甲類功放實驗報告

1、 模擬功放組裝調(diào)試報告 目 錄第一章、設(shè)計任務(wù)及主要技術(shù)要求 1.1設(shè)計任務(wù) 2.1基本要求第二章、框圖分析第三章、電路原理分析 3.1電路部分 3.2電源部分 3.3 布線第四章、安裝與調(diào)試 4.1安裝 4.2調(diào)試第五章、問題分析及實驗內(nèi)容與結(jié)果 5.1問題及分析 5.2實驗內(nèi)容及結(jié)果第六章、實驗小結(jié)第七章、附錄 附錄1 電路仿真原理圖 附錄2 遇見的名詞解釋第八章、參考文獻(xiàn)一、設(shè)計任務(wù)及主要技術(shù)要求 1.1設(shè)計任務(wù) 1）.完成電路圖的選擇、安裝和調(diào)試 2）.完成原理圖的分析 3）.得出實驗結(jié)果并對主要問題進(jìn)行解決 1.2基本要求 1）.掌握焊接調(diào)試的一般方法 2）.盡可能的提高輸出功率和效

2、率 3）.盡可能的減小失真度二、框圖分析三、電路原理分析3.1 電路部分：1）、輸入級：核心電路是由兩支BC559（由A733代替）組成差分放大電路，起到克服零吧點漂移的作用，22k接地電阻是三極管的偏置電路，它的大小決定了整個電路的輸入電阻，相對于主電路而言，主要是為基極提供偏流，以保證發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，并起到穩(wěn)定靜態(tài)工作點的作用。8.2k電阻是差分電阻的公共發(fā)射極電阻，決定了差分電路的共模抑制比和本級的靜態(tài)工作電流，可以由下式進(jìn)行估算(兩管值）：VCC/8.2K=20/8.2=2.4MA。經(jīng)過輸入級放大的電流在流經(jīng)1k可調(diào)電阻時產(chǎn)生的電壓信號直接輸送到下一級。1uf電容是整個電路的輸

3、入電容，其容量的大小和制造材料對音質(zhì)的影響很大。2）、電壓放大級：本機(jī)使用一只三極管BD139，采用共射放大電路，還采用了自舉電路。自舉電路也叫升壓電路，利用自舉升壓二極管,自舉升壓電容等電子元件，使電容放電電壓和電源電壓疊加，從而使電壓升高有的電路升高的電壓能達(dá)到數(shù)倍電源電壓。由100UF電容和兩個1.5K電阻的分壓電路組成。100P的小電容是做頻率補(bǔ)償用的，容量要盡可能的小，如果沒有高頻自激，可以不用。本級的靜態(tài)電流可以由下式進(jìn)行估算：VCC/（1.5k+1.5k)=6.8MA。3）、輸出級：在原理圖的上部的兩只MJE2955（由B834代替）和周邊的元件組成了單端純甲類放大電路，下半部分

4、以兩只MJE2955為核心組成了大電流恒流源電路。其恒流電流值就是輸出級的靜態(tài)電流。可以根據(jù)下式估算：0.65/0.47*3=0.46A（把0.25的電阻換成三只0.47的電阻）。4）、揚聲器阻抗補(bǔ)償電路： 因為揚聲器是感性負(fù)載，為了使放大器的負(fù)載接近純電阻，在功放的輸出端對地一般都有電阻和電容串聯(lián)的補(bǔ)償電路，其電阻的阻值和揚聲器的標(biāo)稱阻抗相當(dāng)。5）、正是由于電路簡潔，所以音質(zhì)幾乎就是由原器件的特性所決定的。由于電路的發(fā)熱量較高，要求元件的可靠性一定要高，電阻一律選用1/2W的金屬膜電阻，所用電容由于用量較少，一定要選用精品。只要原器件的質(zhì)量和焊接技術(shù)能夠保證，整機(jī)的調(diào)試十分簡單，通電前先把1

5、K的可調(diào)電阻置于中間位置，在通電以后，調(diào)整該電阻使輸出端對地電位盡量接近0V 即可，其余都由電路和原器件保證。3.2 電源部分：首先我們通過變壓器把220v交流電轉(zhuǎn)變成15v的交流電，然后通過整流把交流電壓變成單方向的脈動電壓，再用濾波電容盡可能的去除脈動電壓的交流成分。在設(shè)計電源的過程中，有幾點值得參考：1）整流時應(yīng)該采用橋式整流。（橋式整流整流效率高，穩(wěn)定性好。）2）濾波采用大容量的電解電容是必要的,它能夠儲存足夠的電能來滿足在音樂短時尖峰信號出現(xiàn)時對電量的要求，使電路不致產(chǎn)生削波失真。3）為防止大容量濾波電容存有一定感抗而妨礙某些高頻成分的濾波，可在濾波電容旁邊并聯(lián)一些容量遞減的電解電容

6、，并在最后并聯(lián)一個高頻小電容，進(jìn)一步改善濾波的效果。3.3 布線：在布線時，如果布線設(shè)計不合理或組合安裝不當(dāng)，即使采用了優(yōu)質(zhì)的元器件，同樣會產(chǎn)生嚴(yán)重的噪聲，使音質(zhì)變劣。功放電路的噪聲可以分為兩大類：一是放大電路自身的內(nèi)部噪聲,通常只能選擇低噪聲的元器件加以克服；二是與放大電路本身無關(guān)，從外部混入的噪聲，這種噪聲與布線有密切的關(guān)系。在布線時，以下幾點原則可供參考：布線時，輸入端與輸出端的元器件應(yīng)該盡量遠(yuǎn)離。輸入端與輸出端的信號線不能靠近，更不可平行，否則可能會引起電路工作不穩(wěn)定甚至自激。多級電路應(yīng)該按信號流程逐級排列，不能相互交叉，以免引起有害耦合和相互干擾。電感元件注意它們之間的互感作用。地線

7、不能形成閉合回路，以免因地線環(huán)流產(chǎn)生噪聲干擾。在高頻電路中，要采用大面積包圍式地線方式，這樣能有效防止電路自激，提高高頻電路的穩(wěn)定性。在布線時線寬度和線間距應(yīng)該盡量大些，以保證電氣要求和足夠的機(jī)械強(qiáng)度。一般的電子制作里，可使線寬和線間距分別大于1mm。外殼不絕緣的元件之間應(yīng)該有適當(dāng)?shù)木嚯x，不可靠的太近，以免相碰造成短路。開關(guān)、電位器、可變電容和插座等器件應(yīng)當(dāng)放在外圍，以方便調(diào)節(jié)。在布線時，可以說接地方式的正確與否對噪聲的影響最大。與電力供應(yīng)系統(tǒng)不同，這里的接地并非指安全接地，這里的“地”也非真正意義上的地，而是音響電路中的公共零電勢參考點。這里的接地即是將與公共參考點等電位的點或面用導(dǎo)線連接起

8、來，這稱作工作接地。接地是抑制噪聲和干擾的重要手段，不合理的接地會引起嚴(yán)重的交流噪聲或使放大器出現(xiàn)自激震蕩。常用的接地方式有兩種：逐級串聯(lián)一點接地法與并聯(lián)一點接地法。兩者都有各自的優(yōu)缺點。下圖1所示為逐級串聯(lián)一點接地法。各放大電路按先后次序把接地點匯集在一條地線干路上，然后一端接地。這種方式特別適合于印刷電路板，此時每塊線板上均應(yīng)有輸入和輸出的地線點。由于銅模也存在電阻，當(dāng)有“地電流”流過時就會產(chǎn)生電壓降，很容易干擾鄰近的電路級。這個電阻越大，干擾越嚴(yán)重。因此我們在設(shè)計印刷電路板時，應(yīng)該把地線的銅模盡量設(shè)計寬闊，已盡可能的降低地線電阻。同時，整個線路的最終接地以輸出端接地為好，有利于抑制放大器

9、的自激。下圖2所示為并聯(lián)一點接地法。各電路的地電位只與本電路的地電流和地線電阻有關(guān)。這對避免地電流耦合、減少干擾是有利的。但這種接地方式會造成接地線過多，并且由于地線引線長，使分布電感大，對高端的瞬態(tài)響應(yīng)會有所影響。四、安裝與調(diào)試 4.1安裝音響放大器是一個小型電路系統(tǒng)，安裝前要對整機(jī)線路進(jìn)行合理布局，一般按照電路的順序一級一級的布線，功放級應(yīng)遠(yuǎn)離輸入級，每一級的地線應(yīng)盡量接在一起，連接盡可能短，否則很容易產(chǎn)生自激。 1).準(zhǔn)備好元器件 2).安裝時盡量把各個部分的元器件，插在同一區(qū)域。 3).把原件插上去（按由低到高的順序，一般先焊接電阻，因為電阻是較低的元件，然后在焊接其它比電阻高一點的元

10、件，以此類推。） 4).焊接時注意三極管的極性及時PNP管還是NPN管。 5).焊接時動作干凈利索，以免燒毀元件。 4.1調(diào)試 1).檢查電路是否焊接正確。 2).確認(rèn)電路正確后，先接上電源。 3).調(diào)節(jié)1K變位器，是中點電壓接近零。 4).測量各重要節(jié)點的靜態(tài)工作點參數(shù)。 5).通過示波器觀察電路的輸出波形，五、問題分析及實驗內(nèi)容與結(jié)果 5.1問題及分析 A、問題詳述 1、變壓器發(fā)熱問題：焊接完成后，插電調(diào)試過程中，變壓器迅速發(fā)燙，且揚聲器只有滴滴的響聲。 2、接負(fù)載后電源輸出電壓變低的問題：沒接負(fù)載時，電源輸出電壓約為44.8v，接上負(fù)載后輸出電壓降到約為37.5v 3、接通電源，輸入信號

11、后，揚聲器有噪聲。 4、B、問題分析及解決方法及結(jié)果 1、在調(diào)試的過程中，發(fā)現(xiàn)對管的靜態(tài)發(fā)射極電流較大，許多元件發(fā)熱，揚聲器只有滴滴的響聲，后來偶然在對管的公共發(fā)射極電阻旁邊并聯(lián)了一個220的電阻，揚聲器意外發(fā)聲。但是靜態(tài)工作點電流更大，變壓器發(fā)熱更厲害，過了一會兒大約五分鐘就燒壞了，在對電路和元器件進(jìn)行檢查的過程中，發(fā)現(xiàn)上部功放管的第一只已經(jīng)損壞，be間沒有電阻，被擊穿了，換上一直好的三極管后，電路正常，發(fā)出揚聲器發(fā)出聲音。在這個調(diào)試過程中，首先沒在公共發(fā)射極電阻旁邊并聯(lián)了一個220的電阻之前，變壓器和部分元件發(fā)熱，有可能一開始功放管就已經(jīng)損壞，be間擊穿，導(dǎo)致發(fā)射極電流增大，整個電路的電流

12、也隨之增大，超出變壓器供電容量，形成過載，造成變壓器發(fā)熱。當(dāng)并聯(lián)上220的電阻的電阻后，電流會更大，負(fù)載會更加大，變壓器也就燒壞了。 2、在電容濾波電路中，負(fù)載直流電壓隨電流增加(RL減小)而減小。VL隨IL的變化關(guān)系稱 為輸出特性或外特性，如右圖所示。當(dāng)RL=時，即空載時C值一定，d=有VLO= V21.4V2當(dāng)C=0，即無電容時VL0=0.9V2在整流電路的內(nèi)阻不太大和放電時間常數(shù)滿足關(guān)系式：d=RLC（35）T2時，電容濾波電路的負(fù)載電壓VL與V2的關(guān)系約為 VL=（1.11.2）V2所以通過以上分析，不難得出，在沒有接入負(fù)載時直流輸出電壓保持在一個穩(wěn)定的狀態(tài)，接入負(fù)載后，濾波電容處在反

13、復(fù)充放電過程中。負(fù)載便得到了一個鋸齒波的電壓VL=VC，由于充放電的時間過短，所以負(fù)載電壓近似于不變。 3、首先應(yīng)該是功率管中點電壓偏離過大產(chǎn)生的噪音，在調(diào)試時把中點電壓調(diào)成接近0，噪聲明顯減小，但還是有，應(yīng)該是電路主板中的元器件，由于溫度升高而性能變差。C、實驗內(nèi)容及及結(jié)果： 1、在理論計算中，輸入級的靜態(tài)工作電流IC= VCC/8.2K=20/8.2=2.4mA，在實際測量中IC2.7mA。在電壓放大級中靜態(tài)工作點電流IC= VCC/（1.5k+1.5k)=6.8mA。在實際測量中IC7.0mA。在輸出級中的恒流源中的電流值，即輸出級靜態(tài)工作點電流0.65/0.47*3=0.46A（把0.

14、25的電阻換成三只0.47的電阻），在實際測量中IC530mA。 2、輸入信號電壓為0.07V時，輸出電壓約為1.43V，所以放大增益AV=1.230.07=20.42在仿真過程中電壓增益約為AV=24. 3、在測量過程中，接負(fù)載后直流電源輸出電壓約為VO=37.5v（正負(fù)兩端），電流約為0.54A，所以電路的功率P1=37.5*0.54=20.25W，在輸出端，在示波器上顯示出最大不失真輸出電壓的峰峰值VP-P8.4V，所以，輸出的最大功率POM=(8.4/)2/10=3.5W，所以該電路的最大輸出效率約為=3.5/20.25100=17.4 4、靜態(tài)工作點的測量、對管 VT1： VC=-2

15、0.0V VB=0.66V VE=1.34V VT2: VC=-20.6V VB=0.68V VE=1.34V、B139 VT1： VC=-20.8V VB=-8.31V VE=0V VT1： VC=-6.75V VB=-20V VE=-20.7V VT1： VC=-0.1V VB=-18.30V VE=-20.6V、BC549(C945代替): VC=-20.6V VB=20.5V VE=-20.6V、功放管：VC=0V VB=19.7V VE=20.5V VC=0V VB=19.7V VE=20.5V VC=-20.5V VB=-0.8V VE=0V VC=-20.5V VB=-0.8V

16、VE=0V 5、輸入波形輸出波形飽和失真波形 合影 六、實驗小結(jié)通過這次制作與調(diào)試，我對以前所學(xué)的電路和模電知識有了更深層次的理解與鞏固。設(shè)計一個很完整的電路，需要不斷的嘗試摸索，這在很大程度上提高了我考慮問題的全面性。設(shè)計完整的電路，還要考慮到它什么功能需要什么電路來實現(xiàn)。另外，還要考慮它的可行性，實用性等等。這樣，也提高了我分析問題的能力。通過這次設(shè)計，我的理論知識上升到了一個實踐的過程，我們需要多訓(xùn)練實際動手操作，增強(qiáng)我們的動手能力。因為對仿真軟件不能熟悉運用，而且此仿真軟件有所限制，所以仿真的過程中遇到了很多困難，許多元件在元件庫找不到，于是只能找資料用其他元件代替，不過有困難才能讓我

17、們學(xué)到更多。我也深刻體會到了自己知識的匱乏。意識到自己所學(xué)的知識的膚淺，只是一個表面性的，理論性的，根本不能夠解決在現(xiàn)實中還存在的很多問題。因此，學(xué)習(xí)中應(yīng)多與實際應(yīng)用相聯(lián)系?？傊?，通過這次設(shè)計，不僅使我對所學(xué)過的知識有了一個新的認(rèn)識。而且提高了我分析問題及動手操作的能力。使我的綜合能力有了一個很大的提高。第七章、附錄附錄1 電路仿真原理圖 附錄2 遇見的名詞解釋 1、幅頻特性：幅頻特性是描繪輸入信號幅度固定，輸出信號的幅度隨頻率變化而變化的規(guī)律。 2、相頻特性：是描繪輸出信號與輸入信號之間相位差隨信號頻率變化而變化的規(guī)律。幅頻特性和相頻特性統(tǒng)稱放大電路的頻率響應(yīng)。3、零點漂移 ：零點漂移可描述

18、為：輸入電壓為零，輸出電壓偏離零值的變化。它又被簡稱為零漂。 零點漂移是怎樣形成的：運算放大器均是采用直接耦合的方式，我們知道直接耦合式放大電路的各級的Q點是相互影響的，由于各級的放大作用，第一級的微弱變化，會使輸出級產(chǎn)生很大的變化。當(dāng)輸入短路時（由于一些原因使輸入級的Q點發(fā)生微弱變化 象：溫度），輸出將隨時間緩慢變化，這樣就形成了零點漂移。 產(chǎn)生零漂的原因是：晶體三極管的參數(shù)受溫度的影響。解決零漂最有效的措施是：采用差分放大器。 4、分布電容和分布電感：指電子元件之間或電子元件和線路之間的電容和電感叫分布電容和電感，一般很小的不影響電路，如果精密儀器得考慮。用電器斷電后存在的電容和電感叫寄生

19、電容和電感。 5、旁路電容和去耦電容：可將混有高頻電流和低頻電流的交流電中的高頻成分旁路掉的電容，稱做“旁路電容”。 對于同一個電路來說，旁路電容是把輸入信號中的高頻噪聲作為濾除對象，把前級攜帶的高頻雜波濾除，而去耦（也稱退耦）電容是把輸出信號的干擾作為濾除對象。我認(rèn)為去耦電容和旁路電容沒有本質(zhì)的區(qū)別,電源系統(tǒng)的電容本來就有多種用途,從為去除電源的耦合噪聲干擾的角度看,我們可以把電容稱為去耦電容,如果從為高頻信號提供交流回路的角度考慮,我們可以稱為旁路電容.而濾波電容則更多的出現(xiàn)在濾波器的電路設(shè)計里.電源管腳附近的電容主要是為了提供瞬間電流,保證電源/地的穩(wěn)定,當(dāng)然,對于高速信號來說,也有可能把它作為低阻抗回路,比如對于CMOS電路結(jié)構(gòu),在0-1的跳變信號傳播時,回流主要從電源管腳流回,如果信號是以地平面作為參考層的話,在電源管腳的附近需要經(jīng)過這個電