带前置放大的音频功率放大器设计报告.docx
- 文档编号:15462052
- 上传时间:2023-07-04
- 格式:DOCX
- 页数:9
- 大小:388.31KB
带前置放大的音频功率放大器设计报告.docx
《带前置放大的音频功率放大器设计报告.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《带前置放大的音频功率放大器设计报告.docx(9页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
带前置放大的音频功率放大器设计报告
带前置放大的音频功率放大器设计
姓名
学号
院、系、部
班号
完成时间
摘要
前置放大电路须由低噪声,高保真,高增益,快响应,宽带音响集成电路,所以采用NE5534实现,NE5534是单路高效低噪音运算放大器相比于其他放大器来说拥有更好的噪声性能,更高的外部驱动能力以及更加高的小信号输入和更高的功率带宽。
这使得它们特别适合应用于高质量和专业的音频设备以及仪器仪表,控制电路和电话信道。
集成功率放大电路成熟,低频性能好,内部设计具有复合保护电路,可以增加其工作的可靠性,尤其集成厚膜器件参数稳定,无须调整,信噪比较小,而且电路布局合理,外围电路简单,保护功能齐全,还可外加散热片解决散热问题。
功率放大器在家电和数码产品中使用越来越广泛,与我们日常生活有着密切的联系,功率放大器随着科技的不断进步也经历了几个不同的阶段,从最初的电子管功率放大器到现在的集成功率放大器,按所用放大器的分类可分为电子管式放大器,晶体管式功率放大器(包括场效应管)和集成功率放大器,目前以晶体管和和集成电路式功率放大器为主,晶体管的功率放大器是被使用最广泛的,人们研制出许多优质的新型电路使功放的谐波失真很容易减少到0.05%以下,场效应管是很有潜力的功率放大器,它具有噪音小、动态范围大、负温度特性等特点,音色和电子管相似,保护电路简单。
场效应管的生产技术还在不断发展,集成功率放大器也大量的涌现出来,其工艺和指标都达到了很高的水平,它的突出特点是体积小、电路简单和性能优越、保护功能齐全。
关键词:
功率放大器场效应管NE5534
第1章课程任务与要求
通过本次实验熟悉小信号电压放大器、放大器运算电路和音频功率放大器的工作原理和设计,巩固和加深对电子电路基本知识的理解。
前置放大器的放大倍数为50倍,使用单电源低噪声集成运放TL070C、TL4558、NE5534、NE5532、OP-27A,功率放大采用LA4100、AD380、LM386或其他型号。
音量可调,杂音小,有电源退耦。
无自激。
第2章方案及论证
2.1设计方案
原理图如图2-1所示。
根据题意,有三个基本电路,需要我们设计其中两个:
前置信号放大放大电路、功率放大电路。
图2-1流程图
其中:
前置信号放大电路是将小信号源的电压放大,功率放大电路对电压和电流进行放大。
这两个也是我们任务中主要要完成的电路。
直流稳压源则是为整个运放提供能量。
2.2 方案论证
由于输入信号不定,或放大,或衰减,或进行阻抗变换,为防止其出现严重过载失真现象,并使其与功率放大器的输入灵敏度相匹配,所以必须设置前置放大器。
为防止产生明显的交越失真,就必须在其后设置功率放大器来克服这一问题。
第3章参数单元电路设计与参数计算
3.1 前置放大电路
此电路我选择NE5534进行设计,NE5534具有高精度、低噪音、高阻抗、高速、宽频带的优良性能,是前置信号放大电路设计的常用元件。
用次元件可大大改善电路瞬态性能,使得信号不失真输出,使电路的整体指标大大提高。
而如果使用分立元件使用的话,比较复杂,成本较高,各项指标也不理想。
故使用NE5534,下面进行分析。
电路图如图3-1所示。
图3-1前置放大电路
由题,要求放大器的放大倍数为50倍,而根据模电所学知识。
易求得次电路的放大倍数A=1+R3/R1=50。
可以推出R3/R1=49。
所以,可取R1=10KΩ,R3=490KΩ,而根据所学的知识,我们知道R2的阻值应该等于R1和R3并联的阻值,所以R2取9.8KΩ。
下面,我们用Multisim11软件对其进行仿真。
根据实际情况,我们取
=100mv、
50Hz。
=-15V、Vcc=15V。
输出接万用表,测的的结果图3-2所示。
图3-2前置放大电路仿真图
可以得出:
/
=50,所以根据仿真结果,证明理论正确。
3.2功率放大电路
功率放大电路采用分立元件实现此电路,为OTL甲乙类互补对称电路来实现功率的放大。
OTL甲乙类互补对称电路静态功耗较小,而且还能减小交跃失真,改善输出波形,同时又能获得较高的效率,所以在实际过程中得到了广泛的应用。
下面进行分析,电路图如图3-3所示。
图3-3功率放大电路
本题用
=16Ω。
而使VT1与VT2的特性曲线对称,所以三极管集电极最大电压Uces为Ucem=Vcc/2-Uces。
所以三级换的集电极最大电流为Icm=Ucem/
=(Vcc/2-Uces)/
所以最大输出功率为Pom=Ucem·Icem/2=
=(Vcc/2-Uces)²/2
当Uces远远小于Vcc/2的时候,可以认为Pom约等于
/8
。
而实际情况再精度要求不高的情况下,可以忽视Uces。
所以,下面忽略Uces进行讨论。
取Vcc=24。
而电源的功率Pv=Vcc/2·(1/∏
Icm·sinwtd(wt)=VccIcm/∏=
/2∏
由上述公式得,改变RL值可得到不同功率,即可实现音量调节。
根据电路图,用Multisim11进行仿真。
根据实践中的摸索和课本知识的结合。
我取
=4V、60Hz,C1=10uF、C2=200uF,R1=1.5KΩ、R2=100Ω、R3=1.5KΩ。
输出接示波器,分别接在输出、输入两端。
可以得到仿真的结果为图3-4所示。
图3-4功率放大电路仿真图
由仿真结果,证明次功率放大电路可以稳定的对输入进行放大,并且输出波形稳定。
所以用OTL甲乙类互补对称电路来实现功率的放大是可行的。
3.3直流稳压源
直流稳压电源的作用是为整个电路提供能量。
顾依题意,结合电路图分我们析。
选用直流稳压电源的输出电压为+15V,-15V即可。
第4章仿真与调试
综上所述,将本次课题的主要电路连接起来。
得出总电路原理图如图4-1所示。
图4-1带前置放大的音频功率放大电路
对此图进行仿真,得到输出结果为下图4-2所示。
图4-2带前置放大的音频放大的电路仿真图
因为上述分单元模块电路已分别调试好,所以我们将各模块连接起来,进行系统整体的调试。
运用仿真软件调试,电路安装完毕后,首先检查电路各个元件是否选择正确,部分的接线是否正确,检查电源地线,元器件的引脚之间有无短路,正反有无接错,器件有无接错,再接入电路所要求的信号发生器,观察电路中各部分有无异常现象,如果出现异常,应立即关闭信号发生器,认真检查电路,排除故障后重试。
第5章结论与心得
在这仅有的几天小学期里,虽然一开始感觉比较晦涩难懂,但是经过几天的课程设计的学习,我已经自己能制作一个带前置放大的音频功率放大器,这其中的兴奋是无法用言语表达的。
由于刚始我对软件的不熟悉,所以我犯了许多小错误是我的电路不能模拟出来,后来我又在网上查找了软件的用法,同时花了很长的一段时间学习了软件的用法。
后来我多次调试了电路最终达到了比较好的效果,在设计电路的时候我我遇到很多的问题,我请教了老师,没有老师的帮助,我是不会这么顺利的完成小学期的任务。
在这里我非常感谢老师对我的帮助。
同时,这次课程设计使我深刻的体会到,要将实际和理论联系起来需要不断的努力与改进,实际操作和课本上的知识有很大联系,但又高于课本,一个看似很简单的电路,要动手把它设计出来就比较困难了。
在调试参数的过程中,使我认识到对待科学技术一定要有严谨的科学态度,任何的小差错,都会造成重大事故,所以我们学习知识一定要认真,态度一定要端正。
通过本次电路的设计,不但巩固了所学知识,也使我们把理论与实践从真正意义上结合起来,增强了学习的兴趣,考验了我们借助互联网络搜集、查阅相关文献资料,和组织材料的综合能力。
参考文献
[1]杨素行.模拟电子技术基础简明教程[M].高等教育出版社,2006.
[2]葛剑青.基础电工控制应用电路[M].电子工业出版社,2007.
[3]童诗白.模拟电子技术基础[M].高等教育出版社,2001.
[4]王冠华.Multisim11电路设计及应用[M].国防工业出版社,2010.
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 前置 放大 音频 功率放大器 设计 报告
![提示](https://static.bingdoc.com/images/bang_tan.gif)