【2017年整理】低频功率放大器.doc

目 录 一、设计任务 2 二、设计方案分析和比较 2 三、电路的组成及原理 3 四、电路参数确定 6 五、总结与体会 7 六、参考文献及资料 9 附录 10  一、设计任务 设计题目 技术指标 额定输出功率：Po=8W 负载电阻：RL=8Ω 输入信号：Vi=10mV 二、设计方案分析和比较 根据设计指标，确定以下两种比较方案。 方案一：初步放大信号流入由Q2、Q3组成的差分放大电路，作为电路的输入级，放大电压，Q4、D1作为电路的推动级，稳定放大电压（输入级和推动级构成前置放大电路）。再将放大电压输入ocl功率放大电路，起功率放大。此方案完全采用分立元件进行设计。结构框图如下。 方案二 采用集成运放芯片，设计满足指标的电路，包括电源电路、同比例放大电路，带通滤波器电路，OCL功率放大电路。采用集成运放和分立元件设计，系统稳定，可靠性强，且设计简单。 通过分析，结合设计电路性能指标和保证系统的可靠性，本设计电路选择方案二 三、电路的组成及原理 此设计电路的组成包括电源电路模块、同比例放大电路模块，带通滤波器电路模块，OCL电路模块五个部分。 电源电路模块给整个系统提供电源，同比例放大电路模块对输入信号进行放大作用，带通滤波器电路模块控制系统的频响范围，基本OCL电路模块对放大后的信号进行功率放大，以满足驱动负载。 电源电路模块 采用直流稳压双电源，由电源变压器，整流电路，滤波电路，稳压电路四部分构成。交流电源经过变压器减压后，通过整流电路进行全波整流，再经滤波稳压得到。 电源原理图 电源采用双电源，±15V输出。 同相比例放大电路 同相比例放大电路 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+R9/R7）=44，能够对输入信号较好的进行放大。 带通滤波电路 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。 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 基本OCL电路模块 工作原理：利用二极管的管压降使两只管均工作在临街状态或微导通状态，让输入的Ui0时，Q1，Q2立即导通，消除交越失真。 （在图中，静态时，从+VCC经过R1、R2、D1、D2、R3到-VCC有一个直流电流，它在T1 和T2管两个基极之间所产生的电压为 使略大于T1管发射结和T2管发射结开启电压之和，从而使两只管子均处于微导通态，即都有一个微小的基极电流，分别为IB1 和IB2。调节R2，可使发射极静态电位为0V即输出电压为0V。 （附：交越失真产生的原因：在ocl电路中(如右图所示)，当Ui的值小于NPN管和PNP管得管压降时，即NPN管和PNP管均处于截止状态，即出现交越失真。） 总电路图 总电路原理图 四、电路参数确定 电源电压的确定： 输入信号Vi=10mV由函数发生器提供。 直流电源电压的计算： 电源电压的高低，决定着输出电压的大小，而输出电压又由输出功率决定，所以指标给定了输出功率，即可求出电源电压： 因为 所以输出电压最大值VOM=√2P0RL=√2×8×15=11.3V 当输出电压为最大值时，T1、T2接近于饱和，考虑到T1、T2的饱和压降及发射极电阻上的压降等因素，电源电压必须大于，他们之间的关系为， . 本次设计取η=0.5,这样，Vcc=Vom/0.5=11.3/0.5=22.6V，则取电压Vcc=15V,-Vcc=-15V. 电路中各参数的确定 当电源电压Vcc确定后，T1和T2承受的最大电压为VCEmax=2×15=30V. 功率管的饱和压降VCES≤0.3V，若忽略T1、T2的管压降，则每个管的最大集电极电流 Iemax=Vcc/( RL) 因为T1和T2的射极电阻选的过小，复合管的稳定性差，而过大了又会损耗较多的输出功率，已知RL=8Ω，射极电阻一般取（0.01～0.1）的过程是艰辛的，收获是巨大的。加深巩固了对已有的知识的理解认识；因为这次课程设计的确在某些方面存有一定难度，这对我们来讲都是一种锻炼，培养了我们自学、查阅搜集资料的能力；再有，计算操作程中，我们曾经面临过失败、品味过茫然，但是最终我们还是坚持下来了，这就是我们意志、耐力和上的胜利，在今后的日子里，它必将成为我们的宝贵财富。 六、参考文献及资料 1.《模拟电子技术基础》（第四版）华成英、童诗白主编，高等教育出版社，2006。 2.《模拟电子技术基础》(第四版)习题解答 华成英主编，高等教育出版社。 附录 数量 描述 参考标识 封装 1 CAP_ELECTROLIT, 470F C3 5 RESISTOR, 1kΩ R1, R11, R4, R6, R7 2 RESISTOR, 18kΩ R2, R10