分立元件,完美音质【功率放大电路】

组装与调试项目6 功率放大电路
第一部分：“功率放大电路”电路功能和原理简介
一、功能说明
该功率放大电路从结构上由电源板、左声道板、右声道板三块电路板组成（左、右声道电路完全相同），电源板负责供电，左、右声道板实现左、右声道信号功率放大。

二、原理简介
功放电路由电源电路、音量调控电路、音调调控电路、滤波与前级放大电路、功率放大电路组成。

1. 电源电路
从安全方面考虑，电源输入不采用电源变压器，而是从稳压源直接输入某数值的正、负直流电压，正电压由P1的1脚输入，经可调稳压模块LM317和扩流电流（Q1、R1）后得到功放电路需要的正电压值（+VCC=12V）和电流值（+I≥1.5A）。

同理，负电压由P1的3脚输入，经可调稳压模块LM337和扩流电流（Q2、R5）后得到功放电路需要的负电压值（-VCC=－12V）和电流值（-I≥－1.5A）。

正、负电源从P2的1、3脚输出给功放板供电。

2．音量调控电路
该电路主要由R1、RL1、RW1、C1和C2组成，其中RL1为匹配电阻，实现输入匹配，RW1为音量调节电位器。

3．音调调控电路
该电路主要由R2、R3、R4、R5、R6、C3、C4、C5、C6、RW2和RW3组成，RW2和RW3为音调调节电位器。

4．滤波和前级放大电路
滤波电路由R7、R8、R9、R10、C7和C8组成，实现前级放大前的信号滤波。

前级放大电路由NE5532及其外围元件构成，采用同相比例运算放大电路模式，实现前级信号放大。

5功率放大电路部分
功率放大电路的输入级采用差分放大电路，主要由Q1、Q2组成，输出级由两只型号相同的NPN型大功率晶体管Q6、Q7组成，而没有采用互补对称推挽电路。

输出管Q7对于负载（扬声器）来说是共发射极电路，而Q6则是射极输出电路，因此是不对称放大。

三、NE5532芯片介绍
NE5532是双运放集成电路，它内部包含两组形式完全相同的运算放大器，其封装和内部结构分别如图1（a）（b）所示，其管脚说明如表1所示。

（a）封装（b内部结构
图1 NE5532封装和内部结构图
表1 NE5532管脚说明
NE553的主要参数如表2所示：
表2 NE553的主要参数
四、 功放电路原理图
1． 电源部分原理图
2． 功放电路原理图
图2 电源原理图
图3 功率放大电路原理图
第二部分：试题
10%）
过程中填写下表。

说明（元件D 开头为电源板元件，元件GZ 开头为功放直插元件板，元件GT 开头为功放贴片元件板）
20分） 要求电子产品的焊点大小适中，无漏、假、虚、连焊，焊点光滑、圆润、干净，无毛刺；引脚加工尺寸及成形符合工艺要求；导线长度、剥头长度符合工艺要求，芯线完好，捻头镀锡。

疵点： 少于5处扣1分；
5~10处扣5分； 10~20处扣10分； 20~25处扣15分； 15分） 要求印制板插件位置正确，元器件极性正确，元器件、导线安装及字标方向均应符合工艺要求；接插件、紧固件安装可靠牢固，印制板安装对位；无烫伤和划伤处，整机清洁无污物。

装配不符合工艺要求：少于5处扣1分；
5~10处扣5分； 10~20处扣10分； 15分。

40分）
25分） ● 电源部分（4分） 要求：输出电压±12V
● 直插件功放电路（13分） （1） 音量调控电路（2分）
分析并调试音量调控电路，选择匹配电阻GZ RL1= 1MΩ （10Ω，100Ω，1MΩ），并将其焊接于电路板中。

（2）音调调节电路部分正常工作（2分）
（3）前级放大电路（4分）
要求：Rf1的焊盘必须焊接插针。

放大倍数约为５倍，在所给元器件中选择合适阻值的Rf1=47KΩ ，并接入电路。

（4）功率放大电路部分正常工作。

（5分）
要求：R15的焊盘必须焊接插针。

在静态工作时，在所给元器件中选择合适阻值电阻R15=33KΩ ，使得测试点GZ Uo3的电压在-50mV~+50mV范围内，并接入电路。

贴片件功放电路（8分）
音调调节电路部分正常工作；（2分）
前级放大电路部分正常工作；（2分）
功率放大电路部分正常工作。

（4分）
2．检测（15分）
（1）利用信号发生器，输入频率为1KHz的信号，当测试点GT Uo1的电压为0.4V p-p时，检测GT Uo2的输出波形，记录并填写下表：（6分）
注：保留三位有效数字
（2）直流状态测量（4分）
检查直插功放电路无误后通电。

按表1内容测量。

表1 直流状态各极电位
（3）交流测试（5分）
不接扬声器，从P1端口输入频率为2KHz ，幅度为几十毫伏的音频信号，用示波器观察输出端信号，若没有产生较大的失真，则表明电路基本正常。

接好扬声器，调节音频输入信号，使输出达到最大不失真，用示波器测量扬声器两端音频电压，计算电路的最大不失真增益，按表2进行测量。

表2 最大不失真输出功率
注：保留三位有效数字 PCB 板图设计（15分）
要求：
1． 考生在E 盘根目录下建立一个文件夹。

文件夹名称为S+工位号。

考生所有文件均保存在该文件夹下。

各文件的主文件名： 工程文件：s+工位号 原理图文件：ssch+×× 原理图元件库文件：sslib+×× Pcb 文件：spcb+××
Pcb 元件封装库文件：splib+×× 其中：××为考生工位号的后两位。

如ssch96 注：如果保存文件的路径不对，则无成绩。

2． 在自己建的原理图元件库文件中绘制双运放NE5532元件符号。

（2分）
引脚属性： Display Name Designator Electrical Type
Out 1 Output IN- 2、6 Input IN+ 3、5 Input V- 4 Power V+ 8 Power
图1 NE5532元件符号
注：如果不将该元件符号用到原理图中，则此项无成绩。

3． 绘制原理图，如图4所示。

（5分）
要求：在原理图下方注明自己的工位号。

4． 在自己建的元件封装库文件中，绘制以下元件封装。

（2分）
13218
4
7
5
6
2
8
4
（1）电解电容元件封装
要求：
焊盘之间距离：100mil
焊盘直径：60mil
焊盘孔径：32mil 图2 电解电容封装
注：①只有将该元件用于PCB图中此项才有成绩。

②如不绘制该元件封装，可用BA T-2代替，则此项无成绩。

（2）二极管元件封装
要求：
焊盘之间距离：250mil
焊盘直径：60mil
焊盘孔径：32mil 图3 二极管封装
注：①只有将该元件用于PCB图中此项才有成绩。

②如不绘制该元件封装，可用BA T-2代替，则此项无成绩。

5．绘制双面电路板图（6分）
要求：
（1）在机械层绘制电路板的物理边界，尺寸为不大于：4500mil（宽）×2300mil（高)。

（2）信号线宽10mil，电源线宽20mil，接地线宽30mil。

（3）在电路板边界外侧注明自己的工位号。

附录1：电路图元件属性列表
六、安全文明（工具设备的使用、维护、安全及文明生产）
选手有下列情形，需从参赛成绩中扣分：
①违反比赛规定，提前进行操作的，由现场评委负责记录，扣5-10分。

②选手应在规定时间内完成比赛内容。

在赛程中，均有评委记录每位参赛选手违规操作，依据情节扣5-10分。

③现场操作过失未造成严重后果的，由现场评委负责记录，扣10分。

④发生严重违规操作或作弊，经确认后，由主评委宣布终止该选手的比赛，以0分计算。

V 图4原理图
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