电子技术课程设计报告_音频功率放大器的设计.doc

电子技术课程设计报告 —— 音频功率放大器的设计 上海大学机自学院自动化系 自动化专业 姓名:方言言 学号指导老师:徐美华 2011年6月26日 一﹑课程设计名称：音频功率放大器的设计 二﹑用途：供家庭音乐中心装置中作主放大器用 三﹑课程设计的目的： （一）巩固和加深对本课程基本知识的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力。 （二）培养根据课题需要选学参考书籍，查阅手册和文献资料的能力。 （三）学会对实际电路方案进行分析比较﹑计算﹑选取元件﹑屏幕调试等环节的实施方法。 （四）学会运用仪器设备寻找故障，从中分析解决办法，以使测试电路装置达到技术指标。 （五）学会按设计任务书的要求，编写设计说明书。 四、主要技术指标： 1. 正弦波不失真输出功率Po＞5W (f=1kHz,RL=8Ω) 2. 电源消耗功率PE＜10W ( Po＞5W ) 3. 输入信号幅度VS=200～400mV （f=1kHz，RL=8Ω，Po＞5W ) 4. 输入电阻 Ri＞10k? ( f=1kHz ) 5. 频率响应 BW=50Hz～15kHz ( RL=8Ω，Po＞5W) 五、设计步骤： （一）选择OTL电路形式： OTL功率放大器通常由功率输出级﹑推动级和输入级三部分组成。功率输出级有互补对称电路和复合管准互补对称电路之分，前者电路简单易行，但由于大功率管β不大，故推动级要求有一定功率，复合管准互补对称电路优点是大功率管可用同一型号，复合后β较大，推动级只要小功率管就可以了，但复合管饱和压降增大，故电源电压要相应高一些，晶体管数目要多一些。推动级通常是甲类放大，其工作电流应大于功率管基极推动电流，故有一定功率要求。由于推动级电压幅度与输出级相同，通常采用自举电路来达到，一般推动级都是共射极放大电路，具有一定的电压增益，输入级的目的是为增大开环增益，以便引入深度负反馈，改进电路的各项指标，输入级与推动级之间有阻容耦合和直接耦合多种形式。本例采用较简单的互补对称OTL电路，电路结构如图1-1所示，电路中二极管D是为消除交越失真而设。1Ω电阻是稳定功放管静态电流用的。推动级的偏置由功放级引入电压并联负反馈形式进行，起稳定工作点作用。整体交流电压串联负反馈改善放大器各项指标。 设计计算工作由后级逐渐推向前级。 电源电压的确定 当负载电阻一定时，电源电压的大小直接与输出功率有关， ，其中n为考虑各晶体管饱和压降及R1z引起的损失而引入的电源电压利用系数，通常n=0.8左右，在本例中： （三）功率级的设计 功放管的要求：I=Vcc/2R=22V/(2×8Ω)=1.375A V=Vcc=11V， P=0.2P。=1W 功率管推动电流： I=I/β=1.375A/50=27.5mA 耦合电容 稳定电阻R：过大则功率损失太大，过小温度稳定性不良，通常取0.5～1Ω.现取1Ω，2W . 推动级设计 I﹥I=27.5mA 取I=40mA V=Vcc=22V， P=Vcc/2 ﹒I=11﹒40=440mW 消除交越失真选二极管 2CP12（100mA,0.9V） R9+R10==（11-1）V/40mA=250Ω 一般R10＞R9﹥﹥R 取R9=80Ω，R10=170Ω 200μF 取200μF/15V I=I/β=0.4mA 取I=2mA， R8=0.7V/2mA=350Ω R+W=/（I+I）==4.58K 选R7=1.5K, W2=4.7K进行调节以达最佳工作点。 当功放级达尽限运用时，推动级也达尽限运用，故推动级基极信号电流的峰值I应与静态值I相等，即0.4mA。由于推动级用的是中功率晶体管，故其输入电阻为：r≈（1+β）≈66Ω 推动级的负载可等效为：R=R10//r+(1+β)R9//R 其中，r为大功率管的输入电阻，由于乙类放大I是变化的，不好准确计算，只好以I/2为I的计算值。 r≈（1+β）=1.9Ω 故 R=170//1.9+（1+50）80//8=372Ω 推动级电压放大倍数A=-β=-100×372/66=-564 推动级基极推动电压为： V===0.02V R8对信号的分流为： I==0.02V/350Ω=0.06mA =11V/4.58K=2.4mA 总推动信号交流峰值为：0.4+0.06+2.4=2.86mA （五）输入级设计 由于推动级需要2.86mA的交流推动信号，故输入级静态电流应大于2.86mA。取I=4mA。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R﹑R为2KΩ，R为1KΩ，则R﹑R降落8V，R降落4V，Vce=22V-2×8V-4V=2V, Vce=Vcc-4V=18V， 取T1为3DG6（100mW,20V,20mA,β=1