高保真音频功率放大器电路上海大学.doc

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1、word电子技术课程设计报告高保真音频功率放大器电路某某大学机自学院自动化系电气工程与其自动化专业某某:*学号:*指导教师:徐昱琳2015年6月26日一、任务与要求用中小型规模集成电路设计一个高保真音频功率放大器的电路，在EDA软件上完成硬件系统的仿真。高保真音频功率放大器的技术指标如下：正弦波不失真输出功率Po5W (f=1kHz,RL=8)电源消耗功率PE10W ( Po5W )输入信号幅度VS=200400mV f=1kHz，RL=8， Po5W )输入电阻 Ri10k ( f=1kHz )频率响应 BW=50Hz15kHz二、总电路图：方案特点：该电路是较典型的OTL电路，局部反应稳定

2、了工作点，总体串联负反应控制了放大倍数并提高了输入电阻和展宽频带，退耦滤波电容与矫正电容是为防止寄生震荡而设。三、详细的设计过程如下：1电源电压确实定当负载电压一定时，电源电压的大小直接与输出功率有关，其中n为电源电压利用系数，通常取n=。在本例子中，输出电压P05W，。2功率级的设计功放管的要求：功率管可使用3DD15、2Z730C三极管。功率管需推动电流：耦合电容C6：，取2200/25V稳定电阻1。现取11W。3推动级中间级的计算取.=22VV未超过3DG12的700mV，故仍可选用3DG12消除交越失真选择二极管 2CP12(100mV,0.9V)一般 故取取0.33mA 典型电路中取

3、选择=2K,进展调节以达到最优工作点。当功率级达到尽限运用时，故推动级基极信号电流的峰值应与静态值相等即0.33mA,由于推动级用的是中功率晶体管，故其输入电阻为：bb很小推动级的负载电阻可等效为：+(1+其中，为功率的输入电阻，由于乙类放大是变化的，不好准确计算，只好以为的计算值。故+(1+=1501.3+(1+50)410推动级电压放大倍数为=-=-100推动级基极推动电压为： 对信号的分流为：=3mA 上反应电流的峰值.总推动信号交流峰值为：4输入级设计 由于推动级需要mA的交流推动信号，故输入级静态电流应大于,取=3mA,推动级所需电压信号只0.2V,故输入级电压的配置可较随便，取,，

4、为2K,2K,1K。如此各降落6V，6V,3V,.为3DX201.=取=4如此 = 取取=61K.耦合电容凭经验选取=10/10V，=100(5)负反应设计取=10，不要太大，以免降低总开环倍数。=200+1+=200+650=850=-总开环倍数为:= =(-0.45)(-787) =354(倍)根据题目要求：=21倍故1+=110 所以是深度负反应。 又=21故取 以便于调试6电路指标验算不失真功率 设，的等大约要损失电源电压3V,如此实际输出幅度=-3=8V=7.5625W5W电源消耗功率=7W10K 符合指标要求。(7)频率响应的分析：低频响应取决于各级耦合电容与旁路电容，开环选取已考

5、虑足够大，再加负反应已无问题。高频响应主要有2Z730决定，因为它的5KC,而其它硅NPN晶体管频率都比拟高，由于深度负反应，故高频响应提高到10KC应当也无问题，故在调试时再考核。电容是为消除电源线太长引起的寄生震荡，通常使用一只不太大的电容即可，现取100的电容值。所用元件总结：电阻：R1=61K,R2=55K,R3=R4=2K,R5=10,R6=1K,R7=2K,R8=470,R9=100,R10=200,R11=1,R12=100,电位器：W1=500,W2,电容器：C1=C4=C5=C7=100uF，C2=C3=10uF，C6=2200uF三极管：T1:3DX201,T2:3DG13

6、0,T3:3DD15,T4:2Z730C二极管：2CP121静态工作点的调试：将Vi短路，调节W2使得输出级中点电压VO=1/2VCC=11V。2动态各项指标测试：输出功率测试：用1KHz的正弦信号，逐步增大到示波器上出现切峰失真时，测量输出电压，计算输出功率。放大不失真图像：恰好出现切峰失真图像：恰好切峰失真时输出电压：Vo=输出功率P0=U02/RL5W,符合指标。灵敏度测试：将信号略减小使输出保持6.325V，测输入电压值是多少？当输出电压约为VV电源消耗功率：在上述情况下，用万用表500mV档量出电源电流传入稳压电源，计算电源消耗功率。测得电流约为A电源消耗功率PE=，符合指标频率响应

7、上限频率：fL=7.457Hz20KHz15KHz符合指标输入电阻Ri：在放大器输入端串一只10K电阻R1，加大信号发生器信号，依然保持5W输出功率，分别测出10K电阻电压Vs与电阻后电压Vi，计算出输入电阻。测得Vs=234.187 mmVRi=Vi/Ii=K符合指标五、个人小结这次课程设计让我对模拟电子技术的知识有了更好的掌握。实验过程中遇到许多问题，解决这些问题虽然花了我许多时间，但是受益匪浅。首先遇到的问题是对Multisim软件的不了解，不知道该如何使用该软件。通过网上Multisim资料的阅读，掌握了该软件的使用方法。这对以后使用该软件有所帮助。其次是某一些元件在Multisim软件中找不到。因此需要找到另一些软件来替代。通过豆丁和百度文库上面元件资料的介绍，我找到了相应的替代元件。在仿真过程中我发现静态工作点测量数值与理论值相差甚远。我百思不得其解。后来经过仔细检查，发现是功率管中其中一只管子使用了错误的NPN管。这给我的启发便是：做事一定要细心。14 / 14