短学期(功率放大器电路图设计及Proteus仿真)

电子线路安装实验

—功率放大器电路图设计及Proteus仿真

一、仿真目的

（1）学习proteus仿真和调试

（2）理论结合实际，很好地与电路调试结合；

二、仿真内容

1、话筒放大电路静态工作点、输入输出波形、计算放大倍数、频率响应（幅频特性曲

线和相频特性曲线）

(1)静态工作点

由于话筒的输出信号一般只有5mV左右，而输出阻抗达到20kΩ(亦有低输出阻抗的话筒如20Ω，200Ω等)，所以话音放大器的作用是不失真地放大声音信号(最高频率达到10kHz)。其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗。

放大电路由一个共射放大电路和一个共集放大电路组成，根据理论计算得到：Q1的静态工作点：ub1=0.64v,ue1=0.04 v,uc1=2.14 v

Q2的静态工作点：ub2=2.14 v,ue2=1.44 v,uc2=4.29 v

由实际仿真电路图中的电压探针可知：

晶体管Q1 ： UBQ1=0.692，UCQ1=2.171，UEQ1 =0.042，

IBQ1=1.632uA，ICQ 1=0.415mA, IEQ1=0.417mA,

晶体管Q2: UBQ2=2.171，UCQ2=4.300，UEQ2=1.516，

IBQ2=1.950uA，ICQ 2=0.504mA, IEQ2=0.506mA,

β =255倍

可见，实际与理论误差不大，因此该电路能正常工作在放大区。图中C

3

是为了滤掉直流电的叠加，使输出结果仅受交流正弦波影响。

经过proteus调试得出输入、输出波形图如图所示：当电路工作在放大区时，

经理论计算得出，Au=-βR

4/[r

be

+（1+β）R

2

]=30

在实际电路中，令输入电压Ui= 5mv，输出电压U0=175mv 得电压放大倍数Au=30，非常接近理论值。

(2)输入输出波形

2、前置放大电路的输入输出波形，计算放大倍数

在此电路设计中，采用稳压电源对LM358分别提供±9V的工作电压。

经过proteus调试得出输入、输出波形如图所示，经理论计算得出

Au=1+R

1/R

2

=11

实际电路中，令输入电压Ui= 50mv，输出电压Uo=545mv，电压放大倍数Au=10.9，接近理论值。

（1）输入输出波形放大倍数为10.9

3、音调调节电路的输入输出波形，频率响应（低音提升、低音衰减、高音提升、高音

衰减曲线）

采用NE5532构成的音调控制电路，该电路通过RV1和RV2两个滑动变阻器来调控音调的高低，共有四个部分，即低音提升、低音衰减、高音提升、高音衰减。当RV2的阻值为其总值的一半，RV1的阻值最小时，为低音提升；当RV1的阻值最大时，为低音衰减。当RV1的阻值为其总值的一半，当RV2的阻值最小时，为高音提升；当RV2的阻值最大时，为高音衰减。

经过proteus调试得出当RV1和RV2的阻值都为其总值的一半时，输入、输出波形图如图所示，由理论分析得出电路在中频放大时，电压放大倍数Au=1 实际电路中，令输入电压Ui= 550mv，输出电压Uo=545mv

得电压放大倍数Au=0.99，与理论值接近。通过仿真绘出低音提升、低音衰减、高音提升、高音衰减的频率特性曲线

（1）输入输出波形

（2）低音提升

（3）低音衰减

（4）高音提升

（5）高音衰减

4、功率放大电路的输入输出波形，计算放大倍数

采用LM358构成的功率电路，考虑到差分放大器的平衡性，R23为功放的直

流反馈电阻，因此选取R

21 =R

23

；D5、D6的作用是防止输出脉冲电压损坏集成电

路。经理论计算得出，该集成功率放大电路的电压放大倍数为Au=22；

经proteus仿真调试，当激励信号过大时，会产生失真。通过不断地调试，测得该集成功率放大电路的最大不失真输入电压为 Ui= 468mv，即当输入电压Ui≥ 468mv，输出电压都为U0=10.8v，实际测得该电路电压放大倍数Au=22.07。当波形不失真时的输入、输出波形如图所示。

5、电源部分（整流电路输出波形、滤波电路输出波形、稳压电路输出电压）（1）整流电路输出波形

（2）滤波电路输出波形

（3）稳压电路输出电压

6、整个电路联调结果，各点输出波形（书本P12的1，2，3，4，9测试点波形）

7、话筒放大电路的输入电阻、输出电阻测量计算

（1）测Ri：输入2mv，测分压点1.2mv，由比例式可得Ri=7.65k；

（2）测Ro：输入50mv，测分压点27mv，由比例式可得Ro=117。

三、仿真结果

（1）经过仿真调试，与理论值进行对比，从数据中可以发现，静态工作点合适，放大倍数从话筒、前置、功放依次为30、10.9、22倍。

（2）通过音调调节，得到高、低音提升、衰减曲线，仿真效果也比较好。

（3）在功放一级中，克服失真，最大可能地提高音量二不失真，改善仿真

效果。

四、仿真总结

通过几天的电路图设计，在仿真和调试中进一步学习了proteus，并在真正意义上实现了理论与实践相结合，对比实验数据和仿真结果，当两者很好切合时，兴趣感就越强烈。在五个环节中，话筒放大，前置放大，电源部分，音量控制和功放电路仿真中，往往小错误就会让你在电脑屏幕前呆滞半天，所以仿真要求的细心和耐心那也是缺一不可的。在整个实验过程

中，大家的讨论和互相帮助也让我们在这个短暂的短学期中享受知识，享受快乐。