缺乏給學習它帶來很大困

8、難，為了盡快掌握它的用法，我照著原理圖學習視頻一步一步做，終于知道了如何操作。剛開始我借來了一份帶前置放大的音頻功率放大器設計資料，但離實際應用差距較大，有些器件很難找到，后來到網(wǎng)上搜索了一下相關(guān)內(nèi)容，順便到學校圖書館借相關(guān)書籍，經(jīng)過不斷比較與討論，最終敲定了帶前置放大的音頻功率放大器的電路原理圖，并且詢問了兄弟班關(guān)于元器件的參數(shù)情況。為下步實物連接打好基礎(chǔ)。在做電路仿真時，我畫好了電路原理圖，修改好參數(shù)后，創(chuàng)建網(wǎng)絡列表時系統(tǒng)總是報錯,無論我怎樣修改都不行，后來請教同學，他們也遇到了同樣的困惑。任何事情都不可能是一帆風順的，開始是創(chuàng)建網(wǎng)絡表時出現(xiàn)問題，后來是沒有差錯但出來的仿真波形不是預計中的

9、，這確實很難修改。輸出時仿真波形總是一條直線，我弄了一晚上也找不出原因，整個人也顯得焦躁不已。 經(jīng)過這段課程設計的日子，我發(fā)現(xiàn)從剛開始的Matlab到現(xiàn)在的Multisim7，不管是學習哪種軟件，都給我留下了很深的印象。由于沒有接觸，開始學得很費力，但到后來就好了。在每次的課程設計中，遇到問題，最好的辦法就是問別人，因為每個人掌握情況不一樣，不可能做到處處都懂，發(fā)揮群眾的力量，復雜的事情就會變得很簡單。這一點我深有體會，在很多時候，我遇到的困難或許別人之前就已遇到，向他們請教遠比自己在那冥思苦想來得快。最終實驗報告做出來了。通過這次課程設計，我明白了一個道理，就是無論做什么事情都需要自己認真對待，努力專研。遇到自己不會的地方應該向老師直接請教或者像同學詢問，另外，網(wǎng)上的很多資料也對我們有很大的幫助。所以我們要學會利用網(wǎng)絡來幫助自己的學習。遇到問題時，特別是在這次實踐中遇到的問題，比較難。我們有時候真的會覺得自己沒法完成任務，但是，我們不應該放