音頻功率放大器

1、附錄三模擬電路課程設計報告設計題目： 音頻功率放大器 專業(yè)班級： 15電子信息工程 學生姓名： 肖明慧 學號：150802040指導教師： 曾祥華 設計時間：2017.2.20-2017.3.30 設計OTL音頻功率放大器五一、設計任務與要求1用分立元件放大電路和OTL集成功放塊設計OTL功放電路2輸入信號為vi10mV, RI100K;額定輸出功率Po1W；負載阻抗RL=8；3用橋式整流電容濾波集成穩(wěn)壓塊電路設計電路所需的直流電源。二、方案設計與論證首先要設計一個橋式整流電容濾波集成穩(wěn)壓塊電路設計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)成二級放大電路。1.方案一方案一由分立元件和集

2、成運放電路組成，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其信號進行放大，隨后用功率放大器進行放大，兩者綜合放大300到320倍，滿足實驗要求。2.方案二方案二由分立元件和集成運放電路組成，如圖2-2所示。OTL集成運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：課程設計的要求是用分立元件放大電路和OTL集成功放塊設計OTL功放電路，那么可以分成兩級放大。第一級可放大15倍，第二級放大20倍，加起來共300倍左右，由于存在誤差，所以只需兩級放大30

3、0到320倍即可基本滿足需求。通過分析，結(jié)合設計電路性能指標方案一不能滿足題目所需，且難以焊接，元件數(shù)量較多，器件的性價比低。方案二滿足題目所需，較易焊接，元器件較少，性價比高。本設計電路選擇方案二。三、單元電路設計與參數(shù)計算1.直流穩(wěn)壓電源電路設計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：用橋式整流法對交流進行整流，（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單的濾波電路，在整流電路的輸出端并聯(lián)一個電容即構(gòu)成電容濾波電路,用大電容（3300的電解電容），因為設計中要求輸出正12V所以要用一個大電容，濾波之后電壓為Uo2=1.2U2=18V。（2）穩(wěn)壓電路 用LM7812進行穩(wěn)壓，講電壓穩(wěn)定在正12V，要注意對穩(wěn)壓塊的保護，所以安裝保護二極管，最后的輸出部分應裝發(fā)光二極管，觀察電路時候?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.功放電路設計（1） 分立元件放大電路 10÷1.0=10 24÷2.4=10 （2） 集成功率運放電路 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 元件清單元件序號型號主要參數(shù)數(shù)量備注（單價/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物件進行對照，對號入座。在對元件進行檢測確保每一個元件都是完好無損，可以正常工作的，排除有故障的元件。其次，對元件的引腳進行預成型處理。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)試在不加輸入信號或只加固定的電平信號的條件下進行直流測試，用萬

7、用表測得電路中各點的電位，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)符合設計要求。（2） 動態(tài)調(diào)試 在靜態(tài)調(diào)試的基礎上進行，在電路的輸入端加入Vi=10mV，頻率f=1KHz的信號，用示波器觀測該級輸出波形，并測量各項性能指標時候滿足題目要求，如果相差很大，應檢查電路是否接錯，相應的地是否接上，元器件數(shù)值是否合乎要求，否則是不會出現(xiàn)很大誤差的。由信號的流向，順序檢測各測試點的輸出信號，未發(fā)現(xiàn)不正?，F(xiàn)象，經(jīng)過調(diào)試，滿足要求。六、性能測試與分析1.直流電源測試與分析（1） 測試

8、步驟 接通電源后，靜置一會電路穩(wěn)定后沒有出現(xiàn)任何故障（如芯片被燒等）再進行測量，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） 測試數(shù)據(jù) 測得原邊電壓Uo=220V，副邊電壓U2=12V，輸出電壓=12.16V。（3） 數(shù)據(jù)處理 所得實際電壓為12.16V。（4） 誤差計算 （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.功能電路測試與分析（1） 測試步驟 分立元件輸入端接函數(shù)信號發(fā)生器，輸入100

9、0Hz，10mV。在8050后的輸出端接示波器與信號毫伏表，負極接地。芯片LM386的輸入端接函數(shù)信號發(fā)生器，輸入1000Hz，10mV，在輸出端接示波器與信號毫伏表，負極接地。最后分立元件8050輸入端接1000Hz,10mV,LM386輸出端接示波器與信號毫伏表，負極共地。（2）測試數(shù)據(jù)測得8050輸出端示波器出現(xiàn)正弦波，同時示波器顯示161.2mV。測得LM386輸出端示波器出現(xiàn)正弦波，同時示波器顯示201.5mV。最后統(tǒng)一測試時，測得輸出端出端示波器正弦波，同時示波器輸出310.6mV.（3）數(shù)據(jù)處理 第一級放大倍數(shù)Au1=161.2÷10=16.12， 第二級放大倍數(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，實驗較為成功，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)不準確造成誤差；信號發(fā)生器不穩(wěn)定造成誤差；靜態(tài)工作點設置得不是很合理。七、結(jié)論 （介紹電路組成部分、實現(xiàn)了哪些功能，電路的優(yōu)點及不足。對本次

11、課程設計出現(xiàn)的問題、解決的方法和建議）通過為期一個月的課程設計，我深刻體會到了自己知識的匱乏。我也深深的感覺到自己所學的知識的膚淺，自己原來所學的東西知識一個表面性的，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，學習中應該多于實際應用相聯(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)壓塊電路設計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)過測試，基本實現(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。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，同時實現(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計的要求。同時基本滿足要求，放大了20.14倍。本電路的優(yōu)點是放大的倍數(shù)比較準備，誤差較小。同時所需的器件也比較簡單，不怎么復雜。缺點是焊點有些問題，同時布線部分出現(xiàn)傾斜，沒有直線。本次課程設計出現(xiàn)了許多問題，其一便是由于電路的不成熟導致出現(xiàn)很多問題，如出現(xiàn)的波形失真和導致芯片燒掉等問題，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計的中途，也就是開始了兩周的時候，再集合同學們，對出現(xiàn)的電路的問題以及我們不懂得問題，再進行一次比較深入