op07的功能介绍：Op07芯片是一种低噪声，非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路。由于OP07具有非常低的输入失调电压（对于OP07A最大为25μV），所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施。OP07同时具有输入偏置电流低（OP07A为±2nA）和开环增益高（对于OP07A为300V/mV）的特点，这种低失调、高开环增益的特性使得OP07特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等方面。 特点： 超低偏移：150μV最大。 低输入偏置电流：1.8nA 。 低失调电压漂移：0.5μV/℃。 超稳定，时间：2μV/month最大 高电源电压范围：±3V至±22V
图1 OP07外型图片 图2 OP07 管脚图 OP07芯片引脚功能说明： 1和8为偏置平衡(调零端)，2为反向输入端，3为正向输入端，4接地，5空脚6为输出，7接电源+
图3 OP07内部电路图 ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS 最大额定值 Sy mb ol 符Parameter参数 Value 数值 Unit 单位
号 VC C Supply Voltage 电源电压±22 V Vid Differential Input Voltage差分输入电 压±30 V Vi Input Voltage 输入电压 ±22 V Top er Operating Temperature 工作温度 -40 to +105 ℃ Tst g Storage T emperature 贮藏温度 -65 to +150 ℃ 电气特性 虚拟通道连接= ± 15V ，Tamb = 25 ℃（除非另有说明） Sy mb ol 符号Parameter 参数及测试条件最小 典 型 最 大 Uni t 单 位 Vio Input Offset Voltage 输入失调电压0℃- 61μV
项目支持：北京市科技攻关项目，农业节水灌溉监测与控制设备研制与开发（D0706007040191）国家“十一五”科技支撑计划农产品流通过程信息化关键技术与系统研发（2006BAD10A04） 国家“十一五”科技支撑计划灌区地下水开发利用关键技术（2006BAD11B05） 微弱信号检测的前置放大电路设计 张石锐1，2，郑文刚2*，黄丹枫1，赵春江2 （1.上海交通大学农业与生物学院上海市 200240 2.国家农业信息化工程技术研究中心北京市 100097） 摘要：针对精准农业中对微弱信号检测的技术需求，论文设计了以电流电压转换器，仪表放大器和低通滤波器为主要结构的微弱信号检测前置放大电路。结合微弱信号的特点讨论了电路中噪声的抑制和隔离，提出了电路元件的选择方法与电路设计中降低噪声干扰的注意事项。本文利用集成程控增益仪表放大器PGA202设计了微弱信号检测前置放大电路，并利用微弱低频信号进行了测试，得到了理想的效果。 关键字：精准农业、微弱信号检测、仪表放大器、前置放大电路 中图分类号：TN721.5 文献标识码：A The design of preamplifier circuit based on weak signal detection ZHANG Shi-rui1，2，ZHENG Wen-gang2，HUANG Dan-feng1，ZHAO Chun-jiang2 (1. School of Agriculture and Biology, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China 2. National Engineering Research Center for Information Technology in Agriculture, Beijing, 100097, China) Abstract：Combined with the demand of the detection of weak signal in precision agriculture, the article introduced the circuit principle of deigning preamplifier circuit whit I/V Conversion level, instrumentation amplifier level and low-pass filter level. At the same time the article discussed the circuit's noise suppression and isolation according to the characteristics of the weak signal, and gave the method of choosing elements and noise reduction. Finally, gave the design of the weak signal detection pre-amplifier using the program-controlled integrated instrumentation amplifier PGA202. Key words: precision agriculture ，weak signal detection, instrumentation amplifier, preamplifier 1、引言 精准农业主要是依据实时获取的农田环境和农作物信息，对农作物进行精确的灌溉、施肥、喷药，最大限度地提高水、肥和药的利用效率，减少环境污染，获得最佳的经济效益和生态效益[1]。农田环境和农作物信息的准确获取取决于可靠的生物传感技术。如常规精准灌溉主要关注空气的温度、湿度和土壤的含水量，利用这些参数的变化控制对农作物的灌溉，而作物自身产生的一些信号能够更准确的反映其自身的生理状况，通过检测这些信号控制灌溉可以使灌溉更精确。目前精准灌溉技术正朝着以环境信息和农作物生理信息相结合为控制依据的方向发展，为此各种生物传感器如植物电信号传感器、植物茎流传感器等应运而生。但一般作物自身生理状况产生的信号极其微弱，往往电流信号只能达到纳安级，电压信号也只能达到微伏级。为有效的利用这些信号，应首先对其进行调理，本文根据植物生理信号的特点设计了适合此类微弱信号检测的前置放大电路。 2、电路基本结构 生物传感器所产生的信号一般为频率较低的微弱信号，检测不同的植物生理参数，可能得到电压或电流信号。对于电流信号，应首先把电流信号转换成为电压信号，通过放大电路的放大，最后利用低通滤波器，滤除混杂在信号中的高频噪声。微弱信号检测前置放大电路的整体结构如图1。
基本共射极放大电路电路分析 3.2.1基本共射放大电路 1.放大电路概念：基本放大电路一般是指由一个三极管与相应元件组成的三种基本组态放大电路。 a.放大电路主要用于放大微弱信号，输岀电压或电流在幅度上得到了放大，输岀信号的能量得到了加强。 b.输岀信号的能量实际上是由直流电源提供的，经过三极管的控制，使之转换成信号能量，提供给负载。 2.电路组成：(1)三极管T; (2)VCC :为JC提供反偏电压，一般几?几十伏； (3)RC :将IC的变化转换为Vo的变化，一般几K?几十K VCE=VCC-ICRC RC，VCC同属集电极回路。 -般为几十K-几千 —V BE 一般，硅管V bE-0r7V 镭管V BE=0.2V 当V nB?V Bir Bt： R V BB 打怎—— (6)Cb1，Cb2:耦合电容或隔直电容，其作用是通交流隔直流。 (4)VBB : 为发射结提供正 偏。 信号源 O------- *—
(8)Vo :输出信号 (9)公共地或共同端，电路中每一点的电位实际上都是该点与公 共端之间的电位差。图中各电压的极性是参考极性，电流的参考 方向如图所示。 3.共射电路放大原理 4.放大电路的主要技术指标 放大倍数/输入电阻Ri /输出电阻Ro/通频带 片变化亠耳矗变化变化远 坠込畑变化巴变化 h聽——=40址4 /<■ ~ 0 Z B二1,6mA I CE =I CC-I C R C =5.61 Av,--\mV = -SuA —>A RE =MR =0.=必
放大电路的输出信号的电压和电流福度得到 了放大”所以输出功率也会有所放大4对放大电 路而言有：电压敬大倍数：冬二嚟哼 电流放大倍数：梓=曲淳 功率放大借咯心尸二碍 仔J 巒 通常它们都是按正弦量定义的.放大倍数定 义式中各有关昼如图所示4 + * 陌： R L ? * Ml M M M ⑵输入电阻Ri 输入电阻是龙明放大电路从信号源吸取电流大 小的参数<■代大，放大电路从信号源吸取的电流 小*反之则大。 , 尽的定义：坨堤 ⑶输出电阻Ro 输出电阳是衣明放大电路帯负载術能力?吆大农明 放大电路帯负载約能力差，反之则强。 &的定义: :信号源: >A (b) (b)从负载特性曲线求& ~~I 热 放大电路 >A 放大 电路
驻极体话筒的结构与工作原理 2007-08-30 驻极体话筒具有体积小，频率范围宽，高保真和成本低的特点，目前，已在通讯设备，家用电器等电子产品中广泛应用。 一、驻极体话筒的结构与工作原理 驻极体话筒由声电转换和阻抗变换两部分组成。 声电转换的关键元件是驻极体振动膜。它是一片极薄的塑料膜片，在其中一面蒸发上一层纯金薄膜。然后再经过高压电场驻极后，两面分别驻有异性电荷。膜片的蒸金面向外，与金属外壳相连通。膜片的另一面与金属极板之间用薄的绝缘衬圈隔离开。这样，蒸金膜与金属极板之间就形成一个电容。当驻极
体膜片遇到声波振动时，引起电容两端的电场发生变化，从而产生了随声波变化而变化的交变电压。驻极体膜片与金属极板之间的电容量比较小，一般为几十pF。因而它的输出阻抗值很高(Xc=1/2~tfc)，约几十兆欧以上。这样高的阻抗是不能直接与音频放大器相匹配的。所以在话筒内接入一只结型场效应晶体三极管来进行阻抗变换。场效应管的特点是输入阻抗极高、噪声系数低。普通场效应管有源极(S)、栅极(G)和漏极(D)三个极。这里使用的是在内部源极和栅极间再复合一只二极管的专用场效应管。接二极管的目的是在场效应管受强信号冲击时起保护作用。场效应管的栅极接金属极板。这样，驻极体话筒的输出线便有三根。即源极S，一般用蓝色塑线，漏极D，一般用红色塑料线和连接金属外壳的编织屏蔽线。 驻极体话筒的工作原理可以用图（1）来表示。 话筒的基本结构由一片单面涂有金属的驻极体薄膜与一个上面有若干小孔的金属电极（背称为背电极）构成。驻极体面与背电极相对，中间有一个极小的空气隙，形成一个以空气隙和驻极体作绝缘介质，以背电极和驻极体上的金属层作为两个电极构成一个平板电容器。电容的两极之间有输出电极。由于驻极体薄膜上分布有自由电荷。当声波引起驻极体薄膜振动而产生位移时；改变了电容两极版之间的距离，从而引起电容的容量发生变化，由于驻极体上的电荷数始终保持恒定，根据公式：Q =CU 所以当C变化时必然引起电容器两端电压U的变化，从而输出电信号，实现声—电的变换。实际上驻极体话筒的内部结构如图（2）。
袁蒁膃蚇腿肀肃功率放大器原理功率放大器原理 图 芃蚆葿艿袂薇蒆要说功率放大器的原理，我们还是先来看看功率放大器的组成：射频功率放大器（RF PA）是各种无线发射机的重要组成部分。在发射机的前级电路中，调制振荡电路所产生的射频信号功率很小，需要经过一系列的放大一缓冲级、中间放大级、末级功率放大级，获得足够的射频功率以后，才能馈送到天线上辐射出去。为了获得足够大的射频输出功率，必须采用射频功率放大器。 射频功率放大器是发送设备的重要组成部分。射频功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率。除此之外，输出中的谐波分量还应该尽可能地小，以避免对其他频道产生干扰。 螆肇葿蚄蚆芈羁功率放大器原理 衿蚈膂袆袆膁螁高频功率放大器用于发射机的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种，窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路，故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器；宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路，因此又称为非调谐功率放大器。高频功率放大器是一种能量转换器件，它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出。在“低频电子线路” 课程中已知，放大器可以按照电流导通角的不同，将其分为甲、乙、丙三类工作状态。甲类放大器电流的流通角为360o，适用于小信号低功率放大。乙类放大器电流的流通角约等于180o；丙类放大器电流的流通角则小于180o。乙类和丙类都适用于大功率工作。丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高者。 高频功率放大器大多工作于丙类。但丙类放大器的电流波形失真太大，因而不能用于低频功率放大，只能用于采用调谐回路作为负载的谐振功率放大。由于调谐回路具有滤波能力，回路电流与电压仍然极近于正弦波形，失真很小。除了以上几种按电流流通角来分类的工作状态外，又有使电子器件工作于开关状态的丁类放大和戊类放大。丁类放大器的效率比丙类放大器的还高，理论上可达100％，但它的最高工作频率受到开关转换瞬间所产生的器件功耗(集电极耗散功率或阳极耗散功率）的限制。如果在电路上加以改进，使电子器件在通断转换瞬间的功耗尽量减小，则工作频率可以提高。这就是戊类放大器。 我们已经知道，在低频放大电路中为了获得足够大的低频输出功率，必须采用低频功率放大器，而且低频功率放大器也是一种将直流电源提供的能量转换为交流输出的能量转换器。高频功率放大器和低频功率放大器的共同特点都是输出功率大和效率高，但二者的工作频率和相对频带宽度却相差很大，决定了他们之间有着本质的区别。低频功率放大器的工作频率低，但相对频带宽度却很宽。例如，自20至20000 Hz，高低频率之比达1000倍。因此它们都是采用无调谐负载，如电阻、变压器等。高频功率放大器的工作频率高（由几百kHz一直到几百、几千甚至几万MHz），但相对频带很窄。例如，调幅广播电台（535－1605 kHz的频段范围）的频带宽度为10 kHz，如中心频率取为1000 kHz，则相对频宽只相当于中心频率的百分之一。中心频率越高，则相对频宽越小。因此，高频功率放大器一般都采用选频网络作为负载回路。由于这后一特点，使得这两种放大器所选用的工作状态不同：低频功率放大器可工作于甲类、甲乙类或乙类（限于推挽电路）状态；高频功率放大器则一般都工作于丙类（某些特殊情况可工作于乙类）。 近年来，宽频带发射机的各中间级还广泛采用一种新型的宽带高频功率放大器，它不采用选频网络作为负载回路，而是以频率
运算放大器组成的电路五花八门，令人眼花瞭乱，是模拟电路中学习的重点。在分析它的工作原理时倘没有抓住核心，往往令人头大。为此本人特搜罗天下运放电路之应用，来个“庖丁解牛”，希望各位从事电路板维修的同行，看完后有所斩获。 遍观所有模拟电子技朮的书籍和课程，在介绍运算放大器电路的时候，无非是先给电路来个定性，比如这是一个同向放大器，然后去推导它的输出与输入的关系，然后得出Vo=(1+Rf)Vi，那是一个反向放大器，然后得出Vo=-Rf*Vi……最后学生往往得出这样一个印象：记住公式就可以了！如果我们将电路稍稍变换一下，他们就找不着北了！偶曾经面试过至少100个以上的大专以上学历的电子专业应聘者，结果能将我给出的运算放大器电路分析得一点不错的没有超过10个人！其它专业毕业的更是可想而知了。 今天，芯片级维修教各位战无不胜的两招，这两招在所有运放电路的教材里都写得明白，就是“虚短”和“虚断”，不过要把它运用得出神入化，就要有较深厚的功底了。 虚短和虚断的概念 由于运放的电压放大倍数很大，一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上。而运放的输出电压是有限的，一般在 10 V～14 V。因此运放的差模输入电压不足1 mV，两输入端近似等电位，相当于“短路”。开环电压放大倍数越大，两输入端的电位越接近相等。 “虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短。显然不能将两输入端真正短路。 由于运放的差模输入电阻很大，一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。因此流入运放输入端的电流往往不足1uA，远小于输入端外电路的电流。故通常可把运放的两输入端视为开路，且输入电阻越大，两输入端越接近开路。“虚断”是指在分析运放处于线性状态时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性称为虚假开路，简称虚断。显然不能将两输入端真正断路。 在分析运放电路工作原理时，首先请各位暂时忘掉什么同向放大、反向放大，什么加法器、减法器，什么差动输入……暂时忘掉那些输入输出关系的公式……这些东东只会干扰你，让你更糊涂﹔也请各位暂时不要理会输入偏置电流、共模抑制比、失调电压等电路参数，这是设计者要考虑的事情。我们理解的就是理想放大器（其实在维修中和大多数设计过程中，把实际放大器当做理想放大器来分析也不会有问题）。 好了，让我们抓过两把“板斧”------“虚短”和“虚断”，开始“庖丁解牛”了。 (原文件名:1.jpg)
2.4G 射频双向功放的设计与实现 在两个或多个网络互连时，无线局域网的低功率与高频率限制了其覆盖范围，为了扩大覆盖范围，可以引入蜂窝或者微蜂窝的网络结构或者通过增大发射功率扩大覆盖半径等措施来实现。前者实现成本较高，而后者则相对较便宜，且容易实现。现有的产品基本上通信距离都比较小，而且实现双向收发的比较少。本文主要研究的是距离扩展射频前端的方案与硬件的实现，通过增大发射信号功率、放大接收信号提高灵敏度以及选择增益较大的天线来实现，同时实现了双向收发，最终成果可以直接应用于与IEEE802.11b/g兼容的无线通信系统中。 双向功率放大器的设计 双向功率放大器设计指标： 工作频率：2400MHz～2483MHz 最大输出功率：+30dBm（1W） 发射增益：≥27dB 接收增益：≥14dB 接收端噪声系数：< 3.5dB 频率响应：<±1dB 输入端最小输入功率门限：
6922 电子管胆前级放大电路 2018 年4 月2 日17 ：58 665 6922 电子管胆前级放大电路和韵T99 是欧博音响公司的五周年纪 念版前级，其外形秀巧，电路简洁，音质纯静而无音染。 T99 前级放大电路如图所示。从图中可见，它除了两个电子三极管之外，几乎就没有什么元件了，所以在介绍它之前先说一说电子管及其在音频设备应用中的地位。电子管的物理特性在某些方面仍优于晶体管，如近代的6N15 、6N3 电子管，其电极间距离10 －3m 量级，在几百伏屏压下电子在真空中的速度达107m/s ，渡越时间为10 －10s 量级，对于10MHz 的频率周期为10－8s 。在这个渡越时间内，各电极的电压相位基本无变化，因此电子管可以毫无困难地工作到300?500MHz，也就是说，在音频放大中根本不必考虑电子管的频率特性问题，任何一种电子管都至少可满足10kHz 的音频放大要求。另外在100kW 以上的高频大功率放大器中，电子管仍独步天下，晶体管则望尘莫及，因此目前在军事领域和高科技领域仍在部分使用电子管。至于普遍认为电子管高频特性不如晶体管，并不是管子本身的问题，而是由于电子管在做电压放大时其内阻与分布电容所形 成的低通电路以及在做功率放大时输出变压器的漏感等寄生 参量造成的。总之，电子管目前仍是优秀的音频放大器件，只是电路设计和变压器制作不能马虎。从听感及欣赏角度而言，晶体管和电子管应该说各有千秋，不可一概而论。电子管音色温暖、甜润、耐听，空气感及空间信息的融合性好，这在音响界已成为共识，而晶体管具有瞬态反应快、分析力高、对音像细节的镌刻更深入等优点。
电子管（三极管）是由阴极K、屏极（阳极）A、栅极G组成 的。阴极是电子管电子流的源泉，当阴极被灯丝加热到一定程度时，就会不断地向空间发射电子。在屏极与阴极间加上直流电压，使屏极电位高于阴极电位时，在屏极电场的作用下，从阴极发射的电子就会源源不断地奔向屏极，即所谓的真空管正向导通。根据电流方向与电子流方向相反的定理，电流便从屏极流向阴极，这就是所谓的屏流 la。栅极是决定 电子管放大作用的电极，位于阴极和屏极之间靠近阴极的位置。栅极的作用是抑制由阴极向屏极发射电子。当栅极加上相对于阴极为负的电压即栅负压，便在管内屏、阴之间形成两个电场：一是屏极的正电压产生的正电场，对空间电荷区的电子起吸引作用；二是栅极负压产生的负电场，对空间电荷区的电子起排斥作用，栅极电压越负，排斥作用越强，屏极电流就越小。改变栅负压即可改变屏极电流。而栅极比屏极更靠近阴极，对屏极电流的抑制作用远比屏极电压更大，约大 4?100倍。栅极电压的微小变化，便能引起屏极电流 的较大变化，从而实现电子管的电流放大作用 了解了电子管的放大原理之后，再来看T99 前级放大电路。T99 前级电路是一种典型的分流调整式推挽放大电路(SRPP) ，如附图所示。两个电子三极管(6922)V1 和V2 起调整式电压放大作用，R5 、R6 为自给偏压电阻，C3 是输出耦合电容，R7 为交流负载电阻，W1 是音量控制电位器。SRPP 是一个非常精采的电路设计。对于该电路的原理说法不一，从电路名称上看应是推挽电路，国
教案首页
思路：确定I B 的流向，对I B 的回路应用电压方程有 V CC =I B R B +U BE 难点突破：解释U BE 的含义。 得到： I B ===4.0×10-5A=40μA 分析：由于V CC >>U BE ，故U BE 可忽略。 I B =。 ⑥计算I C ； 由β?=得到 I C =β?I B 又因为β≈β? 所以I C =βI B =50×40μA=2mA ⑦计算U CE ； 对I C 回路应用电压方程有： I C R C +U CE = V CC 得：U CE = V CC －I C R C =20－2×16=8（V） ⑧总结静态分析的解题步骤； ⑨学生课堂练习：在演示板电路上让学生用万用表测量其静态工作点，然后根据线路元件参数估算静态工作点，两者进行比较。 2.放大器的电压放大倍数的估算： （1）、动态分析需要计算的物理量。 提问：放大器的作用是什么？ 回答：主要作用是将微弱信号进行放大。 分析：对于放大器，我们最关心的是它的放大能力，以及它对信号源的要求和负载能力。因此必须计算放大倍数、输 入电阻和输出电阻。 （2）、放大器的电压放大倍数的估算的步骤： ①画出放大电路的交流通路。 方法：电容及直流电源视为短路，其余不变。
②分析三极管的输入特性： 当所加的u be 很小时，在特性线上对应的一小段近似是直线， 因此在b—e间相当于一个等效电阻r be ，即三极管的输入电阻 r be = 经验公式：r be =300+（1+β）（Ω） ③放大电路的电压放大倍数： A、提问：放大器的什么参数是衡量放大器的放大能力的呢？ 回答：放大倍数。 设问：怎样定义？怎样计算？ 定义：放大倍数A u 是输出电压u o 与输入电压u i 之比。 A u = B、计算方法：根据交流通路： 得：u i =i b r be u o =－i c Rc=－βi b R c A u === 如果接上负载电阻R L ，画图： A u =其中：=R C //R L u i u o R C R B V e c b i i i b i RB i c u be u ce
驻极体话筒 1、概述 驻极体话筒具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低的特点，广泛用于盒式录音机、无线话筒及声控等电路中。属于最常用的电容话筒。由于输入和输出阻抗很高，所以要在这种话筒外壳内设置一个场效应管作为阻抗转换器，为此驻极体电容式话筒在工作时需要直流工作电压。 2、构造与原理 驻极体话筒由声电转换和阻抗变换两部分组成。 声电转换的关键元件是驻极体振动膜。它是一片极薄的塑料膜片，在其中一面蒸发上一层纯金薄膜。然后再经过高压电场驻极后，两面分别驻有异性电荷。膜片的蒸金面向外，与金属外壳相连通。膜片的另一面与金属极板之间用薄的绝缘衬圈隔离开。这样，蒸金膜与金属极板之间就形成一个电容。当驻极体膜片遇到声波振动时，引起电容两端的电场发生变化，从而产生了随声波变化而变化的交变电压。驻极体膜片与金属极板之间的电容量比较小，一般为几十pF。因而它的输出阻抗值很高(Xc＝1／2~tfc)，约几十兆欧以上。这样高的阻抗是不能直接与音频放大器相匹配的。所以在话筒内接入一只结型场效应晶体三极管来进行阻抗变换。场效应管的特点是输入阻抗极高、噪声系数低。普通场效应管有源极(S)、栅极(G)和漏极(D)三个极。这里使用的是在内部源极和栅极间再复合一只二极管的专用场效应管。接二极管的目的是在场效应管受强信号冲击时起保护作用。场效应管的栅极接金属极板。这样，驻极体话筒的输出线便有三根。即源极S，一般用蓝色塑线，漏极D，一般用红色塑料线和连接金属外壳的编织屏蔽线。 3、驻极体话筒与电路的接法有两种： 源极输出与漏极输出。源极输出类似晶体三极管的射极输出。需用三根引出线。漏极D接电源正极。源极S与地之间接一电阻Rs来提供源极电压，信号由源极经电容C输出。编织线接地起屏蔽作用。源极输出的输出阻抗小于2k，电路比较稳定，动态范围大。但输出信号比漏极输出小。漏极输出类似晶体三极管的共发射极放入。只需两根引出线。漏极D与电源正极间接一漏极电阻RD，信
电子技术课程设计论文 ---功率放大器电路设计 院系：电气工程学院 专业：测控技术与仪器 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 2014 年 6 月 24 日
目录 第一章绪论 (1) 第二章系统总体设计方案 (2) 2.1 功率放大电路 (2) 2.2放大器原理 (2) 2.3方案设计 (3) 2.3.1 前置放大极 (4) 2.3.3 三极管性能的简单测试 (4) 2.3.3 电路形式的选择 (4) 2.3.4 电路原理 (5) 第三章仿真及电路焊接及调试 (6) 3.1 Protues 简介 (6) 3.2 原理图绘制的方法和步骤 (6) 3.3 电路板的制作 (9) 3.4 电路焊接 (9) 3.5 元器件安装与调试 (10) 第四章元器件介绍 (11) 4.1 LM386 (11) 4.2 9013晶体管 (12) 4.3电容 (13) 4.4 扬声器 (13) 4.5驻极体 (14) 第五章总结 (15) 致谢 (16) 附录 (17)
第一章绪论 现在多用于高校功放课程设计的有两种电路，一种是集成功放 LM386组成的音频功率放大电路，一种是集成功放TDA2030A组成的音频功率放大电路。我们此次的课程设计所用的芯片是集成功放LM386。 本次音频功率放大系统的设计，我们采用了LM386音频功率放大器作为核心元件。它具有自身功耗低、更新内链增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点的功率放大器，主要应用于低电压消费类产品，广泛应用于录音机和收音机之中。应用LM386时，为使外围元件最少，电压增益内置为20。但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻和电容，便可将电压增益调为任意值，直至 200。输入端以地位参考，同时输出端被自动偏置到电源电压的一半，在6V电源电压下，它的静态功耗仅为24mW，使得LM386特别适用于电池供电的场合。
基本共射极放大电路电路分析 基本共射放大电路 1.放大电路概念：基本放大电路一般是指由一个三极管与相应元件组成的三种基本组态放大电路。 a.放大电路主要用于放大微弱信号，输出电压或电流在幅度上得到了放大，输出信号的能量得到了加强。 b.输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，经过三极管的控制，使之转换成信号能量，提供给负载。 2.电路组成:(1)三极管T; (2)VCC：为JC提供反偏电压，一般几~几十伏; (3)RC：将IC的变化转换为Vo的变化，一般几K~几十K。 VCE=VCC-ICRC RC，VCC同属集电极回路。 (4)VBB：为发射结提供正偏。 (6)Cb1，Cb2：耦合电容或隔直电容，其作用是通交流隔直流。 (7)Vi：输入信号 (8)Vo：输出信号 (9)公共地或共同端，电路中每一点的电位实际上都是该点与公
共端之间的电位差。图中各电压的极性是参考极性，电流的 参考方向如图所示。 3.共射电路放大原理 4.放大电路的主要技术指标 放大倍数／输入电阻Ri／输出电阻Ro／通频带 (1)放大倍数
(2)输入电阻Ri (3)输出电阻Ro
(4)通频带 问题1：放大电路的输出电阻小，对放大电路输出电压的稳定性是否有利？ 问题2：有一个放大电路的输入信号的频率成分为100Hz~10kHz，那么放大电路的通频带应如何选择？如果放大电路的通频带比输入信号的频带窄，那么输出信号将发生什么变化？ 放大电路的图解分析法 1.直流通路与交流通路 静态：只考虑直流信号，即Vi=0，各点电位不变（直流工作状态）。 动态：只考虑交流信号，即Vi不为0，各点电位变化（交流工作状态）。 直流通路：电路中无变化量，电容相当于开路，电感相当于短路。 交流通路：电路中电容短路，电感开路，直流电源对公共端短路。 放大电路建立正确的静态，是保证动态工作的前提。分析放大电路必须要正确地区分静态和动态，正确地区分直流通道和交流通道。 直流通路
1.驻极体话筒驱动电路设计 上图为一驻极体话筒驱动电路，当有声音时，LED会亮。 1）认识图中向关元器件。 2）分析其工作原理。 3）在万能板上搭建该电路。 4）用示波器观察测试有声音和无声音时该电路A，B，C，D，E五点的波形，记录下来。 5）比较一下电路的灵敏性，怎样提高电路的灵敏度？
2.DC-DC电源模块 1）认识图中相关元器件。 2）阅读芯片LM2576的文档，分析其工作原理。 3）在万能板上搭建该电路。 4）输入9V时，调整电位器R2，测量输出电压范围，并记录。 5）测试电压调整率：查阅模拟电路相关书籍和资料，了解电压调整率的概念输入电压设为9V，输出空载，调电位器，使输出为5V 增大输入电压，测量输出电压，记录数据 6）测试负载调整率：查阅模拟电路相关书籍和资料，了解负载调整率的概念输入电压设为9V，输出空载，调电位器，使输出为5V。然后输出负载接一100W 0~300欧姆的功率电位器(先把阻值调至最大)。 调整功率电位器，减小负载电阻，测量输出电压，记录数据（注意，电阻值不可过小）
7）测试纹波电压：查阅模拟电路相关书籍和资料，了解纹波电压的概念输入电压设为9V，输出空载，调电位器，使输出为5V。然后输出负载接一100W 0~300欧姆的功率电位器(先把阻值调至2欧姆)。 用示波器AC/5mV测量输出电压，记录波形最大值,可以调节功率电位器，观察输出波形 8）效率测试：查阅模拟电路相关书籍和资料，了解效率的概念 输入电压设为9V，输出空载，调电位器，使输出为5V。然后输出负载接一100W 0~300欧姆的功率电位器(先把阻值调至2欧姆)。测量输如电压和电流。 计算效率。 3.线性电源模块 D2 1）认识图中相关元器件。 2）阅读芯片LM317的文档，分析其工作原理。 3）在万能板上搭建该电路。
基本共射极放大电路电路分析 3.2.1 基本共射放大电路 1. 放大电路概念：基本放大电路一般是指由一个三极管与相应元件组成的三种基本组态放大电路。 a.放大电路主要用于放大微弱信号，输出电压或电流在幅度上得到了放大，输出信号的能量得到了加强。 b.输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，经过三极管的控制，使之转换成信号能量，提供给负载。 2. 电路组成:(1)三极管T; (2)VCC：为JC提供反偏电压，一般几~ 几十伏; (3)RC：将IC的变化转换为Vo的变化，一般几K~几十K。 VCE=VCC-ICRC RC ，VCC 同属集电极回路。 (4)VBB：为发射结提供正偏。 (6)Cb1，Cb2：耦合电容或隔直电容，其作用是通交流隔直流。 (7)Vi：输入信号 (8)Vo：输出信号 (9)公共地或共同端，电路中每一点的电位实际上都是该点与公 共端之间的电位差。图中各电压的极性是参考极性，电流的 参考方向如图所示。
3. 共射电路放大原理 4. 放大电路的主要技术指标 放大倍数／输入电阻Ri／输出电阻Ro／通频带(1) 放大倍数 (2) 输入电阻Ri
(3) 输出电阻Ro (4) 通频带
问题1：放大电路的输出电阻小，对放大电路输出电压的稳定性是否有利？ 问题2：有一个放大电路的输入信号的频率成分为100 Hz~10 kHz，那么放大电路的通频带应如何选择？如果放大电路的通频带比输入信号的频带窄，那么输出信号将发生什么变化？ 3.2.2 放大电路的图解分析法 1. 直流通路与交流通路 静态：只考虑直流信号，即Vi=0，各点电位不变（直流工作状态）。 动态：只考虑交流信号，即Vi不为0，各点电位变化（交流工作状态）。 直流通路：电路中无变化量，电容相当于开路，电感相当于短路。 交流通路：电路中电容短路，电感开路，直流电源对公共端短路。 放大电路建立正确的静态，是保证动态工作的前提。分析放大电路必须要正确地区分静态和动态，正确地区分直流通道和交流通道。 直流通路 交流通路
如何使用驻极体话筒 本文以MF50型指针式万用表为例，介绍在业余条件下使用万用表快速判断驻极体话筒的极性、检测驻极体话筒的好坏及性能的具体方法。 图1驻极体话筒的检测 （a）判断极性与好坏 （b）检测两端式话筒灵敏度 （c）检测三端式话筒灵敏度 判断极性 由于驻极体话筒内部场效应管的漏极D和源极S直接作为话筒的引出电极，所以只要判断
出漏极D和源极S，也就不难确定出驻极体话筒的电极。如图1（a）所示，将万用表拨至“R×100”或“R×1k”电阻挡，黑表笔接任意一极，红表笔接另外一极，读出电阻值数；对调两表笔后，再次读出电阻值数，并比较两次测量结果，阻值较小的一次中，黑表笔所接应为源极S，红表笔所接应为漏极D。进一步判断：如果驻极体话筒的金属外壳与所检测出的源极S电极相连，则被测话筒应为两端式驻极体话筒，其漏极D电极应为“正电源/信号输出脚”，源极S电极为“接地引脚”；如果话筒的金属外壳与漏极D相连，则源极S电极应为t “负电源/信号输出脚”，漏极D电极为“接地引脚”。如果被测话筒的金属外壳与源极S、漏极D电极均不相通，则为三端式驻极体话筒，其漏极D和源极S电极可分别作为“正电源引脚”和“信号输出脚”（或“信号输出脚”和“负电源引脚”），金属外壳则为“接地引脚”。 检测好坏 在上面的测量中，驻极体话筒正常测得的电阻值应该是一大一小。如果正、反向电阻值均为∞，则说明被测话筒内部的场效应管已经开路；如果正、反向电阻值均接近或等于0Ω，则说明被测话筒内部的场效应管已被击穿或发生了短路；如果正、反向电阻值相等，则说明被测话筒内部场效应管栅极G与源极S之间的晶体二极管已经开路。由于驻极体话筒是一次性压封而成，所以内部发生故障时一般不能维修，弃旧换新即可。 检测灵敏度 将万用表拨至“R×100”或“R×1k”电阻挡，按照图1（b）所示，黑表笔（万用表内部接电池正极）接被测两端式驻极体话筒的漏极D，红表笔接接地端（或红表笔接源极S，黑表笔接接地端），此时万用表指针指示在某一刻度上，再用嘴对着话筒正面的入声孔吹一口气，万用表指针应有较大摆动。指针摆动范围越大，说明被测话筒的灵敏度越高。如果没有反应或反应不明显，则说明被测话筒已经损坏或性能下降。对于三端式驻极体话筒，按照图1（c）所示，黑表笔仍接被测话筒的漏极D，红表笔同时接通源极S和接地端（金属外壳），然后按相同方法吹气检测即可。 以上检测方法是针对机装型驻极体话筒而言，对于带有引线插头的外置型驻极体话筒，可按照图2所示直接在插头上进行测量。但要注意，有的话筒上装有开关，测试时要将此开关拨至“ON”（接通）位置，而不能将开关拨至“OFF”（断开）的位置。否则，将无法进行正常测试。
功率放大器,功率放大器的特点及原理是什么? 利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。因为声音是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β是三极管的交流放大倍数，应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流(或电压)是原先的β倍的大信号，这现象成为三极管的放大作用。经过不断的电流及电压放大，就完成了功率放大。 功率放大器，简称“功放”。很多情况下主机的额定输出功率不能胜任带动整个音响系统的任务，这时就要在主机和播放设备之间加装功率放大器来补充所需的功率缺口，而功率放大器在整个音响系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用，在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。 一、功率放大器的特点 向负载提供信号功率的放大器，通常称为功率放大器。功率放大器工作时，信号电压和电流的幅度都比较大，因此具有许多不同于小信号放大器的特点。 l．功率放大器的效率 功串放大的实质是通过晶体管的控制作用，把电源提供给放大器的直流功率转换成负载上的交流功率。交流输出功串和直流电源功率息息相关。一个功率放大器的直流电源提供的功率究竟能有多少转换成交流输出功率呢？我们当然希望功率放大器最好能把直流功率（PE= EcIc）百分之百转换成交流输出功率（Psc＝Uscisc）实际上却是不可能的。因为晶体管自身要有一定的功率消耗，各种电路元件（电阻、变压器等）要消耗一定的功率，这就有个效率问题了。放大器的效率η指输出功率Psc与电源供给的直流动率PE之比，即通常用百分比表示： η=Psc/PE 通常用百分比表示： η=Psc/PE×100% 效率越高，表示功率放大器的性能越好。 晶休管在大信号工作条件下，工作点会上下大幅度摆动。一旦工作点跳出输入或输出特性曲线的线性区，就会出现非线性失真。所以对声频功率放大器来说，输出功率总要和非线性失真联系在一起考虑。一般声频功率放大器都有两个指标棗最大输出功率和最大不失真输
负反馈放大器电路详解 负反馈放大器 在放大器中采用负反馈电路，其目的是为了改善放大器的工作性能，提高放大器的输出信号质量。在引入负反馈电路之后，放大器的增益要比没有负反馈时的增益小，但是可以改善放大器的许多性能，主要有四项：减小放大器的非线性失真、扩宽放大器的频带、降低放大器的噪声和稳定放大器的工作状态。 正反馈和负反馈概念 放大器的信号传输都是从放大器的输入端传输到放大器输出端，但是反馈过程则不同，它是从放大器输出端取出一部分输出信号作为反馈信号，再加到放大器的输入端，与原放大器输入信号进行混合，这一过程称为反馈。 1.反馈方框图 如图4-1所示是反馈方框图。从图中可以看出，输入信号Ui从输入端加到放大器中进行放大，放大后的输出信号Uo其中的一部分加到下一级放大器中，另有一部分信号经过反馈电路作为反馈信号UF，与输入信号Ui合并，作为净输入信号VI加到放大器中。 图1 反馈方框图
2.反馈种类 反馈电路有两种：正反馈电路和负反馈电路。这两种反馈的结果(指对输出信号的影响)完全相反。 3.正反馈概念 正反馈可以举一个例子来说明，吃某种食品，由于它很可可，所以在吃了之后更想吃，这是正反过程。 如图4-2所示正反馈方框图，当反馈信号UF与输入信号Ui是同相位时，?这两个信号混合后是相加的关系，所以净输入放大器的信号UI?比输入信号Ui更大，而放大器的放大倍数没有变化，这样放大器的输出信号Uo比不加入反馈电路时的大，这种反馈称为正反馈。 图2 正反馈方框图
在加入正反馈之后的放大器，输出信号愈反馈愈大(当然不会无限制地增大，这一点在后面的振荡器电路中介绍)，这是正反馈的特点。正反馈电路在放大器电路中通常不用，它只是用于振荡器中。 4.负反馈概念 负反馈也可以举一例说明，一盆开水，当手指不小心接触到热水时，手指很快缩回，而不是继续向里面伸，手指的回缩过程就是负反馈过程。 如图4-3所示是负反馈方框图，当反馈信号UF相位和输入信号Ui的相位相反时，它们混合的结果是相减，结果净输入放大器的信号UI比输入信号Ui要小，?使放大器的输出信号Uo减小，引起放大器电路这种反馈过程的电路称为负反馈电路。 图3 负反馈方框图 5.反馈量 负反馈的结果使净输入放大器的信号变小，放大器的输出信号减小，这等效成放大器的增益在加入负反馈电路之后减小了。当负反馈电路造成的净输入信号愈小，即
5款较常用的电子管前级制作电路图 第一款介绍为1/2 6DJ8电子管作一级共阴极放大，见图①。由於是实验关系，只求了解各线路的特性及优缺点，也为求简单易制成功，除此机外，全不设稳压线路，特别是高压，相信在一般聆听环境，区别不会太显著，当然是设稳压电路更好。零件方面，除交连电容用较佳品种如VitaminQ、Rel Cap、Wima外；电阻除了6DJ8SRPP用东京光音外，其他均用0．5元一只货色；整流管用Mur1100E；电源变压器分别高低压各用一只，每只约10到20元，效果也算好。另外，以下各比试结论均只以300B单端电子管后级及KEF IS 3／5A为配搭器材，结论当然有其局限性。本线路简单易制，不失为初学者入门之选，成功率极高，也可尝试校声乐趣，即改变输出电容数值，改变负载电阻数值或加设负反馈等。交连电容牌子方面，曾以300B后级最后交连至强放电子管的位置作试听，试用了Mitppmfx、RelCappp、Kimber及Vitamin Q，结果是Mit音质细微通透，但却欠了动态；Rel Cap声厚而有力；Kimber音色通透高贵；SpragueVita-rain Q则醇厚顺滑兼备，泛音丰富，而动态也最好，表现最全面。笔者喜用一些旧的Vitamin0，因不用煲而数值也十分准确。音效方面，此机背景聆静，音质通透，分析力高，全频表现算平均，力度及控制力一般，但却少了厚度及顺滑音色，声底偏向干及清。曾试用1．8mA及4．5mA作偏流，高偏流时声音较细致。笔者未试过加入负反馈，读者可自行尝试，听声选择合乎自己的音色。要注意反馈电阻要接到栅极而不是阴极，因一级共阴极放大输出波形是反相的，如接人阴极，便会使阴极电位下降，相对地是栅极电位提高了而形成正反馈，这区别於两极共阴极放大电路把反馈电阻接回第一级阴极。 6DJ8一级共阴极放大，输出电容并了多只Wima 电容 6SN7 SRPP线路 第二款是6SN7SRPP线路，相信不少读者试制过此线路，见图②。名为分路调节推挽线(Shunt regulated push-pull)，一般人相信该线路有下列优点：失真率低、线性度优良、放大率高、过荷量宽及输出阻抗低等。原理是下级电子管为共阴极，其增益取决於屏极阻抗，大部分发生於上级电子管身上，上级电子管为一恒流源，作为下级电子管的有源负载，另外，也作为一阴极跟随器，信号由下级电子管屏极输送至上级电子管栅极。R1及R2均为同值。但上级电子管绝对不是能达到百分百的恒流目的，故后