上海大学电子技术课程设计报告倾情奉献完整版

上海大学电子技术课程

设计报告倾情奉献 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

电子技术课程设计报告——音频功率放大器的设计

上海大学机自学院自动化系

电气工程及其自动化专业

姓名:

学号:

指导老师:徐昱琳

2014年6月26日

高保真音频功率放大器

一：任务及要求

1.主要技术指标

①正弦波不失真输出功率 Po＞5W (f=1kHz,RL=8Ω)

②电源消耗功率PE＜10W ( Po＞5W )

③输入信号幅度 VS=200 ～ 400mV （ f=1kHz ， RL=8

，

Po＞5W )

④输入电阻 Ri＞10kΩ ( f=1kHz )

⑤频率响应 BW=50Hz～15kHz

2.课程设计要求

①用中、小型规模集成电路设计所要求的电路；

②在EDA软件上完成硬件系统功能的仿真；

③写出设计、调试、总结报告。

二：方案特点

OTL音频放大电路，局部反馈稳定了工作点，总体串联电压负反馈控制了放大倍数并提高输入电阻和展宽频带，退耦滤波电容及校正电容是为防止寄生振荡而设。

三：结合结构框图介绍各组成部分及其工作原理

级要求有一定功率。

推动级(中间放大级）：一般都是共射极放大电路，具有一定的电压增益。由于推动

级电压幅度与输出级相同，通常采用自举电路来达到。

输入级：是为了增大开环增益，以便引入深度负反馈，改进电路的各项指标。

电路中的二极管D：为了消除交越失真而设

R11是稳定功放管静态电流用的。

推动级的偏置由功放级引入电压并联负反馈形式进行，起稳定工作点的作用。整体交流电压负反馈改善放大器各项指标。

四：单元电路设计与调试

设计计算工作由后级逐渐推向前级

1.电源电压的确定

因为n= RL=8Ω Po=5W

所以

2.功率级的设计

功放管要求：

T3 T4选用3DD15 2Z730即可

功率管需推动电流：

耦合电容：

取2200/25V

稳定电阻：过大则功率损失太大，过小温度稳定性不良，故取1Ω2W

3.推动级设计

取

选3DG130即可

消除交越失真选二极管 2CP12(100mA,

一般

取，

取200

电路中

选进行调节以达最佳工作点

当功放级达尽限运用时，推动级也达尽限运用，故推动级基极信号电流的峰值应与静态值相等即。由于推动级用的是中功率晶体管，故其输入电阻为：

推动级的负载电阻可等效为：

其中，为大功率管的输入电阻，由于乙类放大是变化的，不好准确计算，故以为的计算值

故

推动级电压放大倍数为

推动级基极推动电压为：

对信号的分流为：

上反馈电流的峰值

=

总推动信号交流峰值为：

4.输入级设计

由于推动级需要的交流推动信号，故输入级静态电流应大于。取。推动级所需电压信号只，故输入级电压的配置可较随便，取为2KΩ，则各降落6V

取为3DX201

取

则取

取

耦合电容凭经验选取

5.负反馈设计

取

总开环倍数为：

根据题意要求：

倍

故

1+

所以是深度负反馈

故

取以便于调试

6.电路指标验算

1）不失真功率

设的等大约要损失电源电压3V，则实际输出幅度

2）电源消耗功率

3）灵敏度

所以满足要求

4）输入电阻

>10KΩ

符合指标要求

频率响应的分析：

低频响应取决于各级耦合电容及旁路电容，开环选取已考虑足够大，再加负反馈已无问题。

,，而其他硅NPN晶体管频率都较高频响应主要由2Z730决定，因它的KC

≈

f5

β

高，由于深度负反馈，故高频响应提高到10KC也无问题。

7

C电容是为了消除电源引线太长引起的寄生振荡，通常采用不太大的电容，现取V

f25

/

100 的电容值。

五：总逻辑图

六：仿真结果及分析（给出必要的波形、进行测量精度及误差分析）(1)静态调试

输出级中点电压 V

o =1/2 V

cc

调节W2，实现静态工作点的调试，当Vo=11V时，R

w2

=Ω

（2）动态调试

.输出功率Po

在f=1kHz，R L=8Ω,输出波形基本不失真时，测出输出电压值V O必须大于，计算出输出功率大于5W 。

调节输入信号并适当调节W1的阻值，得下图所示波形及输出电压值

②.灵敏度测试

在f=1kHz，R L=8Ω， P o＞5W时，测出V S的值，必须控制在200～400mV之间。调试方法：将信号略减小使输出保持约伏，测输入电压的值。

下图为信号略减小后，输出保持约

下图测出输入电压为319mV

③电源消耗功率

用电流表测量电源电流，计算电源消耗的功率。

电源消耗的功率：

. 输入电阻R

i

在放大器输入端串一只10k电阻R，保持输出5W功率(即输出电压有效值是，分别

测出R

1前端电压值V

1

和后端电压值V

2

，输入电压为V

S

，计算出输入电阻。

此时输入信号V

S

=630mV 后端电压V

2

=