OCL功放课程设计
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一、引言 (1)二、设计目的 (1)三、设计任务及要求 (1)1.实训任务 (1)2.实验仪器 (1)3.设计任务及要求 (1)4.安装调试要求 (2)四、总体设计方案 (3)1.设计思路 (3)2.OCL功放各级的作用和电路结构特征 (3)3.采用集成功率放大器构成的实用电路 (4)五、实验设备及元器件 (5)六、制作PCB及电路板 (5)七、测试内容及步骤 (7)1.测试内容 (7)2.测试步骤 (7)八、参考文献 (7)九、个人体会 (8)十、致谢 (8)十一、附录 (8)一、引言OCL是英文Output Capacitor Less 的缩写,意为无输出电容。
采用两组电源供电,使用了正负电源,在电压不太高的情况下,也能获得比较大的输出功率,省去了输出端的耦合电容。
使放大器低频特性得到扩展。
集成功率放大电路具有输出功率大、外围元件少、使用方便等优点OCL功放电路也是定压式输出电路,为钏电路由于性能比较好,所以广泛地应用在高保真扩音设备中。
二、设计目的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.学会OCL音频功率放大器的设计方法和性能指标测试方法。
3.培养实践技能,提高分析和解决实际问题的能力。
三、设计任务及要求本节主要是通过一个OCL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. 实训任务安装并调试一个OCL功率放大器,要求技术指标如下:额定输出功率:Po>=10W负载:8Ω频响:20HZ∽20KHZ2. 实验仪器:电路模板一块、元件若干3. 设计任务及要求1)根据设计指标选择电路形式,画出原理电路形式,画出原理电路图;2)画出PCB图;3)估算元件的参数并选择元件,列出材料清单,利用万能板焊接元器件;4)模拟测试内容及步骤,并记录表格;5)写出总结报告;总结报告内容:电路形式选择,元器件的选择及参数估算,原理图,安装布线及材料清单,调试内容及步骤,记录,调试结果整理分析及设计调试的心得体会。
模拟电子技术课程设计课程设计名称:合并OCL功率放大器姓名:学号:0401100338班级:电气1003指导教师:皮小力目录一、设计任务与要求 (3)二、系统分析与电路图设计 (3)三、单元电路分析与设计 (6)四、总原理图及元器件清单 (8)五、EWB仿真与调试 (9)六、实验分析与结果 (10)七、改进意见与体会 (10)八、参考文献 (11)设计课题题目(模拟部分): O C L 功率放大器一、设计任务与要求设计任务:利用运放741、三极管等搭建基本的OCL功率放大电路,为解决正向传输小于负向传输的问题,采取两种方式:加入自举电路、加入有源负载搭建电路。
1、学习设计功率放大电路;2、使用EDA仿真软件进行设计。
设计参数指标:1、额定输出功率Pom≥10W;2、负载阻抗RL=80Ω;γ。
3、失真度%≤3设计要求:1、方案论证,确定总体电路原理方框图;2、单元电路设计,合理选择元器件;3、仿真调试及测量结果。
设计意义:熟练掌握二极管、三极管、电阻、电容、电位器等器件的测试判断以及参数的查阅与运用。
通过OCL功放电路的制作,熟悉OCL功放的工作原理掌握电子产品的制作和调试方法,提高实践动手能力,培养工程实践观念。
二、系统分析与电路图设计2.1系统工作原理2.1.1 OCL互补对称电路特点:1)双电源供电;2)输出端不加隔直电容。
C的作用:隔直通交;储存电能,代替一个电源。
OCL 全对称功率放大器要求中点电压接近0V,当制作功放调试时中点电压不为OV时,就需要调整,由于OCL功放是全对称电路,所以电路中元器件参数也要求完全对称,如果元器件参数不对称,功放输出中点电压会超过规定幅度,例如大于200mV,此时就需要对功放中点电压进行调整,调整时主要更换输入差分电路三极管,输入差分电路某一只三极管和别的三极管参数差别较大,会引起功放输出的中点直流电压较大,此时需要逐个更换差分三极管,每更换一只差分电路三极管就测试一下中点电压,当中点电压比较小时,就不需更换了,另外需对整个电路的对称性检查,差分以后电路参数不对称也需更换,制作功放时,电阻最好选择金属膜电阻,要求精度在5%以内,最好为精度1%,差分电路三极管选择差分电路专用三极管而不是普通三极管。
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地小,效率尽可能的高。
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。
本次课程设计是一个OCL 功率放大器,该放大器大采用复合管无输出耦合电容,并采用正负两组双电源供电。
综合了模拟电路中的许多理论知识,它使我们学过的相关理论知识得到更好的巩固,并使理论知识与实际问题相联系。
提高自己的动手实践能力、安装与检测电路的能力。
一、方案的原理框图,总体电路图及原理说明1、方案的原理框图:2、实现原理图:3、方案的原理说明:本功放的申路图,功放部分元器件连晶体管在内仅20个左右,乍下看象一个原理简图,但确确实实是一个可付诸实用的功放,而且它能以较低的谐波失真向8Ω(4Ω)负载提供≥50W(120W)的输出功率。
它采用典型的OCL电路,但制作时根据实践情况对设计作了必要的改进。
输入级BG1—2按惯例采用差分放大级,但与一般常见电路稍不同的是采用PNP管,这与采用NPN管相比,两管配对容易且一致性好,噪声较低。
对简单的电路结构,这是需要加以尽量考虑的。
第二级BG3为主电压放大级,它提供大部分电压增益,但未采用常见的“自举”电路。
大功率放大器采用“自举”电路对增大输出功率意义不大,且能省去一个对音质有影响的电解电容,并有利减少元件简化电路。
C2是相位补偿电容。
末级由BG4—7以最简方式复合而成的互补输出级,元件少无调整,使采用功率较小的推动管BG4—5也足以满足推动末级输出100W以上的要求。
末级静态电流的设定以减小低输出功率时的交越失真为主,通常取40—50mA。
至于大输出功率时的交越失真因“掩蔽”效应,影响不明显。
对静态电流也未作热补偿,工作时随着温度上升静态电流也相应上升,但试用中并未出现失控这样做可简化安装工艺、减少调试手续,此外,稍大的静态电流多少也能降低一些大输出时的交越失真.二、元器件选择和电路参数计算二极管2个三极管7个20kΩ1个4 kΩ2个22kΩ 1个40kΩ1个2.6kΩ1个160PF 1个10uF 1个0.33Ω2个1、功率的计算,计算输出功率P o输出功率用输出电压有效值V0和输出电流I0的乘积来表示。
目录一、设计题目及要求 (1)二、题目分析和设计思路 (1)三、电路图及电路原理 (2)四、电路参数确定 (4)五、电路的功能和性能验证 (6)六、设计成果 (6)七、总结与体会 (9)八、参考文献及资料 (9)一、设计题目及要求1. 设计题目OCL功率放大器的设计2. 设计要求设计一个集成运放和晶体管组成的OCL 功率放大器。
设计任务:⑴输入信号:有效值U i < 200mV.(2) 最大输出功率:P> 5W.(3) 负载电阻:RL=2(n(4) 通频带:BW=80Z H- 10KH Z二、题目分析和设计思路1、题目分析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。
(2)乙类工作状态Q点在交流负载线和I B=0输出特性曲线的交界处,放大器只有半波输出。
(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。
乙类互补的电路会产生交越失真,可采用甲乙类互补电路来消除。
本次题目要求设计一个集成运放和晶体管组成的OCL功率放大器,输入信号有效值为U i <200mV最大输出功率值为P>5W且负载电阻和通频带分别为:RL=2(n和BW=80H Z10KH对于这个题目,可根据课本上所学的知识和基本OCL电路以及集成运放的有关知识来进行设计。
2、设计思路首先,根据题目的分析确定目标,设计整个系统是由哪些模块组成,各个模块之间的信号传输,并设计OCL功率放大器的初步电路图。
并考虑要用到元器件有哪些?其次,对系统进行分析,根据系统功能,选择各模块所用的电路形式和其具有的功能。
《电子电路课程设计》说明书题目:姓名/学号: / // 班级:指导教师: 闫改珍、张平娟职称: 讲师2012 年 6月1日……………………………….OCL功率放大电路的设计………………………….目录1.1设计要求……………………………………………………………….( 3 )1.1.1系统功能………………………………………………………( 3 )1.1.2性能指标………………………………………………………( 3 )1.2系统设计………………………………………………………………3 )设计目的………………………………………………………( 3 )1.1.1设计思路………………………………………………………( 4 )1.1.2原理总图………………………………………………………( 5 )1.2单元电路设计1.3系统的仿真1.1设计要求:1.1.1系统功能OCL是英文Output Capacitor Less 的缩写,意为无输出电容。
采用两组电源供电,使用了正负电源,在电压不太高的情况下,也能获得比较大的输出功率,省去了输出端的耦合电容,使放大器低频特性得到扩展。
OCL功率放大电路实质上是一种能量转换电路,主要用以获得一定的不失真(或失真较小)的输出功率。
OCL功放电路也是定压式输出电路,为钏电路由于性能比较好,所以广泛地应用在高保真扩音设备中。
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地方便。
1.1.2性能指标①.利用运放741、三极管等元器件设计基本的OCL功率放大电路;②.电路的最大输出功率>15W;③.电路的效率>60%。
1.2系统设计1.2.1设计目的①.掌握电子系统的一般设计方法②.掌握模拟电路器件的应用③.培养综合应用所学知识来指导实践的能力④.掌握常用元器件的识别和测试⑤.熟悉常用仪表,了解电路调试的基本方法1.2.2设计思路功率放大器的作用是给负载Rl 提供一定的输出功率,当RI一定时,希望输出功率尽可能大,输出信号的非线性失真尽可能小,且效率尽可能高。
物理与电子信息学院模拟电路课程设计成绩评定表专业:电子信息工程班级:12电信本学号:120802054姓名:钟吉森2014年1月15日模拟电路课程设计报告设计课题:功率放大电路设计专业班级:12电信本学生姓名:钟吉森学号: 120802054指导教师:曾祥华设计时间:2013.12-2014.1OCL音频功率放大器一、设计任务与要求1.用集成运算放大器和集成功放块设计OCL功放电路2.输入信号为vi≤10mV, RI≥100KΩ;额定输出功率Po≥2W;负载阻抗RL=8Ω;3.频率范围f=(1-3)KHz;4. 用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的直流电源。
二、方案设计与论证(至少二个方案比较)OCL(Output Capeacitorless)功放电路,顾名思义为无输出电容功率放大器,在OCL电路中,T1和T2特性对称,采用了双电源供电。
静态时,T1和T2均截止,输出电压为零。
设晶体管b—e间的开启电压可忽略不计;输入电压为正弦波。
当Ui>O时,Tl管导通,T2管截止,正电源供电,电流如右图中实线所示,电路为射极输出形式,Uo≈Ui;当Ui<0时,T2管导通,T1管截止,负电源供电,电流如图虚线所示,电路也为射极输出形式,Uo≈Ui ;可见电路实现了“T,和T2交替工作,正、负电源交替供电,输出与输人之间双向跟随”。
不同类型的两只晶体管(T1和T2)交替工作、且均组成射极输出形式的电路称为“互补”电路,两只管子的这种交替工作方式称为“互补”工作方式。
题目目要求用用集成功放块实现电路设计,集成运算放大器对输入信号进行处理包括选频(f=(1-3)kHz)信号放大(Ui≤10mV)等,总体电路组成情况如下滤波电路要求1~3kHz且输入电阻很大可设计一个同相输入带通滤波电路,放大电路可设计为同相和反相放大电路,ocl集成块可选择tda1521双声道功放块和tda2030/tda2030a功放块,电路选其经典应用电路,直流电源可设计成可调式和不可调式。
音频功率放大器(OCL功率放大器)专业:电子工程与自动化班级:电气07-3班姓名:李智指导教师:时间:2010年01月目录一、引言 (2)二、设计目的 (2)三、设计任务和要求 (2)四、设计步骤 (3)五、总体设计思路 (3)六、实验设备及原器件 (7)七、测试内容 (15)八、课程设计报告内容要求 (16)九、参考文献资料 (16)十、个人体会 (16)1一、引言常见的音频功率放大器主要有下列几种:(a).变压器耦合甲类放大器电路主要用于电子管放大器中;(b).变压器耦合推挽功率放大器电路主要用于一些输出功率较大的电子管放大器中;(c).OTL功率放大器电路主要用于一些输出功率较小的放大器中;(d) OCL功率放大器是一种常用的放大器电路,常用于一些输出功率要求较大的功率放大器中;(e)BTL功率放大器电路主要用于一些要求输出功率更大的场合。
OTL、OCL和BTL功率放大器电路主要用于晶体管放大器中。
本实验设计采用的是OCL功率放大器。
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、伺服放大电路中得到了广泛的应用。
二、设计目的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.学会音频功率放大器(OCL音频功率放大器)的设计方法和性能指标测试方法。
3.培养实践技能,提高分析和解决实际问题的能力。
三、设计任务及要求OCL功率放大器的设计通过一个OCL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。
1. 设计任务设计一个OCL功率放大器,要求技术指标如下:额定输出功率:10W负载:8Ω频响:20HZ∽20KHZ2. 实验仪器:电路模板一块、元件若干3.设计要求OCL音频功率放大器(1) 采用集成元件设计一个OCL音频功率放大器(2) 额定功率放大器P.≥1W2(3)负载阻抗:8Ω(4)失真度V≤3%(5)5.3dB带宽20—30KHZ(6)输出灵敏度不低于150mV四、设计步骤1.电路图设计(1)确定目标:设计整个系统是由哪些模块组成,各个模块之间的信号传输,并画出OCL 音频功率放大器的方框图。
模拟电子技术课程设计-OCL音频功率放大器的设计OCL(开环放大器)音频功率放大器(Power Amplifiers,简称PA)在众多影音系统中具有重要作用,它可以将信号从入口功率放大到输出功率,提供音频设备更大的输出能力。
本文针对OCL音频功率放大器的设计,构成了一套有效的设计方案,以满足多种应用需求。
首先,将放大器分成三个部分,即核心部分、驱动部分和外部部分。
其中,核心部分是使模拟电路正常工作的关键部件,它包括电源模块、放大电路模块和调节模块。
核心部分有效地实现了放大器发挥功能的基本规则,如输入输出参数的设计,过电流、热保护以及通信信号的设计要求。
接着,是放大器的驱动部分,它的电路设计和实现是实现放大器功率放大功能的关键。
其中包括低频网络电路、高频网络电路、振荡网络电路以及功率放大器电路。
驱动部分使用了先进的电子元件,实现了信号功率放大、音质优化和阻抗调整的功能,以便根据不同的工作环境实现平滑的音频效果。
最后,放大器的外部部分,其设计主要包括声音控制、连接端口以及控制按钮等与用户接口相关的内容。
这些设计可以实时调整和监控放大器的工作参数,使用者可以更轻松地使用和控制设备。
通过以上三个部分,完成了OCL音频功率放大器的基本设计方案,并通过实验确认了其输入电平、输出电平、负载阻抗、线性度、信噪比等主要性能指标,以及高。
质量的音频失真和优良的视听效果,达到了实用的应用效果。
本文的研究主要针对OCL音频功率放大器,分析了全面覆盖其主要工作特性的设计要素,并给出了实用的设计思路,以及实验精度调节等具体实现技术,有效解决了放大器在实际应用中的质量问题。
ocl功率 放大器课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解OCL功率放大器的基本原理,掌握其电路组成及各部分功能;2. 掌握OCL功率放大器的性能参数,如输出功率、效率、失真等;3. 学会分析OCL功率放大器在实际应用中的优缺点。
技能目标:1. 能够正确搭建OCL功率放大器电路,并进行调试与优化;2. 学会使用相关测试仪器对OCL功率放大器性能进行测量,具备一定的实验操作能力;3. 能够运用所学知识解决实际电路中与OCL功率放大器相关的问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术的兴趣,激发他们探索未知、勇于创新的科学精神;2. 增强学生的团队合作意识,培养他们在实验过程中相互帮助、共同进步的品质;3. 提高学生对实验操作规范的认识,培养他们严谨、负责的科学态度。
本课程针对高年级电子技术相关专业学生,结合课程性质、学生特点和教学要求,将目标分解为具体的学习成果。
通过本课程的学习,使学生不仅掌握OCL 功率放大器的基本理论知识,还具备实际操作与解决问题的能力,为后续深入学习电子技术打下坚实基础。
同时,注重培养学生的科学精神和团队协作能力,提升他们的综合素质。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面:1. OCL功率放大器基本原理:- 理解OCL功率放大器的工作原理,包括其分类、特点及应用场景;- 掌握OCL功率放大器电路的组成,如输入级、驱动级、输出级等;- 学习OCL功率放大器的关键性能参数,如输出功率、效率、失真等。
2. OCL功率放大器电路分析与设计:- 分析典型OCL功率放大器电路,了解各部分功能及相互关系;- 学习OCL功率放大器电路设计方法,包括选型、计算及优化;- 掌握OCL功率放大器电路的调试与测试方法。
3. 实践操作与问题分析:- 搭建OCL功率放大器实验电路,进行实际操作,验证理论知识的正确性;- 学习使用相关测试仪器,对OCL功率放大器性能进行测量,分析实验数据;- 针对实际应用中可能出现的问题,学会分析与解决方法。
目录1设计的目的及任务 (1)1.1 课程设计的目的 (1)1.2 课程设计的任务 (1)1.3 课程设计的要求及技术指标 (1)2 OCL低频信号放大器的总方案及原理框图 (1)2.1 系统概述 (1)2.2方案选择及原理框图 (3)3 各部分电路设计 (6)3.1各个单元电路的设计 (6)3.2电路的参数选择及计算 (10)3.3 总电路图 (17)4 电路仿真 (17)4.1 输入与输出波形对比 (18)4.2 输入与输出功率对比 (18)5 PCB版电路制作 (19)5.1 绘制原理图并到处网络表文件 (19)5.2 设置PCB的尺寸 (19)5.3 导入网络表 (20)5.4布局元件 (21)5.5自动布线 (21)6实验总结 (23)7仪器仪表明细清单 (25)8 参考文献 (26)- 1 -一.课程设计的目的和设计的任务1.1 设计目的(1)进一步熟悉和掌握模拟电子电路的设计方法和步骤掌(2)进一步理解功率放大器的结构、组成及原理,将理论和实践相结合1.2设计任务1.已知条件输入电压幅值Uim<0.1V,负载电阻RL=8欧姆2.指标要求出功率>4W,输出电阻>40K,工作频率20HZ—20KHZ。
1.3课程设计要求1.完成全电路的理论设计2. 参数的计算和有关器件的选择3.可对电路进行仿真4,撰写设计报告书一份:A3图纸至少1张。
报告书要求写明一下主要内容(1)总体方案的选择和设计(2)各个单元电路的选择和设计(3)仿真过程的实现二. OCL低频信号放大气的总方案及原理框图华北科技学院课程设计2.1系统概述功率放大器是以向负载输出一定功率为主要目的的放大电路。
所谓功率放大,只是把直流供电电源的能量转换为放大器输出的能量。
按工作方式,功率放大器分为甲类、乙类、丙类、丁类和甲乙类;按输出方式,功率放大器分为有变压器输出,无变压器输出(OCL)、无电容输出(OCL)、无变压器平衡输出(BTL)等。
物理与电子信息学院模拟电路课程设计成绩评定表专业:电气工程及其自动化班级:13电气学号:姓名:张华宾2015年1月9日模拟电路课程设计报告设计课题:OCL音频功率放大器二专业班级:13电气学生姓名:张华宾学号:指导教师:曾祥华设计时间:2014.12-2015.1OCL音频功率放大器二一、设计任务与要求1.用集成运算放大器和集成功放块设计OCL功放电路;2.输入信号为vi≤10mV, RI≥100KΩ;额定输出功率Po≥1W;负载阻抗RL=8Ω;3.频率范围f=(3-5)KHz;4.用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的直流电源。
二、方案设计与论证(至少二个方案比较)题目目要求用集成运算放大器和集成功放块实现电路设计,集成运算放大器对输入信号进行处理包括选频(f=(3-5)kHz)信号放大(Ui≤10mV),输入电阻(RI≥100KΩ),集成功放块实现输出功率Po≥1W和信号放大作用,由要求Po≥1W,负载阻抗RL=8Ω可求得Uo≥2.84V,即总电路输入Ui≤10mV时应放大284倍以上,总体电路组成情况如下如上图电路要求输入电阻很大而且要进行信号放大可设计一个同相比例运算电路,且要求频率范f=(3-5KHz)可选择压控电压源二阶带通滤波电路,ocl 集成块可选择tda1521双声道功放块和tda2030a功放块,直流电源可设计成可调式和不可调式。
1.方案一方案分析:Tda1521 2.5¥,可调电源部分 24¥其它部分相差不大。
查阅数据手册可知双声道tda1521OCL双电源工作电压10~20V其经典应用电路为16V,芯片在±15V电源下不能发挥其最佳性能。
TDA1521主要特点:1.电路设有等待、静嘈状态,具有过热保护,低失调电压高纹波抑制,而且热阻极低,具有极佳的高频解析力和低频力度。
2.TDA1521在电压为±16V、阻抗为8Ω时,输出功率为2×15W,此时的失真仅为0.5%。
方案二方案分析:TDA2030A 2¥;±12V电源部分20¥其它部分相差不大。
由题意可求得由±12V电源提供的电压完全能够实验要求所需要的电压,因此用±12V电源是完全可行的。
不会影响其实验性能。
TDA2030A主要特点:1.外接元件非常少。
2.输出功率大。
3.开机冲击极小。
4.内含各种保护电路,因此工作安全可靠主要保护电路有:短路保护、热保护、地线偶然开路、电源极性反接(Vsmax=12V)以及负载泄放电压反冲等。
5.TDA2030A能在最低±6V最高±22V的电压下工作在±19V、8Ω阻抗时能够输出16W的有效功率,THD≤0.1%。
无疑,TDA2030A能在最低±6V最高±22V 的电压下工作在±19V、8Ω阻抗时能够输出16W的有效功率,THD≤0.1%。
由以上可知在完成实验情况下,方案一所需的价格将超过方案二所需价格6元,并且方案二所需的实验器件比方案一所需的的实验器件少,且方案二比方案一在性能方面更优越。
通过分析,结合设计电路性能指标、器件的性价比,本设计电路选择方案二。
三、单元电路设计与参数计算1.直流稳压电源电路直流电源由电源变压器,整流电路,滤波电路,稳压电路四部分构成稳压电源的组成框图3-1所示。
+ 电源 + 整流 + 滤波 + 稳压u1 u2u3uIU_ 变压器 _ 电路 _ 电路 _ 电路图3-1 稳压电源的组成框图(1)整流,滤波电路右图为单相桥式整流电路和部分滤波电路图,输出电压的平均值得解得U V 272= 解的 U )(AV O ≈24.3V 输出电流平均值最大整流电流和最高反向工作电压分别为电容滤波电路简单,纹波也较小,它的缺点是输出特性较差,故适用于负载电压较高,负载变动不大的场合。
由于变压器副端输出为27V 交流电,电容及二极管耐压值要U>1.1√2U 2计算得耐压值为42.01V 电容越大越好,其级别应在千uF 以上。
滤波原理如上图图所示,滤波之后电压平均值上式表明,当负载开路,即L R =∞时,当L R C=(3~5)T/2时 2)(2.1(U U AV O ≈(2)稳压电路此段电路主要由集成稳压器电路和保护电路组成,C9C10C15C14的作用为滤波。
由于所需输出电压为+12V 且输入电流较大所以用w7812,w7912。
652234BE BE BE BE REF U U R I U U U ++++=V U R R U REF 12119200≈∙⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=其中右图三端稳压器并联二极管是为了保护三端稳压器,防止由于由于电容放电烧坏三端稳压器,使电容放电能够从二极管流过而不从稳压器流过。
直流稳压电路图如图3-1所示。
图3-1 直流稳压电路图2.功能部分电路(1)同相比例放大电路电路中运放的同相输入端接信号vi,反向输入端通过电阻 R3接地,vo与vs 同相,根据虚短、虚断的概念vN= vP,iN= iP=0 于是求得vo=(1+R2/R3)vs同相比例放大电路具有高输入电阻低输出电阻的特性放大倍数Au1= (1+R2/R3),题目要求功放输出功率大于Po>1W,题目要求第一级输入Ui<10mV,为使其能响应10mv左右的信号,同相比例放大设置为14倍,即Rf/R=13,取Rf=13kΩ,R= 1kΩ(2)带通滤波电路将低通滤波器和高通滤波器串联就可得到带通滤波器右图为实用压控电压源二阶带通滤波电路。
当C1=C2=C,R1=R,R2=2R时,电路的传递函数令f。
=1/(2∏RC),当f=f。
时得出通带放大倍数上下限截止频率通频带题目要求(3~5)kHz 中心频率f 。
=4kHz ,带宽fb=2kHz ,令品质因数Q=1比例系数为Auf=2,则f=fo 时得到通带增益Aup=2,根据f 。
=1/(2∏RC)令C=3.3nf ,得R1=R3=12.5k Ω,R2=2R1=25 k Ω。
理论上fp1=3kHz ,fp2=5 kHz(3)功放部分电路电路中运放的同相输入端接信号vi3,反向输入端通过电阻 R10接地,vo3与vi3同相,根据虚短、虚断的概念vN= vP ,iN= iP=0 于是求得 vo3=(1+R11/R10)vi3右图输入信号为U 3I ,输出信号为3O U 则3O U =(1+R11/R10) U 3I=O P LO R U 23LOmOmR U P 2= 这里设置为11倍即R11/R10=10求得R10=1k,R11=10k ,Vcc=12V ,RL=8欧姆。
旁路元件作用C3隔直,两个二极管输出电压正负限幅保护,R10R11闭环增益设置。
功能部分电路如图3-2所示。
图3-2 音频功率放大电路四、总原理图及元器件清单1.总原理图图4-1 总原理电路2.元件清单表1 元件清单表一直流电源部分表二功率放大部分五、安装与调试1.电路安装电源电路和功能部分电路分开安装焊接。
电源部分正负极具对称性,电源在长期工作的时候变压器和稳压块容易发热,在排布的时候应考虑散热问题,稳压块应加散热片,元件间隔尽量不要排布的太紧密。
焊接时应合理布局,太疏体积大,太密元件可能相互影响,焊接时特别注意稳压块三个脚输W7812:1脚输入,2脚接地,3脚输出;W7912 1脚接地,2脚输入,3脚输出,注意滤波电容极性接反容易爆炸,一般电解电容侧身白条标有负号那个脚即是负极,发光二级管长脚为正。
功能部分有三级电路分别是放大电路、滤波电路、功放电路。
Tda2030a发热比较严重,考虑到电路要求一些特殊阻值的电阻,在实际焊接时可能要用电位器代替,要求对每一级电路都要测试并留出夹子。
本来想三级电路电源线合并,考虑到功放电路中TDA2030A容易发热,因此功放部分单独引出电源线,从各级电路来看,接地的比较多比较复杂,合并在一起可能对接地电阻会有影响,从而影响单级测试数据。
2.电路调试(1)静态调试电源调试时即表现良好,电压精确。
功放部分在无输入信号时输出检测不到电流。
说明静态工作良好,无噪音干扰。
(2)动态调试功能部分安老师要求分级调试,第一级电路分开单独调试数据正常放大倍数在41倍少一点。
第二级滤波在fo=4kHz时电压增益理论上是输入电压的两倍,实际上是减小一点。
第三级电路增益正常在11倍多一点。
六、性能测试与分析1.直流电源测试与分析(1)测试步骤先调好±12再测量电网电压,变压器副端电压,稳压块输入电压,稳压块输出电压。
(2)测试数据(3)误差计算:根据数据求得与准确的对比可得百分比:正向输出电压:∆u=(12.03−12)/12=0.25%反向输出电压:∆u=(12−11.97)/12=0.25%(4)结论分析:误差分析:1.我们用的集成成块不是理想器件;2.焊接的电路板有些焊点的接触性不是很好,同时连接的导线有阻值;3.试验时间过长温度发生变化,使得一些元件的电阻发生变化;4.可调电阻阻值不稳定。
2.功能电路测试与分析(1)测试步骤第一级放大电路,第二级带通滤波,第三级功放电路。
(2)测试数据 第一级放大电路第三级功放电路f=4.058khz Ui=296.4mV Uo=3.31V (3)数据处理第一级放大电路 放大倍数Au1=11Ui Uo =14.1R 为定值电阻取20K,输入电阻计算公式Ri=RUi/(Us-Ui), 输入电阻平均值Ri=1968.2k.第二级带通滤波通带放大倍数Au2=1.93, 带宽BW=2khz Q=2下限截止频率fp1=2.993khz 中心频率fo=4.058khz上限截止频率fp2=5.0327khz 根据数据画出波特图第三级功放电路放大倍数Au3=11.3输出功率Po=RL Uo 2^=1.37wAu=Au1*Au2*Au3=307.5 (3) 误差计算根据数据求得与准确的对比可得百分比:放大倍数Au1的相对误差=%100*)1(AU Au-=0.7% 放大倍数Au2的相对误差=%100*)1(AU Au-=3.5% 放大倍数Au3的相对误差=%100*)1(AUAu-=2.7%(4)结论分析(包含误差分析)1.正负电源不对称;2.元器件不是理想的定值;3.我们用的集成成块不是理想器件;4.测量仪器本身的系统误差;5.输入的信号不稳定;6.接的电路板有些焊点的接触性不是很好,同时连接的导线有阻值;7.试验时间过长温度发生变化,使得一些元件的电阻发生变化;七、结论电路组成部分: 由直流电源、同向比例运算电路、带通滤波电路、功率放大电路组成。
实现的功能直流电源:主要是为后面的整个功率放大电路提供正负12伏的电源电压;同向比例运算电路:是整个功率放大器的放大部分,实现了14倍的信号放大,使得功放电路在小信号输入的情况下能够得到理想的电压值;带通滤波电路:实现范围f=(3-5)KHz的输入信号通频带宽,并且实现1.93倍的运算放大;功率放大电路:实现了信号11.3倍的放大,使得在输入296.4mV的情况下输出电压为3.31V,使得输出功率为1.37w.电路的优点及不足直流电源部分比较容易实现,设计难度小,但是电压与理想电压值之间存在一定的误差,容易使后面的电路因为压值过大而烧坏;自身的稳压管也很容易烧坏。