音頻小信號功率放大電路設(shè)計實驗報告

摘要本次電路設(shè)計課題是音頻小信號放大電路，它屬于模擬電路課程設(shè)計，所以實驗中就部分是運(yùn)用到了兩級負(fù)反饋放大電路，旨在放大電壓，第二部分OCL效的避免失真，電容的運(yùn)用是解決失真的關(guān)鍵。PAGEPAGE4目錄選題背景 2指導(dǎo)思想 2方案論證 2基本設(shè)計任務(wù) 2發(fā)揮設(shè)計任務(wù) 2電路特點 3電路設(shè)計 3總體方框圖 錯誤!未定義書簽。工作原理 3各主要電路及部件工作原理 3第一級—輸入信號放大電路 4NE5532簡要說明 錯誤!未定義書簽。第二級—功率放大電路 錯誤!未定義書簽。直流信號過濾電路 6原理總圖 7元器件清單 7調(diào)試過程及測試數(shù)據(jù)（或者仿真結(jié)果） 7仿真檢查 8第一級仿真檢查 8第二級仿真檢查 9通前電檢查 10通電檢查 10第一級電路檢查 10第二級電路檢查 10完整電路檢查 10結(jié)果分析 107小結(jié) 108設(shè)計體會及今后的改進(jìn)意見 118.1體會 11本方案特點及存在的問題 11改進(jìn)意見 11參考文獻(xiàn) 12選題背景在科技發(fā)達(dá)的現(xiàn)代社會隨聲聽、收音機(jī)、mp3、mp4、電視機(jī)、手機(jī)、電腦……極大豐富了我們的日常生活，這些產(chǎn)品在使用時時常會有音頻的播放，而這些產(chǎn)品本身配帶的音頻播放裝置往往功率較小，難以帶給人們想要的音樂效果與震撼。因此音頻小信號功率放大器就有著廣泛的運(yùn)用空間，能夠讓人們盡情享受音樂激情與活力。正因為如此我對音頻小信號放大電路產(chǎn)生了濃厚的興趣，希望通過自己的知識和能力親自動手設(shè)計和制作這樣一款產(chǎn)品。指導(dǎo)思想利用運(yùn)算放大器構(gòu)成第一級放大電路對輸入信號進(jìn)行放大；把放大后的信號接入第二級功率放大電路進(jìn)行功率放大。方案論證方案一：可使用NE5532TDA2030案不符合，故舍棄此方案。NE55322N3904/2N3906TIP41/42聲器實現(xiàn)對音頻小信號的功率放大。經(jīng)論證采取方案二?；驹O(shè)計任務(wù)Av≥1000；100Hz~10KHz；Ri≥1M;8的情況下，輸出功率≥2W；50%；輸出信號無明顯失真。發(fā)揮設(shè)計任務(wù)OCL節(jié)使功率互補(bǔ)放大電路完全對稱。電路特點1000通頻帶寬，適用于多種音頻小信號的放大；輸出信號質(zhì)量好，無明顯失真；輸出功率較大；60%以上；電路設(shè)計總體方框圖輸入信號輸入信號負(fù)反饋放大負(fù)反饋放大輸出到負(fù)載OCL輸出到負(fù)載OCL功率放大圖2-1總體方框圖工作原理NE553233k1k34361224但放大倍數(shù)依然能夠達(dá)到1000倍以上。信號經(jīng)第一級放大放大后經(jīng)過電容過濾掉直流信號后流進(jìn)第二級功率放大電路，通過兩個復(fù)合管構(gòu)成的OCL互補(bǔ)放大電路對電路進(jìn)行功率放大。整個電路實現(xiàn)對輸入信號的功率放大。各主要電路及部件工作原理第一級--輸入信號放大電路C4C410μFC50.1μV112VC1C310μFR11MΩNE5532AINE5532AI10μFR333kΩR41MΩR51kΩR635kΩR21kΩC610μFC210μFC8C910μF0.1μFV212VNE5532AIR3NE5532AIR333kΩR21kΩNE5532AIR51kΩR635kΩ圖3-1NE5532負(fù)反饋放大電路工作原理：Au1=（R2+R3）/R2=(33k+1k)/1k=34Au2=(R5+R6)/R5=(35k+1k)/1k=36Au=Au1*Au2=34*36=1224倍所以由第一級連續(xù)兩個負(fù)反饋放大電路理論放大倍數(shù)能達(dá)到1224倍，雖然1000倍以上。NE5532圖3—2NE5532實物圖NE5532（雙運(yùn)放）集成電路。與很多標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)放相似，圍大等特點。因此很適合應(yīng)用在高品質(zhì)和專業(yè)音響設(shè)備、儀器、控制電路及電話通道放大器。用作音頻放大時音色溫暖，保真度高，在上世紀(jì)九十年代初的音響界被發(fā)燒友們譽(yù)為“運(yùn)放之皇”，至今仍是很多音響發(fā)燒友手中必備的運(yùn)放之一。圖3—3 NE5532封裝圖5PAGEPAGE7第二級--功率放大電路20kΩ 20kΩ 50%Key=AR7100Ω2N3904D11N4001TIP41AD21N4001R8100Ω2N3906R910kΩTIP41A圖3-4 OCL互補(bǔ)功率放大電路工作原理：2N3904TIP41NPNTIP41PNP型的復(fù)合管。用復(fù)合管增大對電流的放大系數(shù)極管和電阻配合消除電路的交越失真問題。，以此實現(xiàn)對功率的放大。使用了二直流信號過濾電路C4C4C5圖3-5 直流信號過濾電路工作原理：工作原理：使用電容形成交流通路將電源中產(chǎn)生的交流信號引入接地，避免其對電路產(chǎn)生影響在輸入信號后接電容阻擋輸入中附帶的直流信號， 使信號中的直流信號不能入從而避免直流信號對放大電路的影響。XFG1C410XFG1C410FC5V112V20kΩ 50%Key=A0.1FR7100Ω2N3904C1C3D11N4001TIP41A10FR11MΩNE5532AIC7NE5532AI10F47FR334kΩR41MΩR51kΩR635kΩD21N4001R108ΩR21kΩR8100ΩC610F2N3906C210FR910kΩC8 C9V2TIP41A10F 0.1F12V5元器件清單圖4-1原理總圖表5-1元器件清單標(biāo)號NE5532AI名稱NE5532參數(shù)數(shù)量1C1C2、C3C4、C6、C8電解電容10uF6C7電解電容47uF1C5、C9陶瓷電容0.1uF2R1、R4電阻1M2R2、R5電阻1k2R3電阻34k1R6電阻36k1R7R8電阻1002R9電阻10k1R10揚(yáng)聲器5w81R11電位器20k11N4001二極管22N3904三極管12N3906三極管1TIP41A三極管2調(diào)試過程及測試數(shù)據(jù)（或者仿真結(jié)果）為使電路便于調(diào)試我們采用分塊調(diào)試的方法。仿真檢查在仿真軟件上畫好電路圖后放上信號發(fā)生器和示波器，調(diào)整好輸入信號。第一級仿真檢查。反饋輸出上，調(diào)整輸入信號的頻率，仿真查看波形。波形如下：6-1第一個負(fù)反饋的輸出波形將示波器連接到第二個負(fù)反饋輸出上觀察波形如下：6-2第二個負(fù)反饋的輸出波形經(jīng)過仿真，觀察波形可知電路第一級放大電路完好，輸出波形未發(fā)生失真；8PAGEPAGE10第二級仿真檢查＼l,'＇!＼l,'＇!，.＼}I”比由”比由!-l1心眠X位蒼

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姆立刁巨耳玉工IL橋IL橋E_jr時 IC吾］工］互、．』皿I巫二 I匕|l 。尸 l了 1roc 織!I壓E．圖6-4第二級輸出波形（2）經(jīng)過仿真，觀察波形可知第二級功率放大電路可以完美的實現(xiàn)功率放大且不發(fā)生失真。通電前檢查器件無接錯。通電檢查第一級電路檢查斷開第二級后通電接上輸入信號。在第一級的第一個負(fù)反饋輸出上連接示波器觀察波形，示波器上出現(xiàn)了雜亂無章的波形。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)接地處理沒有連接，連接后波形不出現(xiàn)失真，與仿真所示圖結(jié)果一樣。第一個負(fù)反饋電路經(jīng)驗證無誤。在第一級的第二個負(fù)反饋輸出上連接示波器觀察波形，波形不出現(xiàn)失真，與仿真所示圖結(jié)果一樣。第二個負(fù)反饋電路經(jīng)驗證無誤。綜上所述，第一級放大電路功能完好實現(xiàn)。第二級電路檢查20V現(xiàn)波形不出現(xiàn)失真，即第二級電路功能玩好。完整電路檢查直接將第一級電路和第二級電路相連，將輸出接到示波器上觀察發(fā)現(xiàn)波形不出現(xiàn)失真，測量負(fù)載上的電壓計算功率可以達(dá)到2w以上。所以完整電路功能玩好。結(jié)果分析OCL互補(bǔ)功率放大電路。有效防止了交越失真，且在互V-VV補(bǔ)功率放大電路中其效率

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CC。經(jīng)計算其效率能滿足達(dá)到60%以上。所以不論在放大倍數(shù)、功率放大、還是效率上都能夠滿足要求。小結(jié)本次設(shè)計電路運(yùn)用了兩級放大，在第一級進(jìn)行輸入信號的放大，第二級進(jìn)行功率的放OCL信號的交越失真；同時，OCLOCL電路對稱Multisim11查電路也可以較容易找到電路的問題出現(xiàn)在哪一塊，其次這樣檢查還有效減小電路損壞的損失。經(jīng)過上述步驟后終于完整的完成了整個實物作品。經(jīng)通電檢驗作品確定功能實現(xiàn)完好：放大倍數(shù)，放大功率、效率以及作品的通頻帶均滿足設(shè)計要求，整個實物作品完成。設(shè)計體會及今后的改進(jìn)意見體會通過這次的數(shù)電實踐體驗，讓我受益匪淺，在整個設(shè)計過程中運(yùn)用到了很多我們學(xué)過的模擬電路知識，既是對知識結(jié)合實踐的運(yùn)用，也對知識有了更深一層次的理解。對以后學(xué)習(xí)知識，運(yùn)用知識有很大的幫助。在設(shè)計實踐中也遇到了很多問題，從收集積累資料、畫理論圖到仿真焊接電路以及調(diào)試。都是經(jīng)過一次次的嘗試、修正與更改才最終完成。當(dāng)然付出了辛勤與汗水后，還是有很多收獲的。理論總是偏理想化的，在實際中會遇上各種不同的實際困難。在處理了這些問題后我不僅熟悉了仿真軟件Multisim的使用與操作，還學(xué)會了多種調(diào)試電路的方法和電路中一些細(xì)節(jié)處理的方法。調(diào)試中又多次使用了信號發(fā)生器和示波器等常用電路調(diào)試儀器，對很多操作和知識加深了鞏固。本方案特點及存在的問題特點：1000倍，達(dá)到放大目標(biāo)；放大效果好，輸出信號不失真；通頻帶寬，可對多種音頻小信號進(jìn)行放大；自激很??；問題：帶負(fù)載能力存在不足，需要進(jìn)行調(diào)試