子设计课程设计论文功率放大器.docx
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子设计课程设计论文功率放大器
I
附录二�原理图..........................................................................14
附录一�参考文献......................................................................13
第七章附录.....................................................................................13
第六章致谢.....................................................................................12
第五章总结与心得..........................................................................10
第四章焊接技术................................................................................9
3.4扬声器.....................................................................................5
3.3电容.........................................................................................4
3.29013晶体管.............................................................................4
3.1LM386......................................................................................3
第三章元器件介绍............................................................................3
第二章功率放大器原理....................................................................2
第一章绪论.......................................................................................1
目录
1
用于音响电路。
步被音响界所认识。
发展至今�厚膜音响集成电路、运算放大集成电路被广泛
电路�到了70年代初�集成电路以其质优价廉、体积小、功能多等特点�逐
术发展中的主流。
在60年代初�美国首先推出音响技术中的新成员——集成
功率大、失真小的电流倾注式放大电路等等。
从而使晶体管放大器成为音响技
电路�成功地将甲、乙放大器的优点结合在一起的超甲类放大电路�具有输出
较成功地解决了负反馈电路的瞬态失真和高频相位反转问题的无负反馈放大
至70年代�晶体管放大技术的应用已相当成熟�各种新型电路不断出现�如�
Less�”无输出放大器、“OCL�OutputCapacitorLess�”放大器等。
直
及动态范围等特点��各种电路也相应产生�如�“OTL�OutputTransformer
个更为广阔的天地。
晶体管放大器细腻动人的音色、较低的失真、较宽的频响
史上一个重要的里程碑。
60年代由于晶体管的出现�使功率放大器步入了一
Fidelity�放大器的文章中介绍了一种成功运用负反馈技术�成为了Hi-Fi
的如“威廉逊”放大器�而1947年威廉逊先生在一篇设计Hi-Fi�High
feedback�技术后�使音响技术的发展进入了一个崭新的时代�比较有代表性
了揉电声技术的先河。
1927年贝尔实验室发明了负反馈NFB�Negative
路、场效应管四个阶段。
1906年美国的德福雷斯特发明了真空三极管�开创
中提高自己专业水平。
音响技术的发展历史可以分为电子管、晶体管、集成电
计与制作�进一步发挥和巩固四年来所学的知识�在实践中锻炼自己�在锻炼
率放大器的理论学习�又进行一次高性能智能型产品设计。
同时�通过实际设
实现兴趣与理论实践相结合�使整个设计过程不枯燥无味�从而既实现了对功
能化的单片机控制技术等。
因此以电子管音频功率放大器设计制作作为载体。
同的。
而它的设计包含了电子电路技术、模拟控制理论、测试技术以及实现智
的电视信号发射机。
但所有的功率放大器�其设计所遵循的基本规律几乎是相
面�有几百毫瓦的蜂窝电话发射机、有基站几十瓦的功率放大器、也有上千瓦
动�有应用于新型磁轴承开关�也有在电力电子控制技术种的应用。
在通讯方
功率放大器发展至今�有许多种类和应用�在工业方面�有数控机床的电机驱
功率放大器是机电一体化产品中不可缺少的部分�也是其最基本的部分。
第一章绪论
2
率放大了�
现小信号控制大信号�从而使多级放大器实现了大功率的输出�并非真的将功
毫伏�源极电流变化一安�就称跨导为1�功率放大器就是利用这些作用来实
用栅极电压来控制源极与漏极的电流�其控制作用用跨导表示�即栅极变化一
出来�就得到了电流(或电压)是原先的β倍的大信号�这现象成为三极管的放
流的β倍�β是三极管的交流放大倍数�应用这一点�若将小信号注入基极�
同振幅和不同频率的波�即交流信号电流�三极管的集电极电流永远是基极电
电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。
因为声音是不
功放(功率放大器)的原理就是利用三极管的电流控制作用或场效应管的
器组成。
常工作都需要从电路中获取较大的电能。
因此�放大电路的末级均由功率放大
们所预期的功能�例如推动喇叭发声�推动继电器实现控制等。
执行机构要正
在模拟电子线路中�电信号经过放大之后�往往要去推动执行机构完成人
则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍�然后将这个信号用隔直电容隔离
大作用。
经过不断的电流及电压放大�就完成了功率放大。
而场效应管则是
第二章功率放大器原理
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3
�
�
�
�
�
低失真度。
电压增益可调�20-200。
外围元件少。
工作电压范围宽�4-12Vor5-18V。
静态功耗低�约为4mA,可用于电池供电。
电路特性�
和收音机之中。
源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点�广泛应用于录音机
LM386是一种音频集成功放�具有自身功耗低、电压增益可调整、电
3.1LM386
二个�
一个
1/2W
个�100Ω
一个�16V0.1uF
一个�1K1/2W一
一个�16V10uF
二个�51K1/2W方形一个22KΩ
电阻�10K1/2W电位器单圈蓝色电容�16V220uF
驻极体话筒一个
扬声器10Ω一个
9013一个
LM386一块
器件清单
时修正。
下面给出该电路图所用的器件清单�
各个元器件的作用。
对于参数选择不合理造成的不能正常工作�能找出原因及
掌握电路的工作原理�参数的计算�元器件的选择。
掌握LM386管脚的功能�
由驻极体话筒产生输入信号.输出:
驱动扬声器发声.能够设计功率放大电路�
设计内容:
由BTJ9013和集成功率放大电路LM386组成功率放大器.输入:
第三章元器件介绍
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4
高一条低阻抗泄防途径。
高频旁路电容一般比较小�根据谐振频率一般
藕合的�只是旁路电容一般是指高频旁路�也就是给高频的开关噪声提
将旁路电容和去藕电容结合起来将更容易理解。
旁路电容实际也是去
避免相互间的耦合干扰。
去藕电容就是起到一个“电池”的作用�满足驱动电路电流的变化�
就是一种噪声�会影响前级的正常工作�这就是所谓的“耦合”。
片管脚上的电感�会产生反弹��这种电流相对于正常情况来说实际上
的电流就会吸收很大的电源电流�由于电路中的电感�电阻�特别是芯
完成信号的跳变�在上升沿比较陡峭的时候�电流比较大�这样驱动
的负载。
如果负载电容比较大�驱动电路要把电容充电、放电�才能
去藕�又称解藕。
从电路来说�总是可以区分为驱动的源和被驱动
2�去藕
抬高和噪声。
地电位是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降。
供电电源管脚和地管脚。
这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位
并向器件进行放电。
为尽量减少阻抗�旁路电容要尽量靠近负载器件的
匀化�降低负载需求。
就像小型可充电电池一样�旁路电容能够被充电�
旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件�它能使稳压器的输出均
1�旁路
电容的作用:
3.3电容
主要用途�放大电路
集电极-基极电压Vcbo�40V
工作温度�-55℃to+150℃
集电极电流Ic�Max500mA
参数�
型小功率三极管。
极管�在收音机以及各种放大电路中经常看到它�应用范围很广,它是NPN
9013晶体管是一种NPN型硅小功率的三极管它是非常常见的晶体三
3.29013晶体管
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5
1�低频扬声器
扬声器、高频扬声器�这些常在音箱中作为组合扬声器使用。
后两种多用于农村有线广播网中�按频率范围可分为低频扬声器、中频
电式�即电容式�、电磁式�即舌簧式�、压电式�即晶体式�等几种�
扬声器的种类很多�按其换能原理可分为电动式�即动圈式�、静
3.4扬声器
旋端子电容器。
合的形式�对于功率级超过10KW的电源�通常采用体积较大的罐形螺
000μF之间的铝电解电容器�如EPCOS公司的B43504或B43505�是
线传送至电源的输出端。
电压额定值为40�450VDC、电容值在220�150
储能型电容器通过整流器收集电荷�并将存储的能量通过变换器引
4�储能
放电的过程。
的变化�频率越高�峰值电流就越大�从而缓冲了电压。
滤波就是充电�
因几滴水的加入或蒸发而引起水量的变化。
它把电压的变动转化为电流
此可知�信号频率越高则衰减越大�可很形象的说电容像个水塘�不会
在滤波中,大电容�1000μF�滤低频�小电容�20pF�滤高频。
曾有网
作用就是通高阻低�通高频阻低频。
电容越大低频越容易通过。
具体用
解电容并联了一个小电容�这时大电容通低频�小电容通高频。
电容的
频率也越高。
但实际上超过1μF的电容大多为电解电容�有很大的电感
从理论上�即假设电容为纯电容�说�电容越大�阻抗越小�通过的
3�滤波
滤除对象�防止干扰信号返回电源。
这应该是他们的本质区别。
是把输入信号中的干扰作为滤除对象�而去耦是把输出信号的干扰作为
取0.1μF、0.01μF等�而去耦合电容的容量一般较大�可能是10μF或
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较为常用的。
根据不同的电源要求�器件有时会采用串联、并联或其组
友形象地将滤波电容比作“水塘”。
由于电容的两端电压不会突变�由
成份�所以频率高后反而阻抗会增大。
有时会看到有一个电容量较大电
者更大�依据电路中分布参数、以及驱动电流的变化大小来确定。
旁路
6
�2�中频扬声器
7作为最佳的取值范围。
数即不能过高也不能过低�通常我们取它的临界阻尼值Q0等于0。
5—0。
低频得到过份的加强。
Q0值越大峰值越陡。
因此我们说扬声器的品质因
于过阻尼状态�造成低频衰减过大。
Q0值过高时扬声器处于欠阻尼状态�
Q0值过低时扬声器的输出声压还没有到F0处时就迅速的下降�扬声器处
决定�其中品质因数的大小与扬声器单元在谐振频率处输出的声压有关。
控控制。
扬声器的低频特性通常由扬声器单元的品质因数值和谐振频率
的阻尼状态�简称Q0值�扬声器单元的品质因数越高�谐振频率就越难
振频率处阻抗峰的尖锐程度�它在一定的程度上反映了扬声器振动系统
很重要的参数。
在扬声器单元的阻抗特性曲线上它表示�阻抗曲线在谐
Q0�扬声器单元的品质因数是设计和和制作音箱前必须了解的一个
单元重播音乐时的音色较准确�整体平衡度不错。
口径比较小�承受功率比较大�而采用强化纸盆、玻璃纤维振膜的低音
烯振膜、纸振膜等等。
采用铝合金振膜、玻璃纤维振膜的低音单元一般
镁合金振膜、陶瓷振膜、碳纤维振膜、防弹布振膜、玻璃纤维振膜、丙
有少量的为平板式。
低音单元的振膜种类繁多�有铝合金振膜、铝
扬声器
越好�灵敏度也就越高。
低音单元的结构形式多为锥盆式�也
低频扬声器的口径、磁体和音圈直径越大�低频重放性能、瞬态特性就
不同。
对闭箱和倒相箱来说�Q0值一般在0.3~0.6之间最好。
一般来说�
对于各种不同的音箱�对低频扬声器的品质因素——Q0值的要求是
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7
理想的扬声器频率特性应为20~20KHz�这样就能把全部音频均匀地
叫该扬声器的频率响应特性。
生的声压较小。
当声压下降为中音频的某一数值时的高、低音频率范围�
将会产生变化。
一般中音频时产生的声压较大�而低音频和高音频时产
给一只扬声器加上相同电压而不同频率的音频信号时�其产生的声压
圈式扬声器常见的阻抗有4Ω、8Ω、16Ω、32Ω等。
声器输入端测得的阻抗。
它一般是音圈直流电阻的1.2~1.5倍。
一般动
扬声器的阻抗一般和频率有关。
额定阻抗是指音频为400Hz时�从扬
2、额定阻抗
要求扬声器的最大功率为标称功率的2~3倍。
扬声器在某一瞬间所能承受的峰值功率。
为保证扬扬器工作的可靠性�
扬声器的商标、技术说明书上标注的功率即为该功率值。
最大功率是指
失真功率。
它是指扬声器在额定不失真范围内容许的最大输入功率�在
扬声器的功率有标称功率和最大功率之分。
标称功率称额定功率、不
1、额定功率
指向性以及失真度等参数。
扬声器的主要性能指标有�灵敏度、频率响应、额定功率、额定阻抗、
标
要有号解式、锥盆式、球顶式和铝带式等几大类。
扬声器的主要性能指
高音单元顾名思义是为了回放高频声音的扬声器单元。
其结构形式主
�3�高频扬声器
的合金球顶振膜。
频而已。
中音单元的振膜以纸盆和绢膜等软性物质为主�偶尔也有少量
顶两种。
只不过它的尺寸和承受功率都比高音单元大而适合于播放中音
的中音�从而减少中音单元的实际输入功率。
中音单元一般有锥盆和球
有时中音的功率容量不够�也可选择灵敏度较高�而阻抗高于低音单元
在系统中担负的放声频带的宽度�阻抗与灵敏度和低频单元一致即可。
一般来说�中频扬声器只要频率响应曲线平坦�有效频响范围大于它
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3、频率响应
8
越狭�纸盆越大指向性越强。
用来表征扬声器在空间各方向辐射的声压分布特性�频率越高指向性
5、指向特性
成分。
动和信号的波动不够完全一致造成的�在输出的声波中增加一新的频率
度的比例�改变了原声音色。
而非线性失真是由于扬声器振动系统的振
强�而对另一些频率的信号放音较弱造成的�失真破坏了原来高低音响
种�频率失真和非线性失真。
频率失真是由于对某些频率的信号放音较
扬声器不能把原来的声音逼真地重放出来的现象叫失真。
失真有两
4、失真
这是做不到的。
每一只扬声器只能较好地重放音频的某一部分。
扬声器
重放出来�然而
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9
�15�排焊时�要把握用锡量�速度要快�拖到最后点应还有助焊剂。
�14�组件脚突出线路板太短会导致锡球脱焊。
�13�烙铁使用后必须放在烙铁架上�不充许传递�防止意外烫伤。
持湿润。
�12�烙铁尖上有锡渣时在焊锡棉上擦掉�焊锡棉要清洗干净�使用时要保
�11�常见的不良焊点有�虚焊�假焊�漏焊�锡球�锡尖等。
�10�焊点的标准是�焊点呈锥形�焊锡要适量�表面有光泽�光滑�清洁等。
�9�手拿锡线时�锡线头长度应留出3-5CM。
�8�正常焊接时�电烙铁与平面应保持角度是45度。
�7�将烙铁头上的多余焊锡甩在废锡盒中�再将电烙铁插入烙铁筒中。
化�然后迅速开烙铁�将印制板在工作台上轻敲一下�使焊盘上的熔锡振落�
中的焊锡吸流到烙铁头上去。
如果印制板较小�可以用烙铁将焊盘上的锡熔
烙铁头置于比印制板低的位置�将烙铁头在焊盘孔上擦几下�可以将焊盘孔
�6�如果要用电烙铁去除焊盘孔中的锡�即挑孔��应该将印制板拿高�把
侧放着向下移走�吸去多余的焊锡�
连焊的焊点之间�待焊锡丝与助焊剂一起熔化后�移去焊锡丝�再将烙铁头
�5�如果焊点有连焊�也应将焊锡线�其中有助焊剂�与烙铁头一起接触在
焊锡�
干净�然后不用焊锡丝或极少量的焊锡丝重焊一遍�移去时正好吸去多余的
�4�在焊锡完全熔化后�移去烙铁头。
如焊锡过多�可把烙铁头上的焊锡甩
造成浪费�
上的焊锡成圆锥形时即抽离焊锡丝�应控制焊锡丝的熔化量不能过多�以免
�3�焊锡丝熔化�向焊接处推入焊锡丝�使焊锡润湿焊盘与组件脚�当焊点
�2�然后将焊锡丝同时伸向被焊的组件脚及焊盘�一起接触被焊处�
�1�从烙铁架上拿出电烙铁�以45度靠紧焊接面进行预热�
焊电路板的操作步骤
焊接电路板
第四章焊接技术
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这周的模拟电子的课程设计。
中的电路仿真也让我对以前学习的电路知识有了详细地了解。
我们顺利完成了
的�还有以前看的集成板上让人难琢磨的电路焊接图我都可以看懂一些了�其
始的什么都不懂不会不敢不碰�到现在的基本了解了一个电路元件是如何构成
作为一个电信专业的学生�我深知课程设计的重要性。
这次实习我从刚开
和耐心�我深有体会。
考验了我们对知识的吸收和掌握�而且也考验了我们的细心和耐心。
提到细心
时间的设计与改造�因为实际与理论又很大的区别。
在我们学习的过程中不仅
通过这短暂几天的学习�让我体会到想要创造一个实用的电子设备要经过很长
的板子�还要经过一番考虑和布置。
焊板面积的大小、元件摆放和连线的美观性等�所以想要焊出一块实用又美观
间的影响�即元件之间信号的干扰等问题��还要考虑元件连线的不相交以及
增加了很大的难度。
在此期间�除了对元件较好的焊接外�还要考虑电路元件
焊接实物有很大的不同�要自己对焊板上元件进行布置和焊接电路元件连线�
到了焊接实物�以为会比较轻松�但实际焊接起来才发现此次与电工实习中的
紧接着开始了我们的实物焊接阶段。
因为之前的电工实习让我简单的接触
原理图。
改。
最后确定了实际功率放大器的元件参数�即确定了实际功率放大器的焊接
后我们确定了自己的合理的原理图�进行了分析和元件参数的一定程度的修
放大器原理图都与实践有很大的区别�我耐心的一个个对原理图进行分析�最
期间我发现了很多问题�经过反复思考与分析�发现原来许多理论的功率
际的功率放大器电路原理图。
方面的资料�也观察分析了许多功率放大器的电路图�学会了如何绘制一张实
在这过程中我们根据各种元件的用途、型号及实际应用效果�查找了许多有关
我们最先要做的是绘制一份合理的高保真音频功率放大器的电路原理图�
手能力�也加深了对模电功率放大器方面知识的理解。
方面的知识�受益匪浅。
我对这门课程设计非常感兴趣。
不仅锻炼了自己的动
这次模拟电子基础课程设计的学习�学到了很多关于模电理论方面和实践
第五章总结与心得
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上的丰收更加可喜。
锻炼我们这一点�这也是非常宝贵的。
对我而言�知识上的收获重要�精神
作失败。
团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证。
而这次实习也正好
远远不够的�必须让每个人都知道�否则一个人的错误�就有可能导致整个工
个人�个人也离不开团队�必须发扬团结协作的精神。
只有一个人知道原理是
而不是只懂得一点皮毛。
同时我认为我们的工作是一个团队的工作�团队需要
自己的学习态度�从而更加努力的学习。
只有这样我们才能真正的去掌握它�
理论知识的不足在这次实习中表现的很明显。
这将有助于我今后的学习�端正
更多的是让我看清了自己�明白了凡事需要耐心�实践是检验真理的唯一标准。
完成这次课程设计我觉得收获很多�不仅提高了自己的设计能力及动手能力。
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设计�在此对给予支持与关怀的人士表示衷心的感谢�
学的帮助�还有大家共同努力�组员的团结协作�我们才得以圆满地完成此次
在此次电子设计中我们得到了刘银辉老师以及实验室老师的支持和众同
第六章致谢
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13
[5]陈梓城.家用电子电路设计与调试.北京�中国电力出版社�2006
[4]潭博学�苗江静.集成电路原理及应用.北京�电子工业出版社�2003.9
[3]李炎清.毕业论文写作与范例.厦门�厦门大学出版社�2006.10
[2]杜刚.电路设计与制版——Protel应用教程.清华大学出版社�2006
[1]康华光�电子技术基础(模拟部分)�北京�高等教育出版社�2006.1
附录一�参考文献
第七章附录
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附录二�原理图
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