OTL功率放大器电路设计
OTL功率放大器
性能指标
输出功率
衡量放大器能够提供的最大输 出信号幅度。
带宽
衡量放大器对不同频率信号的 响应能力,包括低频和高频范 围。
线性度
衡量放大器对输入信号的线性 响应能力,避免失真和信号畸 变。
效率
衡量放大器在将输入信号放大 过程中所消耗的能源效率。
电路调试与优化
调整输入和输出阻抗
根据应用需求,调整输入和输出阻抗以获得 最佳信号传输效果。
电路组成
01
02
03
04
输入级
输入级通常采用差分放大器, 用于减小输入信号的共模分量 ,提高电路的抗干扰能力。
激励级
激励级通常采用共射放大器, 用于放大输入信号,提供足够
的激励电压。
推动级
推动级通常采用共基放大器, 用于进一步放大信号,并引入 正反馈以提高带宽和稳定性。
输出级
输出级通常采用功率输出电路 ,如推挽或桥式电路,用于提
otl功率放大器
目录
• OTL功率放大器简介 • OTL功率放大器电路分析 • OTL功率放大器应用 • OTL功率放大器发展与挑战 • OTL功率放大器设计实例
01 OTL功率放大器简介
定义与特点
定义
OTL(Output Transformer Less) 功率放大器是一种电子设备,用于 将音频信号放大并驱动扬声器或其 他负载。
汽车电子系统中的OTL功率放大器设计
在汽车电子系统中,OTL功率放大器 用于驱动车载音响系统或其他电子设 备。
汽车电子系统中的OTL功率放大器需 要具备高可靠性、低功耗和良好的电 磁兼容性等性能指标,以确保在复杂 的车载环境下稳定工作。
设计要点包括选择耐高温、耐振动的 元器件,以及优化电路结构以减小电 磁干扰和散热问题。
OTL功率放大器电路设计
OTL 功率放大器电路设计一.实验任务:设计一个OTL 功率放大器,要求输出功率W P O 5.0<,负载电阻Ω=8L R ,输入电压为mV V i 100=.二.实验电路原理图:三.参数计算与确定:1.确定电源电压:根据输出功率要求,取W P O 4.0=,则om om O O O I V I V P 21*21*===L omR V 221又因为V CC om V 21≈ 则LCCL om O R V R V P 228121≈=得到V R P V L O CC 05996.54.0*8*88=== 考虑到32,R R 上的压降和32,T T 的饱和压降(32,T T 单管的饱和压降通常小于0.3V ),所以取标准电源电压V V CC 15=. 2.确定3,2,R R32,R R 为射极电流的反馈电阻,主要用来稳定静态工作点,因它们与反馈串联,取值较大会使功耗增加,一般取L R R R )1.0~05.0(32== 所以本实验设计取Ω==4.032R R3.选择功率管32T T ,考虑到功率管有静态电流32,C C I I ,实际损耗要大一些,一般取mA I I C C 30~2032==,所以本实验取mA I I C C 2032==所以32T T ,极限参数为:()()V V V V CC CEO BR CEO BR 632=>=W I V P P P P A R V I I I CQ CC OMC CM CM L CC C CM CM 5.12.0621862.0212.0375.082622max 232max 232=⨯⨯+⨯=+=>=∴=⨯==>= 所以取W P P CM CM 632==根据以上参数,选择2T 为TIP41C,3T 为TIP42C,选择18032==ββ的晶体管。
4.确定R R C ,及e R 确定C R :由于32,T T 管18032==ββ,所以流入32,T T 的基极电流mA I I I C B B 33.0232===β又因为32T T ,组成的电路均为共集电极电路,要使静态时1b V 稳定,则21B C I I >>,取mA I I B C 3.333.0101021=⨯== 并且在静态时: V V V V U CCb 5.3)5.03(5.021=+=+= Ω=-=-=∴7503.35.3611mAVI V V R C b CC C 又由于C R 为电位器,所以取标准值K R C 5=,取这么大有以下原因:一是有避免电路中的电流过大,使32,T T 因电流过大而损坏;二是,在调节32T T ,的静态工作点时,阻值大的电位器可以使电压有很大变化范围,从而可以准确可靠的调节出32T T ,的静态工作点;三是在有输入信号输入时,由于存在很大的误差,在不加输入信号时调节32,T T 的静态工作点时,在输出端的输出信号在示波器上会出现严重失真,此时,就必须重新调节32,T T 管的静态工作点了,这时C R 为阻值大的电位器可以重新使电压有很大变化范围,从而可以准确可靠的调节出32T T ,的静态工作点,避免输出信号失真。
模拟电路OTL功率放大器课程设计报告
模拟电路OTL功率放大器课程设计报告一、实验目的实验要求:1.了解OTL功放结构、功能及其工作原理;2.熟悉OTL功放的设计方案,采用PSpice仿真软件对OTL功放进行仿真,分析OTL放大电路的特性及其模型;3.回顾支路电路中N型三极管及P型三极管在放大电路中的应用;4.学习分析OTL给定电路输入下的输入阻抗、输出阻抗、增益及模拟调节比的特性;5.学习分析抗干扰能力及抗杂讯能力的指标;6.设计OTL功放,分析工作性能,运用本实验所学的功能及技术分析性能参数的特征。
二、实验原理OTL功放是Operational Transconductance Amplifier的缩写,它是由一系列的支路元件组合而成的由双端操作放大器构成,其中包括NPN或PNP晶体管、双列自耦和双列电容。
OTL输出可以连接石英晶振延时装置、变压器、电子变压器或实际工作电压电流源作为输出电路,用以控制输出功率的大小。
OTL的工作原理是由于晶体管的双端操作实现的,当输入电压变化时,晶体管的内在电流也会改变,从而影响输出电流。
本实验采用PSpice仿真软件,对OTL功放进行仿真,来分析OTL放大电路的特性及其模型三、实验结果分析本实验采用PSpice仿真软件计算得到OTL功放特性图如下:图1 OTL功放特性图从图1中可以看出,当直流输入电压为Vin=2V时,输出电流为3.7mA,当输入电压为Vin=2.2V时,输出电流为4.307mA。
当Vin在2V-2.2V之间时,输出电流呈现出正性的电流改变趋势,也即正增益。
此外,根据图1,随着直流输入电压的增大,输出线性增益的增大,而放大器的输出电流值也在增大,这说明OTL功放能够有效放大信号。
四、总结通过本次课程设计,我们使用PSpice仿真软件对OTL放大器进行了仿真,并分析了电路模型、输入阻抗、增益、抗干扰与抗杂讯能力等特性,掌握了OTL放大器的基本原理及设计,深入了解了支路电路中N型三极管及P型三极管在放大电路中的应用。
模电课程设计——OTL音频功率放大器
OTL—音频功率放大器一、设计任务与要求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%;5.用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源二、设计思路:1.功率放大器的作用是给负载RL 提供一定的输出功率,当RL 一定时,希望输出功率尽可能大,输出信号的非线性失真可能小,且效率尽可能高。
由于OTL 电路采用直接耦合方式,为了保证电路工作稳定,必须采取有效措施抑制零点漂移。
为了获得足够大的输出功率驱动负载工作,故需要有足够高的电压放大倍数。
因此,性能良好的OTL 功率放大器应由输入级、推动级和输出级等部分组成。
2. OTL 功放各级的作用和电路结构特征1) 输入级:主要作用是抑制零点漂移,保证电路工作稳定,同时对前级(音调控制级)送来的信号作低失真,低噪声放大。
为此,采用带恒流源的,由复合管组成的差模放大电路,且设置的静态偏置电流较小。
2) 推动级的作用是获得足够高的电压放大倍数,以及为输出级提供足够大的驱动电流,为此,可采用带集电极有源负载的共射放大电路,其静态偏置电流比输入级大。
3) 输出级的主要作用是级负载提供足够大的输出信号功率,可采用由复合管构成的甲乙灯互补对称功放或准互补功放电路。
此外,还应考虑为稳定静态工作点须设置直流负反馈电路,为稳定电压放大倍数和改善电路性能须设置交流负反馈电路,以及过流保护电路等。
电路设计时,各级应设置合适的静态工作点,在组装完毕后须进行静态和动态测试,在小型不失真的情况下,使输出功率最大。
动态测试时,要注意消振和接好保险丝,以防损坏元器件。
三、1 直流电源部分(1)变压:用变压器(220~15 的变压器)将交流220 变为副边电压U2=15v,(2)整流部分:用桥式整流法对交流进行整流,(用1N4007 二极管)整流后电压为Uo1=0.9U2=13.5V(3)滤波部分:用大电容(4700uf 的电解电容),因为设计中要求输出正负12V 所以要用两个大电容,滤波之后电压为Uo2=1.2U2=18V (4)稳压:分别用LM7812 和LM7912 进行稳压,将电压稳定在正负12V,要注意对稳压块的保护,所以安装保护二极管,最后的输出部分应装发光二极管,观察电路是否导通。
OTL音频功率放大器--模电课设报告
课程设计说明书课程设计名称:模拟电路课程设计课程设计题目:OTL音频功率放大器学院名称:南昌航空大学信息工程学院专业:通信工程班级:学号:姓名:评分:教师:2013年 3 月13日模拟电路 课程设计任务书2012-2013 学年第 2学期 第 1 周- 3 周题目 OTL 音频功率放大器内容及要求一、设计要求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%进度安排第1周:查阅资料,到机房学习仿真软件,确定方案,完成原理图设计及仿真;第2周:领元器件、仪器设备,制作、焊接、调试电路,完成系统的设计;第3周:检查设计结果、撰写课设报告。
学生姓名:指导时间:周一、周三、周四下午指导地点:E 楼 311室 任务下达2013 年2月25日 任务完成 2013 年 3 月15日 考核方式1.评阅 □√2.答辩 □3.实际操作 □√4.其它□ 指导教师系(部)主任摘要功率放大器的作用是给音响放大器的负载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,输出的信号的非线性失真尽可能小,效率尽可能高。
如今功率放大器常见的是OTL和OCL电路。
本文设计的是一个OTL音频放大器,该放大器采用LM386芯片,确保功率大于2W,并减少失真。
关键词:OTL功频放大电路,交越失真,输出功率目录第一章设计任务 (5)1.1课设题目 (5)1.2设计内容与要求 (5)第二章电路设计原理 (5)2.1电路原理 (5)2.2设计思路 (6)2.3OTL功放各级的作用和电路结构特征 (6)2.4功放计算过程 (7)第三章安装与调试 (8)3.1电路调整与测试 (8)3.2通电观察 (8)第四章仿真结果与说明 (9)第五章结论 (10)第六章参考文献 (10)附录元器件清单 (11)LM386的特性 (11)UA741的特性 (12)第一章设计任务1.1课设题目OTL音频功率放大器1.2设计内容与要求1.设音频信号为vi=10mV, 频率f=1KHz。
OTL功率放大器设计解析
电子技术基础课程设计任务书20xx-20xx学年第一学期第xx周-xx周注:1、此表一组一表二份,课程设计小组组长一份;任课教师授课时自带一份备查。
2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。
目录一、设计任务 (2)二、总体方案的设计与选择 (2)三、总体电路图及印刷板图 (7)四、计算机仿真 (9)五、安装调试 (10)六、焊接实图 (13)七、心得体会 (14)参考书籍 (15)设计题目:OTL功率放大器设计一、设计任务(一)设计任务:设计一个OTL功率放大器(二)设计要求:1、要求电路采用集成电路组成;2、额定输出功率大于等于10W;3、负载阻抗等于8Ω;4、采用TDA2003集成芯片。
二、总体方案的设计与选择(一)电路原理1、OTL功放原理(1)乙类输出无变压器(output transformerless 简记OTL)功率放大器图2-5-14所示乙类OTL功放电路,V1与V2为互补对称管,故这种电路也是互补对称电路。
由于电路结构上的对称性,静态下A、B对地电压均为U G/2,C1、C2端电压U C1=U C2=UG/2。
因此,输出耦合电容又相当于一个U G/2的直流电源。
图中的A点又称中点。
图2-5-14 乙类OTL 功放当电路输入正弦信号,且u i >0时,功放管V 1导通、V 2截止,电路为射极输出器,u O≈u i ,u O输出正半周,其振幅最多可达U G/2,;u i <0时,V 1截止,V 2导通,u O≈u i ,u o 输入负半周,振幅最多可达U G /2。
当U om =U G /2时,电路的输出功率最大,P o(max)=U G 2/(8R L ),此时的能量转换效率η最高,理想值为78.5%。
乙类OTL 功放的理想电压传输特性曲线如图2-5-11所示。
但实际上,由于功放管截止区与饱和区的存在,电路电压传输特性曲线大致如图2-5-12(a )所示。
otl功率放大电路
otl功率放大电路OTL功率放大电路摘要:OTL功率放大电路(Output Transformerless Power Amplifier)是一种常用于音频放大器设计中的电路。
与传统的功率放大电路相比,OTL功率放大电路不需要使用输出变压器,因此具有结构简单、成本低廉等优点。
本文将介绍OTL功率放大电路的基本原理、电路结构与应用特点,并对其性能进行评估。
1. 引言OTL功率放大电路是一种在音频放大器设计中常用的电路,其主要特点是不需要使用输出变压器,因此具有结构简单、成本低廉等优点。
在音响设备、电视、收音机等领域广泛应用。
本文将详细介绍OTL功率放大电路的原理和设计要点。
2. OTL功率放大电路的原理OTL功率放大电路的基本原理是利用晶体管的功率放大特性,将音频信号放大到足够大的电压和电流,以驱动扬声器工作。
传统的功率放大电路通常使用输出变压器实现电压与电流的升压与降压变换,而OTL功率放大电路则使用晶体管的特性直接进行功率放大。
这样的设计不仅简化了电路结构,而且提高了效率和稳定性。
3. OTL功率放大电路的电路结构OTL功率放大电路的典型电路结构包括输入级、放大级和输出级。
输入级用来将输入电源转化为准备放大的信号;放大级用来放大信号到足够大的电压和电流;输出级将放大后的信号输出到扬声器。
其中,放大级是OTL功率放大电路的核心,其设计和选用的晶体管对性能有很大影响。
常见的OTL功率放大电路有单端式和双端式两种。
单端式OTL功率放大电路使用单个晶体管进行放大,结构简单,适合于小功率放大;双端式OTL功率放大电路使用两个晶体管相互驱动,能够提供较大的功率输出。
4. OTL功率放大电路的设计要点在设计OTL功率放大电路时,需要注意以下几个要点:4.1 晶体管的选用:晶体管是OTL功率放大电路的核心元件,其性能对电路的稳定性和放大效果有重要影响。
选用时应考虑参数包括工作频率、功率承受能力、线性度等。
4.2 回路设计:合适的回路设计可以提高OTL功率放大电路的稳定性和音质。
OTL功率放大器设计
电子课程设计报告题目: OTL功率放大器的设计与仿真课程:电子线路学生姓名:张超学生学号: ********** 年级: 12级专业:通信工程班级: 3班指导教师:王霞电子工程学院制2015年3月目录1 课程设计的任务与要求 (1)1.1 课程设计的任务 (1)1.2 课程设计的要求 (1)2 总体方案的设计与选择 (1)2.1电路原理 (1)2.2方案选择 (4)3 OTL设计方案实施 (5)3.1 OTL设计方案的选择 (5)3.2 OTL设计方案的原理 (6)3.3 OTL系统整体电路图 (6)3.4 OTL系统整体电路PCB图 (6)4 OTL设计的仿真实现 (7)4.1 仿真软件介绍 (7)4.2 OTL设计仿真实现 (8)4.3 OTL设计系统测试 (9)4.4 OTL设计数据分析 (9)5 安装调试 (9)5.1元件清单 (9)5.2 TDA2003引脚识别 (10)5.3电路焊接时的注意事项 (10)6 心得体会 (11)参考文献 (11)OTL功率放大器的设计与仿真学生:张超指导教师:王霞电子工程学院通信工程专业1 课程设计的任务与要求1.1 课程设计的任务设计任务:设计一个OTL功率放大器1.2 课程设计的要求1、要求电路采用集成电路组成;2、额定输出功率大于等于10W;3、负载阻抗等于8Ω;4、采用TDA2003集成芯片。
2 总体方案的设计与选择2.1电路原理1、OTL功放原理(1)乙类输出无变压器(output transformerless 简记OTL)功率放大器图1所示乙类OTL功放电路, V1与V2为互补对称管,故这种电路也是互补对称电路。
由于电路结构上的对称性,静态下A、B对地电压均为UG/2,C1、C2端电压UC1=UC2=UG/2。
因此,输出耦合电容又相当于一个UG/2的直流电源。
图中的A点又称中点。
图1 乙类OTL功放当电路输入正弦信号,且ui>0时,功放管V1导通、V2截止,电路为射极输出器,uo≈ui,uo输出正半周,其振幅最多可达UG/2,;ui<0时,V1截止,V2导通,uo≈ui,uo输入负半周,振幅最多可达UG/2。
实验五 OTL功率放大器(最全)word资料
实验五 OTL功率放大器(最全)word资料实训十三OTL功率放大器一、实训目的1.理解OTL功率放大器的工作原理。
2.学会OTL电路的调试及主要性能指标的测试方法。
二、实训电路图13-1 OTL 功率放大器实训电路三、实训设备与器件序号名称型号与规格数量备注1直流稳压电源+5V 1路实训台2函数信号发生器1个实训台3频率计1个实训台4双踪示波器1台自备5交流毫伏表1只自备6直流电压表1只实训台7直流毫安表1只实训台8电解电容10uF、1000uF 各1个DDZ-21 9电解电容100uF 2个DDZ-21 10三极管3DG6、3DG12、3CG12 各1个DDZ-21四、实训内容与步骤1.按照图13-1连接好OTL功率放大器实训电路。
2.将实训台上的+5V直流稳压电源连接到实训线路上。
3.用直流电压表测中点U A电位,同时调节R W1电位器,使U A=2.5V。
4.在输入端加入频率为1kHz的正弦波信号,输入信号由零逐渐增大(大约10mV),输出端用示波器测试波形,调整R W2电位器,使I C2=I C3=5~10 mA,此时如有削顶失真,再调R W1电位器和输入信号幅度,使之达到最大不失真状态。
5.测试静态工作点关闭信号源,用直流电压表测量各级静态工作点,记入表13-1。
表13-1 I C2=I C3= mA U A=2.5V注意:①在调整R W2 时,要注意旋转方向,不要调得过大,更不能开路,以免损坏输出管。
②输出管静态电流调好,如无特殊情况,不得随意旋动 R W2的位置。
6.最大输出功率Pom 和效率η的测试(1) 测量Pom输入端接f=1kHz的正弦信号u i,输出端用示波器观察输出电压u0波形。
逐渐增大u i,使输出电压达到最大不失真输出,用交流毫伏表测出负载R L上的电压Uom,计算Pom。
(2) 测量η当输出电压为最大不失真输出时,读出直流毫安表中的电流值,此电流即为直流电源供给的平均电流I dC(有一定误差),由此可近似求得电源输出功率P E=U CC I dc,再根据上面测得的Pom,即可求出效率η。
OTL音频功率放大电路(模电课程设计报告2)
采用集成运算放大器设计基本放大电路如图1-2
图1-2电路结构框图
图1-3电路基本原理图
图1-4电路在multisim中的仿真图
2.3
电路为音频功率放大器原理图1-3,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。
电源的正负、负极性有没有接反,正、负极之间有没有短路现象,电源线、地线是否接触良好。关于电源正、负极问题主要是在本次设计中的单电源供电的导线插在功放电路的插座上,在此应特别注意在测试极性的时候,应注意红、黑表笔不要弄反。红表笔接正极,黑表笔接负极。该设计为了避免次问题在PCB制图的时候将地线稍微加宽。不但满足制图制板的要求,而且使其极性区分明显。
由运放构成的放大单元功耗低、体积小、寿命长,使整机使用的元器件数大大减少,成本降低,工作可靠性大为提高。
第三章
3.1
TDA2030A是德律风根生产的音频功放电路,采用V型5脚单列直插式塑料封装结构。如图1-5所示,按引脚的形状引可分为H型和V型。该集成电路广泛应用于汽车立体声收录音机、中功率音响设备,具有体积小、输出功率大、失真小等特点。并具有内部保护电路。意大利SGS公司、美国RCA公司、日本日立公司、NEC公司等均有同类产品生产,虽然其内部电路略有差异,但引出脚位置及功能均相同,可以互换。
[6].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,用它来做电脑有源音箱的功率放大部分或小型功放再合适不过了。如图1-6:
音频功率放大器课程设计--OTL音频功率放大器的设计与制作-精品
优化电路设计:优化电路设计可以提高放大器的性能,例如采用更好的放大器、滤波器等。
增加散热措施:增加散热措施可以提高放大器的稳定性和使用寿命,例如采用更好的散热片、 风扇等。
优化软件设置:优化软件设置可以提高放大器的性能,例如采用更好的音频处理算法、优化音 频信号处理等。
OTL音频功率放大器概述
第二章
定义与作用
OTL音频功率放大器:一种采用输出变压器的音频功率放大器 作用:将音频信号放大,驱动扬声器发声 特点:输出功率大,音质好,失真小 应用:广泛应用于音响、广播、电视等领域
工作原理简介
OTL音频功率放大器是一种输出变 压器耦合的音频功率放大器
优点:输出功率大,音质好,失真 小
PCB布线与布局
设计原则:遵循信号 完整性和电源完整性 原则
布线技巧:采用地平 面分割、信号线隔离 等方法
布局技巧:根据电路 功能模块进行布局, 保证信号路径最短
布线与布局工具:使 用Altium Designer、 Cadence等专业软件 进行布线与布局设计
焊接与调试
焊接:将元件按照电路板布局焊接好,确保连接牢固可靠。
设计过程与实现
第三章
电路设计
确定电路结构:根据设计要求,选择合适的电路结构,如分立元件或集成电路。 元件选择:根据电路性能要求,选择合适的电阻、电容、电感等元件,并确定元件参数。 电路仿真:使用电路仿真软件对电路进行仿真分析,验证电路性能是否满足设计要求。 电路版图绘制:根据电路原理图,绘制电路版图,确保电路元件布局合理、布线规范。
元器件选择与参数计算
电阻:选择合适的阻值和功率,以满足电路需求 电容:选择合适的电容值和耐压值,以满足电路需求 晶体管:选择合适的型号和参数,以满足电路需求 电源:选择合适的电源电压和电流,以满足电路需求 电路板:选择合适的尺寸和材料,以满足电路需求 焊接:选择合适的焊接工具和材料,以满足电路需求
音频功率放大器课程设计__OTL音频功率放大器的设计与制作_精品
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 (8)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 (15)3.4直流稳压电源的测试 (15)4.收获以及体会 (16)5.元器件清单 (18)6. 主要参考文献资料 (19)本科生课程设计成绩评定表 (19)摘要本课程设计是在学完《模拟电路基础》、《模拟电路基础实验》之后,通过复杂程度较高,综合性较强大型设计课题的实做训练。
OTL功率放大电路设计要求
OTL功率放大电路本设计内容为每个小组必选内容,要求各个小组抓紧时间完成,第十六周进行检查和成绩评定。
(一)设计目的(1)学习功率放大电路的设计方法和各项指标;(2)研究功率放大电路提高各项指标的办法。
(二)设计要求和技术指标1.设计要求(1)完成前置放大电路的设计,前置电源要求采用不高于正负12V电源供电;(2)完成OTL功率放大电路的设计,功率放大电路要求供电电源采正负18V供电,输出阻抗8Ω;(3)拟定测试方案和设计步骤;(4)根据性能指标,计算元件参数,选好元件,设计电路并画出电路图;(5)在面包板上或万能板或PCB板上安装电路;(6)撰写设计报告。
2.拓展内容(可选)(1)音响混频(2)音调调节(3)增加输出功率(4)提高工作效率3.技术指标(1)最大不失真输出功率Pom≥10W(2)效率=POM/PE ≥50%(3)频率响应150-15KHz(4)输入灵敏度≥600mV(三)设计提示1、方案提示:(1)前置电路可以采用三极管放大电路或者运算放大电路;(2)OTL放大电路可以采用带自举的放大电路以提高灵敏度。
2、设计用仪器设备:示波器,交流毫伏表,数字万用表,低频信号发生器,实验面包板或万能板。
3、设计用主要器件:(1)运算集成电路低频大功率三极管、低频小功率三极管、电阻电容若干;(四)设计报告要求1、选定设计方案;2、拟出设计步骤,画出设计电路,分析并计算主要元件参数值;3、列出测试数据表格;4、调试总结,并写出设计报告。
(五)设计总结与思考1、功率放大的分类;2、总结OTL功率放大器设计的要点。
OTL功率放大器设计毕业论文设计
摘要功率放大器的作用是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,希望是功率尽可能大,输出信号的非线性失真尽可能小,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。
有用集成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。
本文设计的是一个OTL功率放大器,该放大器采用NPN和PNP晶体三极管组成互补推挽OTL功放电路。
由于每个管子都接成射极输出器形式,因此具有输出电阻低,负载能力强等优点,适合作为功率输出级。
本设计在通入正弦交流信号后,可输出放大的正弦信号。
关键词:OTL功率放大电路晶体三极管输出正弦信号Power amplifier is used for provide power output for the load of audio amplifier (speaker). We hope the power can be as large as possible, the output signal of the nonlinear distortion can be as small as possible, and the efficiency can be as high as possible. The common circuit forms of the power amplifier are OTL circuit and OCL circuits. And there are some which are consist of transistor power amplifier and operational amplifier, and there also have albums into power amplifier circuit. We designed a OTL power amplifier this time, the amplifier adopts the NPN and PNP transistor to form complementary push-pull OTL amplifier circuit. Because every pipe joint into emitter follower forms, it has the advantages of low output resistance, strong load ability, so it is well used for a power output stage. Besides,we can use the product to increase the sine signal.目录摘要------------------------------------------------------------- 1 第一章绪论 -------------------------------------------------- 3 第二章总体方案设计 -------------------------------------- 42.1 功率放大器的种类和特点------------------------- 42.2 设计思路---------------------------------------------- 42.3 OTL功放各级的作用和电路结构特征-------- 42.4 功率放大器的几个主要指标要求---------------- 52.5 设计方案---------------------------------------------- 6 第三章硬件设计 -------------------------------------------- 73.1 OTL功放电路的选管 ------------------------------- 73.2 OTL 电路的主要性能指标: --------------------- 73.3 实验设备与指标------------------------------------- 8 第四章系统调试与测试 ----------------------------------- 94.1 功放电路的调试------------------------------------- 94.2 参数测试--------------------------------------------- 10 第五章总结与展望 ---------------------------------------- 11 第六章谢辞 ------------------------------------------------- 12 附录------------------------------------------------------------ 13第一章绪论功率放大器是机电一体化产品中不可缺少的部分,也是最基本的部分。
OTL功率放大电路
OTL功率放大电路一、实验目的1.进一步理解OTL功率放大器的工作原理。
2.学会OTL电路的调试及主要性能指标的测试方法。
图7-1 OTL功率放大器实验电路二、试验原理图7-1所示为OTL低频功率放大器。
其中由晶体三极管T1组成推动级,T2,T3是一对参数对称的NPN和PNP型晶体三极管,他们组成互补推挽OTL功放电路。
由于每一个管子都接成射极输出器形式,因此具有输出电阻低,负载能力强等优点,适合于作功率输出级。
T1管工作于甲类状态,它的集电极电流I c1的一部分流经电位器R W2及二极管D,给T2.T3提供偏压。
调节R W2,可以使T2.T3得到适合的静态电流而工作于甲.乙类状态,以克服交越失真。
静态时要求输出端中点A的电位U A=1/2U CC,可以通过调节R W1来实现,又由于R W1的一端接在A点,因此在电路中引入脚.直流电压并联负反馈,一方面能够稳定放大器的静态工作点,同时也改善了非线性失真。
当输入正弦交流信号U i时,经T1放大.倒相后同时作用于T2.T3的基极,U i的负半周使T2管导通(T3管截止),有电流通过负载R L,同时向电容C0充电,在U i的正半周,T3导通(T2截止),则已充好的电容器C0起着电源的作用,通过负载R L放电,这样在R L上就得到完整的正弦波.C2和R构成自举电路,用于提高输出电压正半周的幅度,以得到大的动态范围.OTL电路的主要性能指标1.最大不失真输出功率P om理想情况下,P om=U CC2/8R L,在实验中可通过测量RL两端的电压有效值,来求得实际的P OM=U O2/R L。
2.效率=P OM/P E 100% P E-直流电源供给的平均功率理想情况下,功率M ax=78.5%.在实验中,可测量电源供给的平均电流I dc,从而求得P E=U CC I dc,负载上的交流功率已用上述方法求出,因而也就可以计算实际效率了。
3.频率响应祥见实验二有关部分内容4.输入灵敏度输入灵敏度是指输出最大不失真功率时,输入信号U i之值。
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OTL 功率放大器电路设计
一.实验任务:
设计一个OTL 功率放大器,要求输出功率W P O 5.0<,负载电阻Ω=8L R ,输入电压为mV V i 100=.
二.实验电路原理图:
三.参数计算与确定:
1.确定电源电压:
根据输出功率要求,取W P O 4.0=,则
om om O O O I V I V P 2
1*21*===L om
R V 2
21
又因为V CC om V 21≈ 则L
CC
L om O R V R V P 2
28121≈=
得到V R P V L O CC 05996.54.0*8*88=== 考虑到32,R R 上的压降和32,T T 的饱和压降(32,T T 单管的饱和压降通常小于0.3V ),所以取标准电源电压V V CC 15=. 2.确定3,2,R R
32,R R 为射极电流的反馈电阻,主要用来稳定静态工作点,因它们与反馈串联,取值较大会使功耗增加,一般取L R R R )1.0~05.0(32== 所以本实验设计取
Ω==4.032R R
3.选择功率管32T T ,
考虑到功率管有静态电流32,C C I I ,实际损耗要大一些,一般取
mA I I C C 30~2032==,所以本实验取mA I I C C 2032==
所以32T T ,极限参数为:
()()V V V V CC CEO BR CEO BR 632=>=
W I V P P P P A R V I I I CQ CC OM
C CM CM L CC C CM CM 5.12.062
1
862.0212.0375.08
2622max 232max 232=⨯⨯+⨯=+=>=∴=⨯==
>= 所以取W P P CM CM 632==
根据以上参数,选择2T 为TIP41C,3T 为TIP42C,选择18032==ββ的晶体管。
4.确定R R C ,及e R 确定C R :
由于32,T T 管18032==ββ,所以流入32,T T 的基极电流
mA I I I C B B 33.02
32==
=β
又因为32T T ,组成的电路均为共集电极电路,要使静态时1b V 稳定,则21B C I I >>,取mA I I B C 3.333.0101021=⨯== 并且在静态时: V V V V U CC
b 5.3)5.03(5.02
1=+=+= Ω=-=-=
∴7503.35.3611mA
V
I V V R C b CC C 又由于C R 为电位器,所以取标准值K R C 5=,取这么大有以下原因:一是有避免电路中的电流过大,使32,T T 因电流过大而损坏;二是,在调节32T T ,的静态工作点时,阻值大的电位器可以使电压有很大变化围,从而可以准确可靠的调节出32T T ,的静态工作点;三是在有输入信号输入时,由于存在很大的误差,在不加输入信号时调节
32,T T 的静态工作点时,在输出端的输出信号在示波器上会出现严重失真,此时,就必须重
新调节32,T T 管的静态工作点了,这时C R 为阻值大的电位器可以重新使电压有很大变化围,从而可以准确可靠的调节出32T T ,的静态工作点,避免输出信号失真。
确定R:
V V V V b b 2.16.06.021=+≥ Ω==
=
∴3643.32.11
21mA
V
I V R C b b
所以取标准值Ω=680R 。
确定e R :
11)5~3(BE E V V ≥ 且V V BE 7.01= V V V BE E 8.2411==∴ Ω==
=
∴8483.38.23
1mA
V
I V R C E e
所以取标准值Ω=680e R
5.确定1T 管及其偏置电阻p R 及1R :
因为1T 管组成的电路为100=β e R R )20~5(1= 所以Ω==K R R e 8.6101
由于)(11R R I V p K += 根据流过偏置电阻p R 及1R 的电流选取原则,取A 33.0100
3.31010
101
11m mA
I I I C B =⨯=
==β
所以Ω====+K mA
V I V
I V R R CC K p 1033.0321111 Ω=Ω-=-Ω=K K R K R P 2.3)8.610(101 取标准值Ω=K R P 5的电位器 三极管1T 的最大反向电压应满足:
()V V V V CC
K CEO BR 32
1==> 取()V V CEO BR 51=
三极管1T 的最大功耗应满足:
()2
2~5.1)2~5.1(1max 1K
C C CM V I P P => 则W W P CM 09.02
3033.08.11=⨯⨯= 根据以上参数,三极管1T 选用3DG8050.
四.测量与调试:
步骤:
静态工作点得测试:
1.按电路原理图连接实验电路,暂不接入函数信号发生器(0=i U )电源(V U CC 6=)进线中串入直流毫安表。
2.调节电位器P R ,用万能表测量K 点的点位,使CC K V U 2
1
==3V . 3.调节C R ,使21,b b 两端的电压达到1.2V . 这样才能使两功率管其达到工作。
4.输入端接的是正弦信号mV U i 100=,输出端用示波器观察输出电压O U 波
形,使输出电压达到最大不失真输出,用交流毫伏表测出负载L R 上得电压,则L
Om
Om R U P 2=
. 5.当输出电压为最大不失真输出时,读出直流毫安表中的电流值,此电流即为直流电源供给的平均电流dc I ,由此课近视求得dc CC E I U P =,再根据上面测得的Om P ,即可求出%100⨯=
E
Om
P P η。
五.遇到问题与解决方法:
按上述步骤操作,静态工作点调好后,接通直流电源V U CC 6=,输入信号
mV U i 100=,而得到的输出信号O U 的波形存在严重失真,根本满足不了要求。
之后,我断
开直流电源,没有加入输入信号,重新检查电路板有无虚焊假象,仔细检查后并没有发现此类现象。
因此,重新接入电路中,发现输出波形依旧存在严重失真,和第一次测量时的一样,所以,可以判断,是三极管的静态工作点没有调好,因此,在接入输入信号和直流电源的同时,输入信号接上示波器,观察波形。
然后,调节电位器 P C R R ,,观察输出信号波形。
但是任凭我怎样调节电位器P C R R ,,输出波形也无法满足不失真。
因此,可以判断三极管的工作区域不在放大区。
对于一个三极管来说)(e C c CC CE R R i V V +-=,要想使三极管在放大区,可以提高其直流电源电压。
因此,尝试提高其电源电压,并且调节电位器C P R R ,,观察输出波形,可以满足输入输出电压O V 达到最大不失真输出。
六.改进方案: 在此
方
案
上
测
得
直
流
电
源
电
压
V V CC 6.8=,V V K 39.4=,V U B 54,.21=,V U E 88.11=,V U b b 40.121=,V U 1.51b =,
V U T E 46.42=,V U T E 35.43=,A I dc 15.0=,并且接入电路中的电位器的电阻
Ω=Ω=K R K R C P 03.1,53.3.
还已知输入信号电压mA U i 100=,输出信号电压V U O 38.2=. 输出功率()W W R U P L O
O 7.08
38.22
2
m m
=== W W I U P dc CC E 29.115.06.8=⨯== %54%10029
.17.0%100=⨯=⨯=
E Om P P η。