中原工学院模电课设对讲机放大电路

对讲机放大电路设计

放大器由于具有对微弱信号进行放大的功能，所以得到了广泛的应用，但因单级放大的增益不高，实用的放大器一般均有多级放大器构成。本文以对讲机为例，通过设计安装和调试中我多级放大器的一般设计。

一、工作原理

简易对讲机工作原理如图1—1所示，放大器是核心部分，它的作用是把话筒送来的微弱信号放大到足以使扬声器发出声音。Y1，Y2为扬声器，K为双刀双掷开关，利用开关K的切换作用，可以改变Y1、Y2与放大电路连接的位置，使Y1、Y2交替作为话筒和扬声器使用。

图中K处在图中所示位置，Y2通过K连接到放大器的输入端成为话筒。Y1则接到输出端为扬声器，此时有人对着Y2讲话时Y2把声音信号转换成电信号家到放大器的输入端，经放大器放大后可带动扬声器Y1发出声音,从而可在Y1处听到Y2出的讲话。当K拨到另一位置时，则可在Y1处讲话，Y2处接听。通过K的开关控制能够实现双向有线通话，称为对讲机。

对讲机放大器的电路组成方框图如图1—2所示，电路由输入级，中间级，输出级构成。前置级有两级放大器组成，放大器第一级输入端与传感器相连，故也称为输入级。放大器的第二级把输入级的输出的电压信号再次进行放大再

传给输出级，这一级也称作中间级。输出级由OTL功率放大器组成，把前置级的电压信号进行功率放大，带动扬声器。

前置级

二、设计指标

1、前置放大级技术指标

①电压放大倍数Av=100；

②最大输出电压V o=1V；

③频率响应：30Hz~30KHz；

④输入电阻：ri>15KΩ；

⑤失真度：γ<10%；

⑥负载电阻：RL=2KΩ；

⑦电源电压：Vcc=7V；

2.功率放大器（输出级）技术指标

①最大输出功率：Pom≥0.25W；

②负载电阻：RL=8Ω；

③失真度：γ≤5%；

④效率：η≥50%；

⑤输入阻抗：RL≥100KΩ

三、设计要求

1画出电路原理图(或仿真电路图)；

2元器件及参数选择；

3电路仿真达到技术指标；

4实验室自行装配，完成实际电路，掌握电路的指标测试方法；

5调试电路，使实际电路达到技术指标；

6编写实验报告；包括设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。

7答辩，在规定时间内完成叙述并回答问题。

四、设计方案

1．确定前置级放大电路方案的几个方面：

①根据总的电压放大倍数，确定放大电路的级数，实际电路中，为使放大电路的性能稳定，都引入了一定深度的负反馈，所以，放大倍数应留有一定余量。

②．根据输入，输出阻抗及频率响应等方面的要求，确定晶体管的组态（共射，共基，共基）及静态偏置电路。

本电路电压增益为100倍，考虑到电路的输入电阻不很高（ri>15K）,输出阻抗也不太低，负载取得电流也不太大（R L=2K）,因此前置级电路采用共射极电路。由于单级放大器的电压增益为35db左右，两级放大器的增益为65db左右，考虑到要引入一定深度的负反馈（一般为1+AF=10左右），而电路的增益要求为100倍，所以前置级用两级共射极电路组成。静态偏置采用典型的工作点稳定电路。

③．根据三种耦合方式（阻容耦合，变压器耦合，直接耦合）的不同特点，选用合适的耦合方式。

本电路级间耦合采用阻容耦合方式。

2.确定功率放大器电路方案：

功率放大器的电路形式很多，有双电源的OTL互补对称功放电路、单电源供电的OTL功放电路、BTL桥式推勉功放电路和变压器耦合功放电路等。这

些电路各有特点，可根据要求和具备的实验条件综合考虑，做出选择。

本方案的输出功率较小，可采用单电源供电的OCL功放电路，OTL功率放大器由推动级、输出级组成。推动级采用普通的共射极放大电路，输出级由互补推动输出，工作在甲乙类状态下，得到较大的输出功率。

图1-4是一个OTL功放电路，T4是前置放大级，只要适当调节R p，就可以使I RH、U B5和U B6达到所需数值，给T5、T6提供一个合适的偏置，从而使A 点电位U A=U C6=V CC/2。

当Ui=U im sinwt时，在信号的负半周，经T4放大反相后加到T5、T6基极，使T6截止、T5导通，这时有电流通过R L，同时电容C5被充电，形成输出电压Uo的正半周波形，在信号的正半周，经T4放大反相后加到T5、T6基极，使T5导通、T6截止，则已充电的电容C5起着电源的作用，并通过R L，和T5放电，形成输出电压Uo的负半周波形。当Ui周而复始变化时，T5、T6交替工作，负载R L上就可以得到完整的正弦波。

为使输出电压达到最大峰值U CC/2，采用自举电路的OTL功放电路。

当U i=0时，U A=V CC/2，U B=V CC-i R11R2，电容C3两端电压U C3=U B-U A=V CC/2-i R11R2。当R11C4乘积足够大时，则可以认为U C4基本为常数，

不随U i而变化。这样，当U i为负半周时，T5导通，U A向更正的方向变化。由于B点电位U B=U C4+U A，B点电位也将自动随着A点电位升高。因而，即使输出电压Uo幅度升的很高也有足够的电流通过T5基极，使T5充分导电。这种工作方式叫“自举“，意思是电路本身把U B提高了。

五、计算原件参数

依据基本设计方案计算元件参数

电路方案确定以后，要根据给定的技术要求进行元件参数的选择。在确定元件参数时，可以先从后级开始，根据负载条件确定后级的偏置电路，然后再计算前级的偏置电路，进一步由放大电路的频率特性确定耦合电容和旁路电容的电量，最后由电压放大倍数确定负反馈网络的参数。

1.确定电源电压

Vcc应满足要求：

Vcc〉2V om+V E+V CES Vom=1.4V

V E为三极管发射极电压，一般取1~3V，