目录
1.设计任务 (1)
2.设计要求 (1)
2.1 基本要求 (1)
2.2 发挥部分 (2)
2.3 解释说明 (2)
3. 设计方案评定与选择 (3)
3.1 拾音电路模块选择 (3)
3.2 啸叫检测与抑制模块选择 (4)
3.3 滤波模块选择 (5)
3.4 电源模块选择 (6)
3.5.1 12V转5V电源 (6)
3.5.2 5V转—5V (7)
4.单元模块设计 (9)
4.1 拾音电路设计 (9)
4.1.1 信号变换放大器 (10)
4.1.2 程控三级运算放大器 (10)
4.2 功率放大电路设计 (12)
4.3 啸叫检测与抑制设计 (14)
4.3.1 测频电路 (15)
4.3.2 滤波处理单元 (15)
5.程序设计 (16)
6.系统调试与分析 (17)
7.设计总结 (18)
8.参考文献 (18)
9.附件 (19)
摘要
本音频放大器是基于TI 的功率放大器芯片13112D TPA ，设计并制作的一个带有啸叫检测与抑制功能的音频放大器。音频放大器主要由四部分组成：信号发生器、拾音电路、啸叫的检测与抑制、带有滤波功能的功率放大电路。拾音电路主要是用信号放大电路将其信号发生器的单端输出i V 变换成前置放大器的双端输入0V ，在利用前置放大器将输入信号进行放大，以便对其信号进行检测。对于前置放大器的放大倍数，通过对运算放大器的电阻进行控制，以达到改变放大倍数。啸叫检测与抑制是利用波形变换电路将信号输入到单片机，在利用单片机对260MAX 控制达到啸叫的抑制。功率放大电路是将输出的信号功率进行放大，并且将一些外界干扰进行滤波，使输出波形更加平稳可靠。完成输入信号有效值为mV 20，在负载为Ω8的情况下，对其输出的功率进行控制，已到达W mW 5~50的范围，并且使其功率放大器的频率范围在KHZ HZ 10~200。对由于声反馈产生的啸叫进行检测与抑制，使其音频放大器能够避免周围环境以及设备所产生的啸叫。达到一个良好的音频效果。同时该系统还完成了LC 滤波的设计与自制V 5±电源的设计。
关键词:功率放大；啸叫检测与抑制；自制电源；260MAX
1.设计任务
基于TI 的功率放大器芯片13112D TPA ，设计并制作一个带啸叫检测与抑制功能的音频放大器，完成对台式麦克风音频信号的放大，通过功率放大电路送喇叭输出。电路示意图如图1所示。
图1 电路示意图
2.设计要求
2.1 基本要求
1）设计并制作图1中所示的“拾音电路”和“功率放大电路”，构成一个基本的音频功率放大器。要求：
a ）在输入音频信号有效值为mV 20时，功率放大器的最大不失真功率（仅考虑限幅失真）为W 5，误差小于%10；
b ）在输入音频信号有效值为mV 20时，程控设置功率放大器的输出功率，功率范围为W mW 5~50；
c ）功率放大器的频率响应范围为KHz Hz 10~200。
2）系统采用12V 直流单电源供电，所需其他电源应自行制作。 3）在功率放大器输出功率为W 5时，电路整体效率%80≥。
4）将台式麦克风与喇叭相隔m 1背靠背放置，见图2，使用电脑播放音乐作为音频信号源。音频功率放大器能通过麦克风采集信号，经功率放大电路送喇叭输出，输出的音频信号清晰。
啸叫检测
啸叫抑制
拾音电路
接信号源 功率放大电路
A
B
K1
音频功率放大器
K2
D
C
R L 8Ω
V o
图2 作品基本部分测试图
2.2 发挥部分
1）设计并制作图1所示的啸叫检测电路和啸叫抑制电路，完善音频功率放大器。要求：
a ）在不进行啸叫抑制时（图1的选择开关K1连接A 端，K2连接C 端），将麦克风与喇叭相隔1m 面对面放置，见图3，从小到大调整功率放大器的输出功率，直到产生啸叫时停止；
b ）啸叫检测电路能实时监测所产生啸叫，并计算啸叫的频率。实时显示啸叫频率和相应的功率放大器输出功率；
c ）启动啸叫抑制电路（图1的选择开关K1连接B 端，K2连接D 端），音频功率放大器应能有效抑制啸叫，并正常播放音频信号。
2）进一步改进啸叫抑制电路。在保障无啸叫的前提下，尽量提高音频功率放大器的输出功率；如果输出功率达到W 5功率，啸叫抑制电路仍能正常工作，进一步缩短面对面放置的麦克风与喇叭之间的距离。
3）其他。
图3 作品发挥部分测试图
2.3 解释说明
1）作品使用的麦克风为台式全向麦克风，其灵敏度大于P dBV /45- ，插头直径为mm 5.3，输出阻抗为ΩΩ2K ~1K 。麦克风灵敏度的定义是馈给
()dB pa 641的声压时，麦克风输出端的电压（dBV ）。
2）作品使用的喇叭为组合纸盆方式的电动式喇叭，额定功率为W 5，额
定阻抗为Ω
8。
3）拾音电路的输入接口，以及功率放大电路连接到喇叭的接口必须外露，可方便进行连接，以便测试时使用。
4）作品要求（1）、（2）和（3）的指标测试，使用音频信号源外加正弦信号和外加8Ω纯电阻负载的方式进行测试。1
TPA的功率放大电路
3112D
带有LC滤波，输出的正弦信号无明显失真。
要求基本要求中（4）以及发挥部分的指标测试，使用电脑USB喇叭（功率不超过1W）播放音乐作为信号源，放置在距麦克风cm
20的位置。
3. 设计方案评定与选择
本系统主要由拾音电路模块、功率放大电路模块、啸叫检测与抑制模块、电源模块以及滤波模块组成。下面分别论证各个模块的选择。
3.1 拾音电路模块选择
方案一：使用宽带放大器，比如说选择美国Analog Devices 公司在2003年研制成功的一种超低噪声超低失真的高速运算放大器8099
AD，这种电压反馈型的运算放大器比较适合用于高位数系统的理想放大器，而且它的线性度、噪声抑制效果以及转换速率都比较的高，有利于增加在低增益情况下的全功率带宽。但是8099
AD的高带宽达到了几兆赫兹以上，与我们所发出的的频率范围差别很大。而且此放大器的连接线路复杂，会增加其调试的难度，使其要求很难满足本次给定要求。
方案二：采用单端输入、单端输出的运放电路，此类运放电路结构简单，易于焊接，但是单端输入、单端输出电路的极点频率比较低，输出的摆幅小，偏差大，容易产生镜像极点，抗干扰的能力也比较的弱。
方案三：采用负反馈放大电路进行，引入了负反馈以后可以改善放大电路的各项性能指标，而且负反馈的程度越深，改善的效果越好，但是过度的负反馈很容易引起放大器电路产生自激振荡，这时候放大电路的输出信号不再受输入信号的控制，将失去放大作用，不能够进行正常的工作。
方案四：采用差动输入的三级运放电路，这样的电路能够对其微弱信号进行检测并将其放大，而且输入阻抗高，而且可以通过调节电路中的电位器，以获得各种需要的放大倍数，十分的灵活，当在一般的电路上增加一个电压跟随器。在实际
中前面两大放大器不可能完全对称，这样电阻也存在误差，电路中的实际共模抑制比就会比理想值小，而增加一个电压跟随器以后，可以使前端两个运算放大器的电源电压浮动与共模电压相同，从而可以大大的削弱共模干扰的影响。
综上所述：由于方案一的线路连接复杂，且其高频超过了我们KHz
10；方案二输出偏差大，容易产生镜像极点；方案三容易引起自激振荡；方案四的放大倍数容易实现控制，干扰小，线路连接方便。最终我们采用了方案四进行设计。
3.2 啸叫检测与抑制模块选择
在我们使用扩声系统时，尤其室内使用拾音器（俗称话筒）扩声经常产生啸叫，原因就是房间固有的存在回声现象，当音箱产生的回声返回时通过了话筒，会再次被话筒拾到声音，使回声再次进入扩音系统进行了放大，如果回音和初始音相位相同则两个声音会产生叠加加强，加强的声音再次回声到话筒放大，再次加强，如此周而复始，便产生了强烈的刺耳的啸叫，从而破坏了扩声系统的稳定，有效的声音进不去也扩不出来，也听不到，整个设备不能正常工作。所以，产生啸叫的根本原因是回声（回声反馈加速引起的）。
啸叫的检测通过将啸叫进行信号波形变换然后输入到单片机中，通过单片机进行检测。对于啸叫的抑制的方法有以下几种：
方案一：采用均衡方式抑制啸叫。均衡器是将KHz
~
20内的声音频带
Hz20
按照一定的倍频程（倍数关系）划分段落，最常见有15段和31段均衡器等（双通道和单通道姑且不管）。均衡方式抑制啸叫是采用人工手动的的方法，需要人耳非常熟悉发音的频率是多少，手动之时动作要迅速，判断频率和操作要迅速到位，不能出错，否则长期啸叫可能引发系统不稳和烧毁因此采用这种方法对操作人员的要求极高，非专业人士难以胜任。
方案二：采用移频方式抑制啸叫。移频就是移动频率，移频器正是基于通过改变输入信号的频率来不断回避房间峰点施加的影响，从而破坏构成声反馈的条件，最终达到防止啸叫的目的。移频器的工作方式就是：当正向移频时，将引发啸叫的峰点一步一步往音频的高频端“赶”，直到“赶”出音频的范围；反之，当正向移频时，将其一步一步往音频的低频端“赶”，目的是同样“赶”出音频范围。但是移频技术也存在一些问题：整个声音频率范围内的频率失真，移频器对扩声环境没有鉴别等。
方案三：设计一种数控啸叫抑制系统如图五所示，系统主要分为三大单元：由89C52单片机构成的CPU 处理单元；由数控滤波芯片MAX260构成的滤波处理单元；由运放构成比较器将音频信号转换为测频用的脉冲信号的测频单元。这种系统对于啸叫的抑制可以不断的进行修改，对啸叫能够达到比较良好的控制效果。
INA BPA
INB BPB
MAX260
INA BPA
INB
BPB MAX260
74LS175
P0.0|P0.5
P2.0|P2.5
INT1T1
89C52
ALE WR ’
话筒输出
啸叫抑制输出
WR ’
WR ’
波形变换电路
ClKA CLKB
ClKA CLKB
ClKA
CLKB
图4数控啸叫抑制系统框图
综上所述，方案一需要人工进行控制，控制要求高，需要专业的人员才能够达到良好的控制；方案二对扩音环境不具有鉴别，很容易出现差错，使控制达不到相应的要求；方案三采用单片机对啸叫进行实时的控制，并可利用单片机显示啸叫的频率，然后利用260MAX 将啸叫进行抑制，最终我们选择方案三进行设计。
3.3 滤波模块选择
为了防止电路各部分供电电压因负载变化而产生变化，所以在电源的输出端及负载的电源输入端一般接有数十至数百微法的电解电容．由于大容量的电解电容一般具有一定的电感，对高频及脉冲干扰信号不能有效地滤除，故在其两端并
联了一只容量为PF 1.0001.0—的电容，以滤除高频及脉冲干扰。
方案一：采用FB-C 进行滤波。 如果扬声器电缆长度适中，FB-C 滤波足以满足EMI 限制。与LC 滤波相比，FB-C 滤波方案更为精简，成本效益更高。但是，由于只能在频率大于MHz 10的情况下生效，FB-C 滤波的应用范围受到很大的限制。而且，在频率低于MHz 10的情况下，如果扬声器电缆走线不合理，也会导致传导辐射超标。
方案二：ＬＣ滤波相比之下，LC 滤波可以在频率大约为KHz 30的情况下即开始起到抑制作用。当某设计中所用的电缆线较长，而PCB 布局又不是很好时，LC 滤波无疑是一个“保险的”选择。
方案三：采用“无滤波器”滤波进行滤波。 “无滤波器”放大器拓扑是最具成本效益的方案，因为它省去了额外的滤波元件。采用较短的双绞线扬声器电缆时，D 类放大器完全可以满足电磁兼容性标准。但是，和FB-C 滤波一样，如果扬声器电缆走线不合理，可能出现传导辐射超标。还需注意，Maxim 的D 类放大器也可以实现“无滤波”工作，只要在放大器的开关频率下扬声器是感性负载。在输出电压进行转换时，转换频率下的大电感值可使过载电流保持相对恒定。
综上所述，方案一中的FB-C 在低频时滤波的范围受到很大的影响，而我们所输出的频率范围在低频段，控制不能够起到良好的作用；LC 滤波的频率低，在低频时就可以起到抑制的作用；方案三中滤波效果不错，但是所需要的一些元器件不好买到，所以最终我们选择方案二进行设计。
3.4 电源模块选择
3.5.1 12V 转5V 电源
方案一：采用7805芯片进行转换，电路图如图六所示，从电路图可以看出利用7805芯片接成的转换电路，其输出的控制值稳定性差，会导致具有波动，使后面的电源供电不稳定，对整个电路造成影响。
图5 利用7805 12V转5V
方案二：采用LM2576系列的稳压器进行变换电压，可以提供降压开关稳压器的各种功能，可以驱动3A的负载，具有优异的线性和负载调整能力，而且这些稳压器内部含有频率补偿器和一个固定频率振荡器，将外部的元件数目减到最少，使用简便。LM2576的效率比流行的三段线性稳压器要高得多，一般不需要或只要很小尺寸的外加散热片。输出开关包括逐周限流，以及在故障状态下提供完全保护的热关断功能。其输出5V外部接线图如图6。
图6 利用LM2576 12V转变5V
综上所述，由于买不到方案一的芯片，最终选择方案二进行设计。
3.5.2 5V转—5V
方案一：采用LTC660实现5V变—5V的稳压电源，该LTC660是单片CMOS
开关电容电压转换器。它执行从1.5V到5.5V的输入电源电压范围转换从正到负，得到-1.5V至-5.5V互补的输出电压。它还在2.5V至5.5V的输入电压的范围内进行加倍，从而产生5V的电压双倍输出至11V 。只有两个需要的电荷泵和具有电荷储存功能的外部电容。该转换器有一个内部振荡器，可以由一个外部时钟驱动或减慢时间连接到电容器。卸载时振荡器运行在KHz
10。此类音频带的外在频率较高，也可以当升压引脚从 V +获得的。其输出—5V外面连接如图7。
图7 利用LTC 660 5V 转变—5V
但是由于LTC660在元器件市场没有找到，没有办法进行下去。
方案二：使用MAX 660 将5V转变为—5V。该MAX 660单片电荷泵电压逆变器A + 1.5V至+5.5 V输入转换为相应的- 1.5V至-5.5V输出。仅使用两个低成本的电容器，该电荷泵的100毫安输出替换开关稳压器，消除了电感器和其相关联的成本，尺寸和EMI。大于90％的效率，其大部分负载电流范围内结合仅120μA的典型工作电流的同时提供了电池供电和板级电压转换应用的理想性能。该MAX660还可以增加一倍的输入电源或电池的输出电压，从 A + 5V输入提供+ 9.35V在mA
80的典100。频率控制（ FC ）引脚选择要么KHz
10的典型值或KHz
型值（KHz
40的最小值）操作以优化或尺寸和静态电流。振荡器的频率也可以调整与外部电容器或与一个外部时钟驱动。该MAX660是引脚兼容，高电流的ICL7660的升级。其外接电路图如图8。
图8 MAX 660 5V转变—5V
综上所述，由于买不到方案一种的芯片，最终我们选择方案三进行设计。
4.单元模块设计
根据前面的方案设计以及所需要的元器件，设计的总体流程图9所示：
图9 系统流程图
4.1 拾音电路设计
4.1.1 信号变换放大器
信号变换放大器：把麦克风发出的单端输出信号经信号变换放大器变换为前置放大器的双端输入信号。信号变换放大器如图10所示。
R1
10kΩ
R2
10kΩR310kΩ
R410kΩ
R510kΩR65kΩ
R7
10kΩ
VCC
5V
VDD
-5V
06
U1A
OPA2277U
3
2
4
8
1
U1B
OPA2277U
5
6
4
8
7
VCC
VDD
5
7
2
1
3
4
V01
V02
Vi
图10 信号变换放大器
信号变换放大器主要功能是将麦克风的单端输出i V 变换成三级放大器的双端输入0V 。对于同相放大器电压增益
()()34212i 01/1//R R R R R V V ++=
当Ω====K R R R R 104321时；i V V =01； 对于反相放大器，电压增益
57i 01//R R V V -=
当Ω==K R R 1075时；i V V -=02
反相放大器同端对地电阻6R 为平衡电阻，Ω==K R R R 5//756 即总的增益2/0=i V V 4.1.2 程控三级运算放大器
程控增益放大器是以放大器为基础通过单片机，电阻网络等一起构成的。如图11所示。单片机对电位器进行控制，而电位器又经过与测量放大器相连，并通过控制精密增益调节电阻网络，使精密增益调节电阻网络来调节测量放大器，最终实现程控增益放大器。如已知信号源所需放大倍数，并把这些放大倍数的对应
数字量存入ROM 中，当需要输入某信号时，则单片机将该对应的放大倍数从ROM 中取出，经过电位器，精密增益调节电阻网络等，使放大器按这个放大倍数输出，既完成了程控增益。
三级运放
电子电位器
单片机双端输入
输出
图11 程控运放流程图
在实时控制与数据采集系统中，因被控对象和使用的检测器件不同，有些传感器输出的电压（或电流）信号（或稍经修整）能与A/D 转换器匹配，有些输出虽已经是数字式（如脉冲式流量记，各种类型的编码盘和同步感应器等）的，但大多数传感器的输出信号很微弱；需要放大才能与A/D 转换器输入电压相匹配。 测量放大器的原理
测量放大器也称数据放大器或仪表放大器。一般运算放大器用作测量放大器，性能往往显得不够。测量放大器由一组运算放大器组成。典型图如下：
+—
+
—
+
—
VI1
R1
R2
R1‘
R2’R3
R3‘
检测点
VO
基准
Vi2
图中：A1和A2构成高输入阻抗的第一级，测量放大器的差动输入端Vi1和Vi2分别是两个运算放大器（A1和A2）同相输入端，故输入阻抗高。A3为将差分输出变为单端输出信号的第二级负载在V0与基准之间，检测点与V0端通常在
外部相连（也有一些测量放大器已在内部连好）且参考电位取地电位，测量放大器的放大倍数A为:
Vi
Vi
R
V
R
+
=
-
=
Rg
A+
R
/1
1(2
R
/
)
/3
1
)2
0,Rf
/(
1
当,1
R=时放大器倍数A为:
1R
R
R
R
A+
=
*
/3Rg
/1
)
1(2
2
式中Rg是用与调节放大倍数的外接电阻，其中,2
R
R，
R
=
/3R
3
/
2
通过调节Rg,可方便获得各种需要的放大倍数，十分灵活。设计图如图12所示：
图12 程控三级运算放大电路
4.2 功率放大电路设计
TPA3112D1是一款具有SpeakerGuardTM 的25W单声道、无需外加滤波器的D类音频放大器，运用在电视和消费类音频设备中。该芯片供电范围为V
~
8；
V26
采用H桥作为功率输出级，使得其可在输出没有传统的LC滤波器的情况下直接驱动感性负载；输入的音频信号可以是差分形式，其中在24V供电情况下，满负载驱动8Ω的桥接式扬声器，声音失真率仅为0.1%。TPA3112D1采用差分信号输入，经调制后得到两路驱动信号分别为图中所示的DRVP和DRVN，这两路信号事
实上为两路占空比随输入信号变化的PWM ，它们和它们的反向信号一起控制图中所示的H 桥的桥臂的开关，实现功率放大输出。
图13 H 桥式电路
TPA3112D1的供电选择运用12V 的电压。
差分输入应用中，差分信号一定通过电容与输入引脚INN 和 INP 相连。如果是单端输入的应用，不使用的引脚要通过，电容与地相接，连接示意图如图所示。输入电容选取公式：
C
Zf C ∏=
21
可以根据我们选择的电路，计算出我们所需电容大约为u 1。
图14 差分信号输入接口电路
输出电路需要采用一个LC 滤波。电路图如下
图15 LC谐振滤波
整体电路图如下
图16 功率放大电路
4.3 啸叫检测与抑制设计
系统主要分为三大单元：由89C52单片机构成的CPU处理单元；由数控滤波芯片MAX260构成的滤波处理单元；由运放构成比较器将音频信号转换为测频用的脉冲信号的测频单元。流程图如下：
CPU初始化启动测频
Old=n
连续5
MAX260
利用公式计
算中心频率
选择MAX260的一个滤波通道对通道进行适当的控制
4.3.1 测频电路
由于元器件的限制，采用波形变换电路，当系统发生啸叫时，测频单元会连续夺得检测到同样的频率。采用的是单片机进行等精度测频的原理。
如图所示,设在0t时刻系统开始初始化,T1 、T0 分别设置成 16 位的计数器、定时器来对输入信号和时标信号来计数,它们初始值均为0。时标信号的频率在单片机内固定为12
/
fosc
fc=，fosc为单片机的晶振频率。外部中断 INT1 设置边沿触发方式, 开放INT1 和 T0 的中断允许。在t1时刻,输入信号的跳变沿产生第一次INT1中断时开放TR0、TR1计数允许, 并关闭INT1自身中断允许。当T0 计数溢出时,可在t2时刻产生T0 中断, 记录自身的中断次数 n, 再次开放INT1 的中断允许。T0 溢出中断后将从 0 开始继续计数,直到t3时刻由输入信号产生第二次 INT1 中断,然后关闭 TR0 、TR1 以完成一次测频。T1 中的计数值代表了输入信号完整的 N1 个周期。设 T0 中的剩余读数为N2',则被测信号的频率由下式计算:
]
/)
2
65536
(
12
/[
1,fosc
N
n
N
Fx+
?
?
=
4.3.2 滤波处理单元
在本系统中采用了两片 MAX260,并将两芯片都设置为工作方式一,采用陷波输出通道即引脚HP 。两片 MAX260 共有四个陷波通道, 以串联方式连接,即系
统可动态滤除四个啸叫频率点。不同频段的采样时钟信号 Fclk 由单片机74LS175 分频获得。晶振频率MHz fosc 15=, 则MHz ALEFALE 2=。
图17 啸叫检测与抑制电路
4.3.3 显示单元
显示单元采用单片机对LCD12864进行控制，以达到对功率的实时显示。
5.程序设计
5.1 数字电位器控制
MCP41010是阻值为ΩK 10，具有256个抽头，因此每变化一个抽头阻值Ω39左右。MCP41010是采用低功耗CMOS 技术，其静态工作电流量最大值为A μ1，其关断功能可断开所有电阻电路，最大限度的节省功耗。
采用单片机的P1.7口控制MCP41010的串行时钟口，P1.6口控制串行数据输入口，P1.5口控制片选口，电源接5V 电源。程序件附录9.3。
5.2 啸叫检测控制
6.系统调试与分析
6.1 输入音频信号有效值为20mV时，音频信号为正弦信号，频率为KHz
1时，外接Ω
8电阻，调节功率放大器的放大倍数使失真度在10%以内时，测量功率放大器的最大不失真功率。
输入信号有效值最大不失真率
20mv
6.2 在输入音频信号有效值为20mV时，音频信号为正弦信号，频率为KHz
1时，外接Ω
8电阻，控制电子电位器的阻值变化，测量功率放大器的输出功率的范围：阻值功率放大器输出功率
6.3 在输入音频信号有效值为20mV时，音频信号为正弦信号，固定数字电位器的阻值，然后在改变输入信号的频率，找到输出最大的一个频率，在改变频率，查找幅值变化dB
±的频率，即为功率放大器的频率响应范围为
3
6.3 功率放大器输出功率为5W时，电路整体效率
输出功率电路整体效率电路损耗5W
6.4 在不进行啸叫抑制时，将麦克风与喇叭相隔1m面对面放置，从小到大调整功率放大器的输出功率，直到产生啸叫时停止。实时显示啸叫频率和相应的功率放大器输出功率。
输出功率啸叫频率
6.5 如果输出功率达到5W功率，啸叫抑制电路仍能正常工作时，进一步改进啸叫抑制电路的检测
麦克风与喇叭之间的距离啸叫抑制电路能否正常工作
7.设计总结
经过为期多天的设计，感触颇深的是理论与实践是分不开的！在大赛开始时，我们经过讨论选择了音频功率放大器及啸叫抑制设计这题，原本以为根据对已学课程的了解，我们就可以较其他题目而言轻松完成任务，但是后来我们认识到纯模拟电路的理论知识固然比控制类的要简单，但是在实践时，问题就频频出现，如参数的设置等。虽然实物与模拟在调试时的值有一定的差距，成品也并没有预期的那样，很多时候模拟测出的量和实际测出的量会差很多，这不仅要有一定的耐心去好好补补理论知识，还要知道一些元器件的工作特性。总之经过这次的竞赛，我们明白了团队合作的重要性，明白了知识是无限的，更明白了要我们懂的东西还不止这些。我们的设计还存在着缺陷，有待于在将来设计中进一步提高。
8.参考文献
[1] 杨素行.模拟电子技术基础简明教程[M](第三版).北京：高等教育出版社，2006
模拟电子技术课程设计报告设计课题：OTL音频功率放大器 专业班级：电子信息工程专业0701班学生姓名： 指导教师： 设计时间：2009-6-25
目录 引言 (3) 一．设计任务与要求 (3) 1.1 设计任务 (3) 1.2 设计要求 (3) 二. OTL音频功放满足的具体性能指标 (3) 三．方案设计与论证 (3) 四．原理图元器件清单及原理简述 (4) 4.1 总原理图 (4) 4.2 元器件清单 (4) 4.3 电路原理简述 (4) 五．安装与调试 (5) 5.1 元件的安装 (5) 5.2 元件的调试 (5) 六．性能测试与分析 (6) 6.1 波形测试 (6) 6.2 主要参数的测试与计算 (6) 七. 个人心得体会 (7) 八．参考文献 (7)
题目OTL音频功率放大器 设计者蔡白洁张振山 指导教师李艳萍 引言 OTL(Output transformerless )电路是一种没有输出变压器的功率放大电路。过去大功率的功率放大器多采用变压器耦合方式，以解决阻抗变换问题，使电路得到最佳负载值。但是，这种电路有体积大、笨重、频率特性不好等缺点，目前已较少使用。OTL电路不再用输出变压器，而采用输出电容与负载连接的互补对称功率放大电路，使电路轻便、适于电路的集成化，只要输出电容的容量足够大，电路的频率特性也能保证，是目前常见的一种功率放大电路。 它的特点是：采用互补对称电路(NPN、PNP参数一致，互补对称，均为射随组态，串联，中间两管子的射极作为输出)，有输出电容，单电源供电，电路轻便可靠。两组串联的输出中点”可理解为采用互补对称电路(NPN、PNP参数一致，互补对称，均为射随组态，串联，中间两管子的射极作为输出)。 1 设计任务与要求 1.1设计任务： 1．学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。 2．培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。 3．掌握OTL音频功率放大器的设计方法，基本工作原理和性能指标测试方法。 4. 通过一个OTL功率放大器的设计、安装和调试，进一步加深对互补对称功率放大电路的理解，增强实际动手能力。 1.2 设计要求： 1.设计时要综合考虑实用，经济并满足性能指标的要求，合理选用元器件。 2.广泛查阅相关的资料，不懂的地方积极向老师同学请教，讨论。认真独立的完成课题的设计。 3.按时完成课程设计并提交设计报告。 2 OTL音频功放满足的具体性能指标 1．设音频信号为vi=10mV, 频率f＝1KHz。 2．额定输出功率Po≥2W。 3．负载阻抗RL=8Ω。 4．失真度γ≤3%。 3 方案设计与论证 要求设计一个由二极管，三极管，电容，电阻等元件组合而成的OTL音频功率放大器。其中，二极管T1构成前置放大级，对输入信号进行倒相放大，二极管T2，T3的参数一致，互补对称，且均为共集电极接法，保证了输出电阻低，负载能力强的优点，作用是对输入的信号进行功率放大。 在明确了电路接线的基础上，在电路板上进行仿真模拟，并按照课本上相关的知识对该功放的主要参数计算。电路在12V的直流电压下工作，在负载为8Ω
第六届全国大学生结构设计竞赛赛题 1．命题背景 吊脚楼是我国传统山地民居中的典型形式。这种建筑依山就势，因地制宜，在今天仍然具有极强的适应性和顽强的生命力。这些建筑既是我中华民族久远历史文化传承的象征，也是我们的先辈们巧夺天工的聪明智慧和经验技能的充分体现。 重庆地区位于三峡库区，旧式民居中吊脚楼建筑比比皆是。近年来的工程实践和科学研究表明，这类建筑易于遭受到地震、大雨诱发泥石流、滑坡等地质灾害而发生破坏。自然灾害是这种建筑的天敌。 相对于地震、火灾等灾害而言，重庆地区由于地形地貌特征的影响，出现泥石流、滑坡等地质灾害的频率更大。因此，如何提高吊脚楼建筑抵抗这些地质灾害的能力，是工程师们应该想方设法去解决的问题。本次结构设计竞赛以吊脚楼建筑抵抗泥石流、滑坡等地质灾害为题目，具有重要的现实意义和工程针对性。 2．赛题概述 本次竞赛的题目考虑到可操作性，以质量球模拟泥石流或山体滑坡，撞击一个四层的吊脚楼框架结构模型的一层楼面，如图2.1所示。四层吊脚楼框架结构模型由参赛各队在规定的时间内现场完成。模型各层楼面系统承受的竖向荷载由附加配重钢板实现。主办方提供器材将模型与加载装置连接固定（加载台座倾角均为o 30θ=），并提供统一的测量工具对模型的性能进行测试。 图2.1.第六届全国大学生结构设计竞赛赛题简图 配重1M 配重2M 配重2M 后固定板 前撞击板 螺杆 钢底座 钢架A 钢架B 不锈钢半圆滑槽 模型部分（含部分加载装置） 加载台座 θ θ 加速度传感器 螺杆 硬橡胶
3．模型要求 图3.1.模型要求示意图 图 3.1模型设计参数取值表 q o 30 0L 20cm > —— H 1cm 99± L < 24cm —— q 配重1M 配重2M 配重2M 前撞击板 后固定板 底板 模型平面尺寸要求示意图 要求平整，且与前撞击板端头有效接触面积不小于22cm 要求平整，且与后固定板端头有效接触面积不小于22cm 底板示意图 允许固定区域 硬橡胶
题目：音频功率放大器电路 音频功率放大器设计任务 1、基本要求 （1）频带范围 200Hz —— 10KHz，失真度 < 5%。 （2）电压增益 >= 20dB。 （3）输出功率 >= 1 W (8欧姆负载)。 （4）功率放大电路部分使用分立元件设计。 发挥部分 （1）增加音调控制电路。 （2）增加话筒输入接口，灵敏度 5mV，输入阻抗 >> 20 欧姆。 （3）输出功率 >= 10W (8欧姆负载)。 （4）其他。 目录 1 引言····························································· 2 总体设计方案·····················································2.1 设计思路······················································· 2.2 总体设计框图··················································· 3 设计原理分析·····················································3.1设计总原理图 3.2设计的PCB电路图 ··· 1 引言 在现代音响普及中，人们因生活层次、文化习俗、音乐修养、欣赏口味的不同，令对相同电气指标的音响设备得出不同的评价。所以，就高保真度功放而言，应该达到电气指标与实际听音指标的平衡与统一。
音频功率放大器是一个技术已经相当成熟的领域，几十年来，人们为之付出了不懈的努力，无论从线路技术还是元器件方面，乃至于思想认识上都取得了长足的进步。本次设计旨在熟悉设计流程，达到基本指标。 2 总体方案 根据实验要求，本次设计主要是也能够是用集成功放TDA2030为主的电路 一、电路工作原理 图1所示电路为音频功率放大器原理图，其中TDA2030是高保真集成功率放大器芯片，输出功率大于10W，频率响应为10~1400Hz，输出电流峰值最大可达3.5A。其内部电路包含输入级、中间级和输出级，且有短路保护和过热保护，可确保电路工作安全可靠。TDA2030使用方便、外围所需元器少，一般不需要调试即可成功。 RP是音量调节电位器，C1是输入耦合电容，R1是TDA2030同相输入端偏置电阻。 R2、R3决定了该电路交流负反馈的强弱及闭环增益。该电路闭环增益为 （R2+R3）/R2=（0.68+22）/0.68=33.3倍，C2起隔直流作用，以使电路直流为100%负反馈。静态工作点稳定性好。 C4、C5为电源高频旁路电容，防止电路产生自激振荡。R4、R5称为茹贝网路，用以在电路接有感性负载扬声器时，保证高频稳定性。VD1、VD2是保护二极管，防止输出电压峰值损坏集成块TDA2030。 2．电流反馈 电流反馈是指在一个反馈电路中，若反馈量与输出电流成正比则为电流反馈;若反馈量与输出电压成正比则为电压反馈。通常可以采用负载短路法来判断。 从概念上说，若反馈量与输出电压（有时不一定是输出电压，而是取样处的电压）成正比则为电压反馈；若反馈量与输出电流（有时不一定是输出电流，而是取样处的电流）成正比则为电流反馈。在判断电压反馈和电流反馈时，除了上述方法外，也可以采用负载短路法。负载短路法实际上是一种反向推理法，假设将放大电路的负载电阻RL短路（此时，），若
第二届“中联杯”全国大学生建筑设计方案竞赛获奖结果公告为了繁荣建筑创作，提高建筑专业大学生的设计能力和综合素质，促进青年人才的成长，中国建筑学会与全国高等学校建筑学专业指导委员会、中国联合工程公司在去年成功举办第一届“中联一等奖 杯”全国大学生建筑设计方案竞赛的基础上，今年举办的第二届“中联杯”全国大学生建筑设计方案竞赛又创出佳绩。本次竞赛至2010年10月20日截稿之日，共收到包括香港地区在内的全国26个省、自治区、直辖市100多所高校报送的746项作品，创近年来新高。 第二届中联杯评选工作于2010年12月23日在杭州进行，评审委员会由中国工程院院士何镜堂，全国建筑设计大师韩光宗、何玉如、郭明卓，中国建筑学会秘书长周畅，全国高校建筑学科专业指导委员会主任仲德崑，以及清华大学、同济大学、哈尔滨工业大学、天津大学、重庆大学、西安建筑科技大学等著名院校建筑学院的院长、副院长等十三位专家组成，何镜堂院士任评审工作委员会主任。评审工作自始至终坚持“公开、公正和公平”的评选原则，通过评委会多轮的投票筛选，共选出107项入围作品，其中包括一等奖2项，二等奖5项，三等奖10项以及优秀奖90项。对于此次参赛作品的综合水平，评委们给予了极高的评价，不论是从参赛数量还是作品质量，相对于去年都有了一个较大的提升。以“我的城市，我的明天”为主题的746份作品，以不同的创作手段，不同的表现方式，体现出年轻设计者对中国城市发展中的焦点问题的关注，同时也具有一定的探索未来的意义。对于今年部分作品中体现的环保与绿色建筑的思想，也反映了我国建筑教育的一大进步。对于“中联杯”的两次成功举办，评委们给予了很高的肯定与期望，希望它能成为建筑学大学生的一个“品牌”，成为学生放飞思想、释放创意的一个良好平台，为推动建筑学的发展做出贡献。 获奖人员及项目名单详见附件。 附件：第二届“中联杯”全国大学生建筑设计方案竞赛获奖结果 中国建筑学会 中国联合工程公司011年1月30日
数学与统计学院 第三届计算机程序设计竞赛题 竞赛需知： 1、答案必须写在答题纸上。 2、程序采用C/JAVA/VB/VFP语言实现均可。 3、考虑到各种因素，程序的键盘输入和结果输出可以用伪代码或者自然语言表示。但是必 须说明输入变量和输出变量。 4、题目最好能用完整、正确的语言程序来解决问题，如确实无法编写完整语言程序的，可 以写出程序主要框架和流程，必要时可以用伪代码或者自然语言描述算法（程序）。 一、玫瑰花数（20分） 如果一个四位数等于它的每一位数的4次方之和，则称为玫瑰花数。例如： + + 1634+ =， 4^4 4^3 4^6 4^1 编程输出所有的玫瑰花数。 #include
int i,j,k; int n; scanf("%d",&n); for(i=0;i 本电路设计采用前置放大电路和音频功率放大电路相结合的放大模式，前者采用TL072对电压进行放大，后者采用性能优良的TDA2616对电压和电流放大，给音响放大器的负载（扬声器）提供一定的输出功率。当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出的信号的非线形失真尽可能的小，效率尽可能的高。在前置放大和功放之间加上一个滑动变阻，就保证了音量可调，在滑动变阻器之前再加上一足够大电阻，这样保证了信号不失真。除此之外，加上相应的旁路电容又使得电路具有杂音小，有电源退偶，无自激等优点。根据实例电路图和已经给定的原件参数，使用multisim11软件模拟电路，并对其进行静态分析，动态分析，显示波形图，计算数据等操作。 关键词： TL072 TDA2616 性能优良音量可调杂音小 目录 1 设计任务和要求 (2) 1.1设计任务 (2) 1.2设计要求 (2) 2 系统设计 (3) 2.1系统要求 (3) 2.2方案设计 (3) 2.3系统工作原理 (4) 3 单元电路设计 (6) 3.1前置放大电路 (6) 3.1.1电路结构及工作原理 (6) 3.1.2元器件的选择及参数确定 (9) 3.1.3 前级放大电路仿真 (10) 3.2后级放大部分 (10) 3.2.1电路结构及工作原理 (12) 3.2.2电路仿真 (13) 3.2.3元器件的选择及参数确定 (15) 3.3音源选择电路 (15) 3.3.1电路结构及工作原理 (15) 3.3.2电路仿真 (16) 3.3.3元器件的选择及参数确定 (16) 3.4电源 (17) 4系统仿真 (20) 5 电路安装、调试与测试 (21) 5.1电路安装 (21) 5.2电路调试 (23) 5.3系统功能及性能测试 (23) 第十届全国大学生结构设计竞赛赛题 大跨度屋盖结构 随着国民经济的高速发展和综合国力的提高，我国大跨度结构的技术水平也得到了长足的进步，正在赶超国际先进水平。改革开放以来，大跨度结构的社会 需求和工程应用逐年增加，在各种大型体育场馆、剧院、会议展览中心、机场候机楼、铁路旅客站及各类工业厂房等建筑中得到了广泛的应用。借北京成功举办2008奥运会、申办2022冬奥会等国家重大活动的契机，我国已经或即将建成一大 批高标准、高规格的体育场馆、会议展览馆、机场航站楼等社会公共建筑，这给我国大跨度结构的进一步发展带来了良好的契机，同时也对我国大跨度结构技术水平提出了更高的要求。 2总体模型 总体模型由承台板、支承结构、屋盖三部分组成(图-1) 加载区域 图-1模型三维透视示意简图 2.1承台板 承台板采用优质竹集成板材，标准尺寸1200mm>800mm，厚度16mm，柱 底平面轴网尺寸为900mm>600mm，板面刻设各限定尺寸的界限： (1)内框线：平面净尺寸界限，850mr> 550mm； （2） 中框线：柱底平面轴网（屋盖最小边界投影）尺寸， （3） 外框线：屋盖最大边界投影尺寸， 1050mm X750mm 承台板板面标高定义为土 0.00。 2.2支承结构 仅允许在4个柱位处设柱（图-2中阴影区域），其余位置不得设柱。柱的任 何部分（包括柱脚、肋等）必须在平面净尺寸（850mmx 550mm ）之外，且满足 空间检测要求。（即要求柱设置于四角175mm 125mm 范围内。） 柱顶标高不超过+0.425 （允许误差+5mm ），柱轴线间范围内+0.300标高以 下不能设置支撑，柱脚与承台板的连接采用胶水粘结。 2.3屋盖结构 屋盖结构的具体形式不限，屋盖结构的总高度不大于 125mm （允许误差 +5mm ），即其最低处标高不得低于0.300m ，最高处标高不超过0.425m （允许误 差 +5mm ）。 平面净尺寸范围（850mmx 550mm ）内屋盖净空不低于300mm ，屋盖结构 覆盖面积（水平投影面积）不小于900X300mm ，也不大于1050X750mm ,见图-3。 不需制作屋面。 屋盖结 构覆盖面积（水平投 影面积）不小于900>600mm ，也不大于 1050X750m m 。但不限定屋盖平面尺寸是矩形，也不限定边界是直线。 屋盖结构中心点（轴网900X300mm 的中心）为挠度测量点。 2.4剖面尺寸要求 模型高度方向的尺寸以承台板面标高为基准，尺寸详见图 -4、5。 900mm >600mm ； (I ； ② 图-2承台板平面尺寸图 、柱脚内界 口 g □ Trfrii?尺寸范应 （85Gi550} 〔柱脚不睜进入谀范 柱位 12UW 音频功率放大器设计 一、设计任务 设计一个实用的音频功率放大器。在输入正弦波幅度≤5mV，负载电阻等于8Ω的 条件下，音频功率放大器满足如下要求： 1、最大输出不失真功率P OM≥8W。 2、功率放大器的频带宽度BW≥50Hz~15KHz。 3、在最大输出功率下非线性失真系数≤3%。 4、输入阻抗R i≥100kΩ。 5、具有音调控制功能：低音100Hz处有±12dB的调节范围，高 音10kHz处有±12dB的调节范围。 二、设计方案分析 根据设计课题的要求，该音频功率放大器可由图所示框图实现。 下面主要介绍各部 分电路的特点及要求。 图1 音频功率放大器组成框图 1、前置放大器 音频功率放大器的作用是将声音源输入的信号进行放大，然后输 出驱动扬声器。声音源 的种类有多种，如传声器（话筒）、电唱机、录音机（放音磁头）、CD唱机及线路传输等，这些声音源的输出信号的电压差别很大，从零点几毫伏到几百毫伏。一般功率放大器的输入灵敏度是一定的，这些不同的声音源信号如果直接输入到功率放大器中的话，对于输入过低的信号，功率放大器输出功率不足，不能充分发挥功放的作用；假如输入信号的幅值过大，功率放大器的输出信号将严重过载失真，这样将失去了音频放大的意义。所以一个实用的音频功率放大系统必须设置前置放大器，以便使放大器适应不同的的输入信号，或放大，或衰减，或进行阻抗变换，使其与功率放大器的输入灵敏度相匹配。另外在各种声音源中，除了信号的幅度差别外，它们的频率特性有的也不同，如电唱机输出信号和磁带放音的输出信号频率特性曲线呈上翘形，即低音被衰减，高音被提升。对于这样的输入信号，在进行功率放大器之前，需要进行频率补偿，使其频率特性曲线恢复到接近平坦的状态，即加入频率均衡网络放大器。 对于话筒和线路输入信号，一般只需将输入信号进行放大和衰减，不需要进行频率均衡。前置放大器的主要功能一是使话筒的输出阻抗与前置放大器的输入阻抗相匹配；二是使前置放大器的输出电压幅度与功率放大器的输入灵敏度相匹配。由于话筒输出信号非常微弱，一般只有100μV~几毫伏，所以前置放大器输入级的噪声对整个放大器的信噪比影响很大。前置放大器的输入级首先采用低噪声电路，对于由晶体管组成的分立元件组成的前置放大器，首先要选择低 《电子技术Ⅱ课程设计》 报告 姓名雷锋 学号 52305105121520 院系自动控制与机械工程学院 班级核电一班 指导教师王老师黄老师 2014年 6月 目录 一、设计的目的 (1) 二、设计任务和要求 (1) 三、课程设计内容 (1) 1. Multisim仿真软件的学习 (1) 四、基础性电路的Multisim仿真 (2) 1.题目一：半导体器件的Multisim仿真 (2) 2.题目二：单管放大电路的Multisim仿真 (7) 3.题目三：差分放大电路的Multisim仿真 (11) 4.题目四：两级反馈放大电路的Multisim仿真 (14) 5.题目五：集成运算放大电路的Multisim仿真 (21) 6.题目六：波形发生电路的Multisim仿真 (23) 五.综合性能电路的设计和仿真 (26) 1.题目二：功率放大器的设计 (26) 六、总结 (29) 七、参考文献 (29) 一、设计的目的 该课程设计是在完成《电子技术2》的理论教学实践，掌握电子电路计算机辅助分析与设计的基本知识和基本方法，培养综合知识应用能力和实践能力，为今后从事本专业相关工程技术打下基础。 二、设计任务和要求 本次课程设计的任务是在教师的指导下，学习Multisim仿真软件的使用方法，分析和设计完成基础性的电路设计和仿真及综合性电路设计和仿真。 要求： 1、巩固和加深对《电子课程2》课程知识的理解； 2、会根据课题需要选学参考书籍、查阅手册和文献资料； 3、掌握仿真软件Multisim的使用方法； 4、掌握简单模拟电路的设计、仿真方法； 5、按课程设计任务书的要求撰写课程设计报告，课程设计报告能正确反映设计和仿真 结果。 三、课程设计内容 1. Multisim仿真软件的学习 Multisim7是一个优秀的电工技术仿真软件，既可以完成电路设计和版图绘制，也可以创建工作平台进行仿真实验。Multisim7软件功能完善，操作界面友好，分析数据准确，易学易用，灵活简便，因此，在教学、科研和工程技术等领域得到广泛地应用。 第五届全国大学生结构设计竞赛总结 （技术版） 黄祖慰20080537 5th国赛的作品，是总结了4th国赛的失败教训，以降低模型量为重点的模型设计和制作成果。我们通过不懈努力，终于到达了目标。在这次比赛中，我们研究出了一些先进的模型设计和制作技巧和积累了更多的设计和制作的经验。在此，我将通过模型从无到有的整个过程进行具体的介绍。 一、研读赛题 读懂题目在结构设计竞赛中是一个最基本的要求，要做到对赛题的点点滴滴熟记于心，并且从规则中发掘模型设计的切入点。 要想获得大奖，就要对题目认真分析；努力寻找漏洞显得相当重要，是一条迈向成功的捷径。在本次结构设计竞赛模型中，整体铁块，虚悬挑梁等都是针对题目漏洞而设计的，为模型重量的减轻做出了重要贡献。 二、准备制作工具 所谓公欲善其事必先利其器，要想做好一个模型，一套好的工具是必须的。在制作模型初期，选手可以采用非比赛指定工具来制作模型。虽然赛题中已经明确规定了制作工具，但是由于提供工具的局限性，有些很好的想法不能够在模型上做出来。我的建议是，先使用的工具，把想法尽可能表现出来，等到模型初步定型后，再使用比赛指定工具，寻求达到同样效果的模型的制作 方法。为了提高制作精度，画线笔可采用0.38mm的水笔。 三、研究材料特性 所谓知自知彼方能百战不殆，在制作模型之前，必须先对材料进行分析，了解材料的特性，由此得知材料的实际力学性质和可加工性质。下面我就罗列我对本次比赛的复压竹皮、竹制底板和502胶水的性质研究的一些心得： 1、复压竹皮在顺纹路方向存在连续纤维，利于受拉。但是顺 纹容易被撕裂。 2、规格为0.2mm的竹皮为单层竹皮，应注意竹皮上存在的 竹节的薄弱点，应尽量避开；此种竹皮，一面为光面，一面为 毛面，粘贴时，光面的粘接速度要快于毛面，但是最终粘接紧 密性毛面为优。使用单层竹皮作为拉杆，存在风险，北京交通 文献综述 电子信息工程 高效率音频功率放大器设计文献综述 一、前言 为了节约电路的成本，提高放大器的效率，采用普通的电子元器件设计高 效率音频功率放大器的方法，使用基本的运算放大器，构成PWM路，形成D 类功率放大器，实现了高效率，低失真的设计要求。为了提高电路的抗干扰性能，在设计中使用了电压跟随器，差动放大器，有源带通滤波器等。使设计获 得了良好的效果。 二、主题 在现代音响普及中，人们因生活层次、文化习俗、音乐修养、欣赏口味的 不同，令对相同电气指标的音响设备得出不同的评价。所以，就高保真度功放 而言，应该达到电气指标与实际听音指标的平衡与统一。 音频功率放大器是一个技术已经相当成熟的领域，几十年来，人们为之付出了不懈的努力，无论从线路技术还是元器件方面，乃至于思想认识上都取得了长足的进步。 （一）早期的晶体管功放 半导体技术的进步使晶体管放大器向前迈进了一大步。自从有了晶体管，人们就开始用它制造功率放大器。 早期的放大器几乎全用锗管来制作，但由于锗管工艺上的一些原因，使得放大器中所用的晶体管，尤其是功放管性能指标不易做得很高，例如，共发射极截止频率fh的典型值为4kHz，大电流管的耐压值一般在30V一40V左右。这样，放大器的频率响应也就很狭窄，其3dB截止频率通常在10kHz左右，大大影响了音乐中高频信号的重现。再加上功放管的耐压、电流和功耗三个指标相互制约，制作较大功率的OTL或OCL放大器不易寻到三个指标都满足要求的管子，所以不得不采用变压器耦合输出。变压器的相移又使电路中加深度负反馈变得很困难，谐波失真得不到充分的抑制，因此这一时期的晶体管放大器音质是很差的。“还 第七届北京市大学生建筑结构设计竞赛 B组赛组（桥梁方向） 一.题目 北京市自行车专用路跨京藏高速高架桥设计 二.设计资料 （一）工程概况 1.具体交通需求 为解决回龙观地区非机动车出行不便问题，北京市拟建一条自行车专用路。该专用路与京藏高速相交，采用立体交叉形式上跨京藏高速。在京藏高速东西两侧辅路设有人行梯道，保障拟建自行车专用路与现况京藏高速辅路非机动车系统及行人道实现交通跨越。 沿着京藏高速路纵向240米范围内，共有5座跨京藏高速路的高架桥（2座已建，2座待建，1座本桥），跨京藏高架桥作为此区域从北向进京的第一座桥，形成标志。 图2-1-1 拟建高架桥平面图 图2-1-2 拟建高架桥道路纵断面 2.跨越线路需求-京藏高速 京藏高速主路按高速公路标准建设，计算车速为100km/h，双幅路形式，三上三下六车道，中间分隔带宽度2.5m，西侧主路横断面形式为：0.5m路缘带+3×3.75m车行道+3m硬路肩（含0.5m路缘带）+0.75m土路肩，宽度为15.5m。京藏高速辅路在主路两侧布置，为单向3车道，横断面形式为1.0m检修步道+0.25m路缘带+3×3.25m机动车道+2.5m非机动车道 +1.5m人行道。 道路等级、规划红线、规划断面、节点形式等见下表： 图2 拟跨越线路具体情况 （二）拟建场地工程地质条件 1 地形、地貌及地物概述 本工程场地地貌属温榆河冲洪积扇的中部。地形较平坦，钻孔地面标高在 42.64～44.88m 之间。 根据本次钻探野外描述、原位测试及室内土工试验成果，按土的岩性及工程特性将地层划分为 11 大层，其中①层土为人工填土层，②～?层土为第四纪沉积土层。 现自上而下分述如下： 2.2.1 人工填土层 a.素填土①:黄褐色，稍湿～湿，稍密，具中压缩性。主要成分为粉质黏土、粉土，含少量砖渣、碎石。本层厚度为 0.70～4.00m，层底标高为 40.71～43.21m。 b.杂填土①1:杂色，稍湿，松散～稍密。主要由砖块、灰渣、碎石等组成。本层厚度为 0.30～4.00m。 2.2.2 第四纪沉积土层 a.粉土②：褐黄色，稍湿～湿，中密～密实。含云母片、氧化铁条纹，夹粉质黏土②1、黏土②2 薄层或透镜体。本层厚度为 2.00～6.20m，层底标高为 36.57～ 39.89m。 b.粉质黏土②1：褐黄色，可塑，具中压缩性～高压缩性。含氧化铁条纹。本层厚度为 0.40～2.70m。 c.黏土②2：褐黄色，可塑，局部软塑，具中压缩性～高压缩性。含氧化铁条纹。本层厚 课程设计报告 题目：由集成运放和晶体管组成的OCL 功率放大器的设计 学生姓名：郭二珍 学生学号： 07 系别：电气学院 专业：自动化 届别： 2015年 指导教师：廖晓纬 电气信息工程学院制 2014年3月 OCL功率放大器的设计 学生：郭二珍 指导老师：廖晓纬 电气学院10级自动化 1、绪论 功率放大器(简称功放)的作用是给音频放大器的负载R L(扬声器)提供一定的输出功率。当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出信号的非线性失真尽可能地小，效率尽可能高。 OCL是英文Output Capacitor Less的缩写，意为无输出电容的功率放大器。采用了两组电源供电，使用了正负电源。在输入电压不太高的情况下，也能获得较大的输出频率。省去了输出端的耦合电容，使放大器的频率特性得到扩展。OCL 功率放大器是一种直接耦合的功率放大器，它具有频响宽、保真度高、动态特性好及易于集成化等特点。性能优良的集成功率放大器给电子电路功放级的调试带来了极大的方便。集成功率放大电路还具有输出功率大、外围元件少、使用方便等优点，因此在收音机、电视机、扩音器、伺服放大电路中也得到了广泛的应用。 功率放大器可分为三种工作状态：(1)甲类工作状态Q点在交流负载的中点，输出的是一种没有削波失真的完整信号，但效率较低。(2)乙类工作状态Q点在交流负载线和IB=0输出特性曲线的交界处，放大器只有半波输出，存在严重的失真。 (3)甲乙类工作状态Q点在交流负载线上略高于乙类工作点处，克服了乙类互补电路产生交越失真，提高了效率。 因此，本设计可采用甲乙类互补电路。 2、内容摘要 本设计中要求设计一个由集成运放和晶体管组成的OCL功率放大器。在输入正弦波幅度Ui等于200mV，负载电阻R L等于8Ω的条件下最大输出不失真功率P ≥2W，功率放大器的频带宽度BW≥80Hz~10KHZ o 功率放大电路实质上是能量转换电路，它主要要求输出功率尽可能大，效率尽可能的高，非线性失真尽可能要小，功率器件的散热较好。 本设计选用的是双电源供电的OCL互补推挽对称功放电路。 此推挽功率放大器的工作状态为甲乙类，其目的是为了减少“交越失真”。 由于两管的工作点稍高于截止点，因而均有一很小的静态工作电流I CQ。这样，便可克服管子的死区电压，使两管交替工作处的负载中电流能按正弦规律变化，从而克服了交越失真。 OCL互补推挽对称功放电路一般包括驱动级和功率输出级，前者为后者提供一定的电压幅度，后者则向负载提供足够的信号频率，以驱动负载工作。 因此，需要设计两部分，即驱动级和功率输出级。 电气与电子信息工程学院《电子线路设计与测试B》报告 设计题目：多级音频放大电路的设计与测试专业班级：电子信息工程技术2013（1）班学号： 201330230118 姓名： 指导教师： 设计时间： 2015/07/13～2015/07/17 设计地点：K2—306 电子线路设计与测试B成绩评定表 姓名学号 专业班级电子信息工程技术2013级（1）班 课程设计题目：多级音频放大电路的设计与测试 课程设计答辩或质疑记录： 1、对一个音频功率放大器的前置级有什么要求？ 答：要求：一是使话筒的输出阻抗与前置放大器的输入阻抗相匹配；二是使前置放大器的输出电压幅度与功率放大器的输入灵敏度相匹配。 2、试画出利用TDA2030/2030A实现的OTL功率放大器电路？ 答： 3、何为D类功率放大器？D类功率放大器有什么特点？ 答：(1)D类功放也叫丁类功放，是指功放管处于开关工作状态的功率放大器。 (2)特点：效率高、功率大、失真小、体积小。 成绩评定依据： 实物制作（40％）： 课程设计考勤情况（10％）： 课程设计答辩情况（20％）： 完成设计任务及报告规范性（30％）： 最终评定成绩： 指导教师签字： 年月日 目录 《电子线路设计与测试B》课程设计任务书 (4) 一、课程设计题目：多级音频放大电路的设计与测试 (4) 二、课程设计内容 (4) 三、进度安排 (4) 四、基本要求 (5) 五、课程设计考核办法与成绩评定 (5) 六、课程设计参考资料 (5) 多级音频功率放大电路的设计与测试 (6) 一、设计任务 (6) 二、设计方案分析 (6) 1、前置放大器 (6) 2、音调控制电路 (7) 3、功率放大器 (11) 三、主要单元电路参考设计 (11) 1、前置放大器电路 (12) 2、音调控制器电路 (12) 3、功率放大器电路 (14) 四、软件的仿真与调试 (15) 五、原理图与PCB的制作 (16) 六、音频功率放大器的调试 (17) 七、心得体会 (18) 八、附录 (19) 1、元件清单 (19) 2、实物图 (19) 3、文献 (19) Problem A: 序列的混乱程度 Time limit:1s Memory limit:128MB Description 有一个长度为n的正整数序列，一个序列的混乱程度定义为这个序列的最大值和最小值之差。请编写一个程序，计算一个序列的混乱程度。 Input 输入的第一行为一个正整数T（T<=1000），表示一共有T组测试数据。 每组测试数据的第一行为一个正整数n（1<=n<=1000），代表这个序列的长度。第二行为n 个正整数，代表这个序列。序列中元素的大小不会超过1000。 Output 对于每个测试数据，输出一行包含一个正整数，代表对应序列的混乱程度。 Sample Input 2 5 1 2 3 4 5 5 1 9 2 4 8 Sample Output 4 8 Problem B: 随机数 Time limit:1s Memory limit:128MB Description 有一个rand(n)的函数，它的作用是产生一个在[0,n）的随机整数。现在有另外一个函数，它的代码如下： int random(int n,int m) { return rand(n)+m; } 显而易见的是函数random(n,m)可以产生任意范围的随机数。现在问题来了，如果我想要产生范围在[a,b)内的一个随机数，那么对应的n,m分别为多少？ Input 输入的第一行为一个正整数T（T<=1000），表示一共有T组测试数据。 对于每组测试数据包含两个整数a,b(a<=b)。 Output 对于每组测试数据，输出一行包含两个整数n和m，两个整数中间有一个空格分隔。 Sample Input 2 0 5 1 4 Sample Output 5 0 3 1 课程设计报告 学生姓名:张浩学学号：201130903013 7 学 院:电气工程学院 班 级: 电自1116(实验111） 题 目: 模电音频功率放大电路设计 指导教师：张光烈职称: 2013 年 7月 4 日 1、设计题目：音频功率放大电路 2、设计任务目的与要求： 要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的音频功率放大电路，负载为扬声器，阻抗8。 指标：频带宽50HZ～20kHZ，输出波形基本不失真；电路输出功率大于8W；输入灵敏度为100mV，输入阻抗不低于47KΩ。 模电这门课程主要讲了二极管，三极管，几种放大电路，信号运算与处理电路，正弦信号产生电路，直流稳压电源。功率放大器的作用是给音响放大器的负载RL（扬声器）提供一定的输出频率。当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出的信号的非线性失真尽可能小，效率尽可能高。功率放大器的常见电路形式有OTL电路和OCL电路。有用继承运算放大器和晶体管组成的功率放大器，也有专集成电路功率放大器。本实验设计的是一个OTL功率放大器，该放大器采用复合管无输出耦合电容，并采用单电源供电。主要涉及了放大器的偏置电路克服交越失真，复合管的基本组合提高电路功率，交直流反馈电路，对称电路，并用multism软件对OTL 功率放大器进行仿真实现。根据电路图和给定的原件参数，使用multism 软件模拟电路，并对其进行静态分析，动态分析，显示波形图，计算数据等操作。 3、整体电路设计： ⑴方案比较： ①利用运放芯片 LM1875和各元器件组成音频功率放大电路，有保护电路，电源分别接+30v和-30v并且电源功率至少要50w，输出功率30w。 ②利用运放芯片TDA2030和各元器件组成音频功率放大电路，有保护电路，电源只需接+19v，另一端接地，负载是阻抗为8Ω的扬声器，输出功率大于8w。 通过比较，方案①的输出功率有30w，但其输入要求比较苛刻，添加了实验难度。而方案②的要求不高，并能满足设计要求，所以选取方案②来进行设计。 ⑵整体电路框图： 学号： 课程设计 题目OTL音频功率放大器的设计与制作 学院信息工程学院 专业通信工程 班级通信1302 姓名 指导教师 2014 年 1 月23 日 课程设计任务书 题目:OTL音频功率放大器的设计与制作 初始条件： 元件：集成功放TDA2030A、集成稳压器LM7812、电阻、电容、电位计若干。 仪器：万用表、示波器、交流毫伏表、函数信号发生器、学生电源要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、课程设计工作量：1周。 2、技术要求： ①要求设计制作一个音频功率放大器频率响应20~20KHZ，效率>60﹪，失真小。完成对音频功率放大器的设计、仿真、装配与调试，并自制直流稳压电源。 ②确定设计方案以及电路原理图并用multisim进行电路仿真。 时间安排： 序号设计内容所用时间 1 布置任务及调研1天 2 方案确定0.5天 3 制作与调试 1.5天 4 撰写设计报告书1天 5 答辩1天 合计1周 指导教师签名： 系主任（或责任教师）签名：年月日 目录 摘要 (1) Abstract (2) 音频功率放大器的设计与制作 (3) 1. 设计原理及参数 (3) 1.1音频功放电路的设计 (3) 1.1.1设计原理 (3) 1.1.2 参数计算 (5) 1.2直流稳压电源的设计 (6) 1.2.1设计原理 (6) 1.2.2参数计算 (7) 2.仿真结果及分析 (8) 2.1音频功率放大电路 (8) 2.1.1仿真原理图 (8) 2.1.2仿真效果图 (9) 2.2直流稳压电源电路 (11) 2.2.1电路原理图仿真 (11) 2.2.2仿真效果图 (11) 3.实物制作与性能测试 (12) 3.1音频功放实物制作 (12) 3.2性能测试 (13) 3.2.1功率性能测试 (13) 3.2.2频率响应测试 (14) 3.3直流稳压电源制作 (14) 3.4直流稳压电源的测试 (15) 4.收获以及体会 (15) 2019年大学生程序设计大赛策划书 一、活动名主题 “华为”杯程序设计大赛 二、举办单位 策划主办单位：华为技术有限公司 协办单位：(排名不分先后)华中科技大学、武汉大学、武汉理工大学 三、活动时间 20xx年x月x日-x月xx日 四、参赛资格 ●本次大赛面向武汉三所目标高校在校全日制本科及以上学历学生(毕业时间在20xx年x月xx日之后)。 ●初赛以个人为单位，性别、专业不限;预计800人; ●在华为官方的网站注册报名，报名成功后获得参赛资格，只有在报名期间进行网上注册后才能参与比赛。 五、竞赛流程 第一阶段：报名参赛(5月10日—5月24日) l参赛选手阅读参赛注意事项，确认协议内容，在华为官方的 网站上注册简历，获得参赛资格的选手以个人身份参赛。 第二阶段：初赛(6月1日8:00—6月1日12:00) l网吧集中测试(集中招聘机试流程) 1.5月30日18:00前，通过邮件、短信和电话的形式通知通过简历筛选的学生初赛场地、机试场次、时间、所需证件及注意事项; 2.1日当天，学生凭身份证刷卡签到，并获取自己的登录账号 与密码。 3.学生按安排的批次进行入座考试，机试全程为30分钟，逾时将视为不及格。全程考试属封闭式测试，不得翻阅网页及手机，完全独立完成整个测试过程。一旦发现翻阅行为，一律视为作弊，将会被取消参赛资格。 4.考试成绩按照答案正确率与用时两个维度进行评价，在追求准确的同时对学生们的编程效率也作出了要求。 第三阶段：软件训练营(6月2日9:00—6月2日16:00) l1日晚将通过邮件、短信与电话的形式，邀请通过初赛的18 位学生参加为期6个小时的软件训练营-敏捷开发的训练课程，本课程主要是针对学生编程思维进行的引导式更新，课程内容比较灵活多变，动手环节较多，较有吸引力。 l中午学生将统一在华为A2食堂进行就餐。 l完成培训的学生将会收到华为武研所办法的“敏捷技能拥有者”的荣誉证书和决赛工具包(题目+小贴士+输出文件)。 l培训后，同学将会自主组成6个三人组进行接下来的决赛。每两个三人组将会由一位导师(业务部门提供的业务骨干)进行指导， 课程设计任务书学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位：信息工程学院 题目: 音响放大器设计与制作 初始条件：集成芯片LM324三块，LM386一块，瓷片电容，电解电容，电位器若干，4Ω/扬声器一个。 要求完成的主要任务: （1）技术指标如下： a．输出功率：； b．负载阻抗：4欧姆； c．频率响应：fL~fH=50Hz~20KHz； d．输入阻抗：>20K欧姆； e．整机电压增益： >50dB； （2）电路要求有独立的前置放大级（放大话筒信号）。 （3）电路要求有独立的功率放大级。 时间安排： 2016年1月10日查资料 2016年1月11，12日设计电路 2016年1月13日仿真 2016年1月14日，15日实物调试 2016年1月16日答辩 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日 目录 摘要......................................................... ABSTRACT ...................................................... １电路方案的比较与论证........................................ 音响放大器的总设计........................................... 放大电路的比较与论证........................................ 音频功率放大电路的比较与论证................................ 2核心元器件介绍............................................... LM324的介绍................................................. LM386的介绍................................................. 3电路设计 .................................................... 直流稳压电源电路的设计...................................... 话音放大器.................................................. 混合前置放大器.............................................. 音调控制器.................................................. 功率放大电路的设计.......................................... 总电路图 (18) 4用MULTISIM进行仿真.......................................... 话放与混放性能测试.......................................... 单独功放性能测试 (20)音频功率放大器课程设计
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