模電課程設(shè)計(jì)音頻功放設(shè)計(jì),仿真和測(cè)試報(bào)告

1、模電課程設(shè)計(jì) -音頻功放設(shè)計(jì),仿真和測(cè)試報(bào)告 電信二班 張迪 2009221105200004一、 設(shè)計(jì)要求及指標(biāo)： 音響放大器（簡(jiǎn)單音頻通帶放大電路）（輸入語音信號(hào)麥克風(fēng)）注：功放電路原則上不使用功放集成電路。技術(shù)要求：前置放大、功放：輸入靈敏度不大于10mv,fl500hz,fh20khz；有音量控制功能；額定輸出功率po5(測(cè)試頻率：1khz)；負(fù)載：揚(yáng)聲器（、）。 主要測(cè)量?jī)?nèi)容：最大輸出功率，輸出電阻，輸入靈敏度，fl，fh。二，設(shè)計(jì)思路：主要有三部分組成。輸入級(jí)，中間放大級(jí)，輸出級(jí)。輸入級(jí)：采用差分放大電路可以抑制共模，減小溫漂，增大輸入電阻。中間級(jí)：用共射放大電路同時(shí)放大電壓和電流

2、。輸出級(jí)：互補(bǔ)輸出可以減小管上功耗，增大效率。通過反饋來調(diào)節(jié)音量。三，原理圖及仿真： 1，原理圖： 2.設(shè)計(jì)要點(diǎn)：由電阻r8,r14和三極管q6組成的恒流源提供電流偏置，大小約為2ma。差分放大電路的輸出電壓應(yīng)盡量大（約為13.5v），以增大中間放大級(jí)的放大倍數(shù)，差分要盡量對(duì)稱，以保持最佳輸出。中間放大級(jí)采用pnp管子，來構(gòu)成共射放大，三極管的集電極電流應(yīng)為1.52ma。在中間級(jí)設(shè)置兩個(gè)電位器r2,r6來對(duì)電路的靜態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，其中r2為粗調(diào)，r6為精調(diào)電阻，用二極管和精調(diào)電位器消除交越失真。在中間放大級(jí)的q3的基級(jí)和集電極加電容消除集間電容防止出現(xiàn)自激振蕩。第三級(jí)采用復(fù)合管構(gòu)成互補(bǔ)輸出級(jí)。3.

3、元件報(bào)表三極管npn2n22193個(gè)pnp2n29051個(gè)對(duì)管2n3904,2n39061對(duì)tip41c,tip42c1對(duì)二極管電容電解100uf3個(gè)470uf2個(gè)瓷片180pf1個(gè)100nf1個(gè)電位器電位器1k2個(gè)200歐1個(gè)電阻5k1個(gè)電阻68k2個(gè)11k1個(gè)4.3k1個(gè)3.3k1個(gè)9.1k1個(gè)揚(yáng)聲器220歐1個(gè)51歐2個(gè)100歐1個(gè)4.計(jì)算過程：5.仿真參數(shù)：（1）靜態(tài)參數(shù)：第一級(jí)輸出電壓13.3v第一級(jí)電流1.11ma第二級(jí)電流1.55ma第二級(jí)對(duì)稱電壓（上）786mv第二級(jí)對(duì)稱電壓（下）-894mv第三級(jí)輸出電壓-41.9uv（2）動(dòng)態(tài)參數(shù)：當(dāng)輸入信號(hào)為5mv是輸出如圖所示此時(shí)=20

4、.3vw=6.5w5w.符合要求輸出與輸入相位沒有改變，符合要求。下截頻：由圖得：當(dāng)信號(hào)為500hz時(shí)，輸出基本不變，符合要求。由圖得：當(dāng)信號(hào)為55hz時(shí)，輸出剛好下降到0.7.所以下截頻為55hz上截頻：由圖得：當(dāng)信號(hào)為20khz時(shí)，輸出基本不變，符合要求。由圖得：當(dāng)信號(hào)為290khz時(shí)，輸出剛好下降到0.7.所以上截頻為290khz附：和上圖比較的加上電容后，雖然消除了自激振蕩，但是卻影響頻率特性也不符合要求需改進(jìn)。輸出電阻： =8，=6.46 =20，=6.55 得r=0.23四制pcb版：（1）考慮到實(shí)際元件原理圖要做一些修改： &第一級(jí)的輸出電阻r1應(yīng)該換成電位器,以便和中間放大級(jí)耦

5、合. &調(diào)節(jié)音量的可以在反饋來調(diào)輸出幅度來實(shí)現(xiàn),也可以調(diào)節(jié)差分放大電路的電流來實(shí)現(xiàn),即將r3換成電位器來實(shí)現(xiàn)。（2）pcb制作 畫pcb時(shí)要注意正負(fù)電源和接地線應(yīng)盡量粗； 布線的線寬應(yīng)設(shè)置為60mil100mil，且最好不要拐直角； 覆銅時(shí)間距最好保持100mil以上； 最后的大功率管留出散熱片的空間； 電容需注意根據(jù)是瓷片還是電解電容留出相應(yīng)的空間。五調(diào)試和測(cè)試：（1）焊接: 焊接前，先要檢查板子腐蝕程度，是否有應(yīng)該斷的地方而沒有斷開，有不應(yīng)該斷的地方而斷開。 把板子和元件的腳用砂紙仔細(xì)打磨一遍，以防止出現(xiàn)虛焊。 焊接時(shí)要先對(duì)元件的腳進(jìn)行預(yù)熱再送錫進(jìn)行焊接。（2）調(diào)試： 由于整個(gè)電路比較復(fù)雜

6、，不要把所有元件都焊接好再調(diào)試，這樣容易因各級(jí)耦合不好而燒壞元器件。應(yīng)該分級(jí)調(diào)試 第一級(jí)：把第一級(jí)的反饋大電阻接地，使差分放大電路對(duì)稱。調(diào)節(jié)電流源的電流為2ma，第一級(jí)輸出電壓為為1.5v2v。 第二級(jí)：這一級(jí)是整個(gè)電路的調(diào)節(jié)核心，應(yīng)保持這一級(jí)的電流為1.52ma；9015發(fā)射級(jí)的1k電位器實(shí)現(xiàn)了與第一級(jí)的耦，也可以控制第二級(jí)的電流。9015集電極的500電位器用來使互補(bǔ)輸出管對(duì)稱. 第三級(jí)：互補(bǔ)輸出級(jí)主要在于選取大功率管和互補(bǔ)管。六：測(cè)試參數(shù)即實(shí)物電路圖： 靜態(tài)參數(shù)：正電源15v中間放大級(jí)電流1.6ma負(fù)電源-15v0.86v第一級(jí)電流1.2ma-0.91v第一級(jí)輸出電壓1.7v-42mv電流源電流2.33ma動(dòng)態(tài)