OCL功率放大器的設(shè)計

OCL功率放大器的設(shè)計模電課程設(shè)計華僑大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院一、課設(shè)設(shè)計目的、任務(wù)與要求

設(shè)計目的：1．掌握電子系統(tǒng)的一般設(shè)計方法2．掌握模擬電路器件的應(yīng)用3．培養(yǎng)綜合應(yīng)用所學(xué)知識來指導(dǎo)實踐的能力4．掌握常用元器件的識別和測試5．熟悉常用儀表，了解電路調(diào)試的基本方法設(shè)計任務(wù)《OCL音頻功率放大器》設(shè)計要求第一：輸出功率要盡可能大

為了獲得大的功率輸出，要求功放管的電壓和電流都有足夠大的輸出幅度，因此器件往往在接近極限運用狀態(tài)下工作。第二：功率效率要盡可能高

由于輸出功率大，因此直流電源消耗的功率也大，這就存在一個效率問題。所謂效率就是負載得到的有用信號功率和電源供給的直流功率的比值。這個比值越大，意味著效率越高。第三：非線性失真要盡可能小

功率放大電路是在大信號下工作，所以不可避免地會產(chǎn)生非線性失真，而且同一功放管輸出功率越大，非線性失真往往越嚴重，這就使輸出功率和非線性失真成為一對主要矛盾。但是，在不同場合下，對非線性失真的要求不同。例如，在測量系統(tǒng)和電聲設(shè)備中，這個問題顯得很重要，而在其它工業(yè)系統(tǒng)中，則以輸出功率為主要目的，對非線性失真的要求就降為次要問題了。第四：功率器件的散熱要盡可能好

在功率放大電路中，為了輸出較大的信號功率，器件要承受較高的電源電壓。其次，為了充分利用允許的管耗而使管子輸出足夠大的功率，放大器器件的散熱就成為設(shè)備能否安全可靠工作的重要保證。此外，在功率放大電路中，為了輸出較大的信號功率，器件要承受較大的動態(tài)電流，這也會增加功率管損壞的概率。所以，功率管的損壞與保護問題是產(chǎn)品設(shè)計中不容忽視環(huán)節(jié)。OCL是英文OutputCapacitorLess的縮寫，意為無輸出電容。OCL功率放大器是一種一種直接耦合的功率放大器，它具有頻響寬，保真度高，動態(tài)特性好及易于集成化等特點。OCL電路通常采用兩組電源供電，使用了正負電源，在電壓不太高的情況下，也能獲得比較大的輸出功率，省去了輸出端的耦合電容。使放大器低頻特性得到擴展。OCL功放電路也是定壓式輸出電路，該電路由于性能比較好，所以廣泛地應(yīng)用在高保真擴音設(shè)備中。盡管性能優(yōu)良的集成功率放大器給電子電路功放級的調(diào)試帶來了極大地方便。但為了培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計能力，本課題要求采用分立元件電路進行設(shè)計。二、產(chǎn)品指標及設(shè)計要求1、設(shè)計指標①采用分“立元件+集成電路”設(shè)計②額定輸出功率③負載阻抗④失真度⑤設(shè)計放大器所需的直流穩(wěn)壓電源2、設(shè)計、制作過程

分析設(shè)計要求，明確性能指標；查閱相關(guān)資料、分析對比方案。①畫出電原理圖；②分析計算元器件的性能及參數(shù)；③電路的仿真與調(diào)試；④論證并確定合理的總體設(shè)計方案，繪制功能結(jié)構(gòu)框圖。

⑤OCL功率放大器各單元具體電路設(shè)計:

a.分解總體設(shè)計方案b.以子系統(tǒng)或單元電路為單元，逐個細化設(shè)計。c.電路計算根據(jù)設(shè)計要求，結(jié)合“方案”，對各單元電路的元器件參數(shù)進行分析計算，確定其參數(shù)。

⑥印刷電路板制作：根據(jù)最后確定的各單元電路，繪制出總的印刷電路圖，制作印刷電路板（PCB板）。制作劍要求斥：a、業(yè)漆余制始作手短繪電行路圖遍，或槍用Pr享ot輪el繪制碌；b、根塔據(jù)電路原理往圖中營所用背的元組件形硬狀和密印刷饒板面稅積的公大小呀合理甜安排化元件徑的密禍度和外各元票件的脫位置診。確定斤元件僅位置遍應(yīng)按菌照先良大后貧小、章先整狹體后泉局部厚的原盟則進驢行，窮使電殃路中安相鄰售元件斜就近貴放置門，排咱列整欄齊均宰勻。c、各姿元件舍之間令的連隊接導(dǎo)階線在斯拐彎嫩處和互兩線飛相交唉處不再能拐氧直角茫，須印用曲語線過狼渡，灑也不途能相駐互交凱叉和標迂回鏟太遠棕。有些銷導(dǎo)線顧實在奴做不佳到這翻一點嶼時，幸可以臉考慮輔在印軍刷板察的反振面印留制導(dǎo)衫線，才再用兆穿釘育與正悉面電路連接形，或往在焊接元件攏時另擦外用迅絕緣牙導(dǎo)線逢連接覽。d、輸打入部疑分和限輸出姑部分蜻距離餐遠一討些為風好，碎以免念互相逐干擾應(yīng)。制作獻流程酸：1.原稿窗制作（噴變墨【硫酸傅紙】、激版光【硫酸熄紙/透明神菲林】、無光繪撲非林桃）2.曝光(曝光增機60～18躁0秒；捉太陽然光5-膜10分鐘路；日員光燈8-逢10分鐘)3.顯像（專很用顯駱像劑進）4.蝕刻（三煩氯化賞鐵）5.鉆孔（小炭電鉆匪）1、用pr恰ot螞el或Po洗we侵rP帝CB直接糧畫PC逃B圖（不賠會PR厲OT肢EL、Po頁we協(xié)rP療CB的，首也可開以用Wi督nd坦ow翻s的畫雁筆程嫂序）躺，以備蕩打印依。畫旗出您疑所需斧要的吧印刷槐電路蹤蝶板圖2、將聽圖打關(guān)印到去熱轉(zhuǎn)隔印紙(比如:不干梁膠貼生紙的講光滑扯底襯燦紙);打印顛出來電后仔壯細觀嬸察，肚檢查猛是否承有斷勺線的磁地方罰。3、將餃打印冶好PC咽B的轉(zhuǎn)添印紙湖平鋪貓在覆佳銅板主上，夏準備您轉(zhuǎn)印;4、將冷熱轉(zhuǎn)鎮(zhèn)印紙蜻上的繪碳粉灑通過激熱轉(zhuǎn)宵印機梨轉(zhuǎn)印男到敷盡銅板塑上;(也可牌用很此熱的付電熨若斗加赴溫--徒--約14裳0～17盾0℃之間，加壓雞將轉(zhuǎn)胡印紙徑上黑緣瑞色塑槽料粉效壓在度覆銅蹄板上見形成瓶高精荒度的環(huán)抗腐須層，券等溫旺度稍罩低后尼再慢部慢將債轉(zhuǎn)印況紙揭喊下來)4、將洲敷銅貝板放蛾入三他氯化串鐵腐章蝕液茅進行典腐蝕;（注側(cè)意不伏要腐促蝕過悟度）5、用否清洗您劑清咸洗電養(yǎng)路板拾上的享黑色尿碳粉;6、用渣打孔匯機在隱電路炕板打誰孔。熱轉(zhuǎn)皆印法杜制板贏基本的流程摟：⑦焊接焊點腳：圓藏滑光騾亮、柄無氣絲式孔、霞無尖盈角、霸無拖唉尾；額大小辛一致繡；焊花料適謠當，趁使焊臺錫充涉布焊原盤，焰不堆丑錫，崗更不諷能粘餡連，流焊接祖時時夕間不全宜超胖過3s，防江止損杠壞元籮件；休焊接CM盈OS器件研時應(yīng)己使用炒防靜受電烙易鐵，鹿防止辰將其米極性蠻擊穿捕。當元鞋件焊啊錯后拳需要萍拆器缸件時例要特朵別注就意焊祖板上遺的銅具片，腸一旦刑銅片昂脫落鑒，就疤會在助電路屬的連墊接上寇造成歇困難追。⑧檢查說、調(diào)易試各崇電路訪板⑨通電造測試赤性能筐參數(shù)⑩撰寫銀設(shè)計鍋報告1、功綱率放不大器謹?shù)淖饔?xùn)用是批給負風載RL提供希一定茫的輸拿出功志率，記當RL一定郵時，臘希望的輸出兼功率吳盡可射能大純，輸凱出信脅號的斷非線戴性失短真盡范可能憐小，倒且效斑率盡餅可能頂高。2、由玩于OC踢L電路淘采用線直接昌耦合方方式眉，為爸了保搜證工痕作穩(wěn)疤定，趟必須孤采用蹄有效鎖措施喇抑制茶零點奴漂移替，為捏了獲稅得足挨夠大施的輸分出功之率驅(qū)小動負穿載工橫作，做故需牛要有對足夠冤高的千電壓繁放大媽倍數(shù)餐。因此詳，性燃能良朝好的OC慢L功率郵放大囑器應(yīng)恭由輸浴入級速，推螺動級猶和輸掠出機轎等部瞎分組腹成，典如下鑰圖所鵲示。3、設(shè)端計思峰路3、OC婦L功放器各級端的作慶用和昌電路肝結(jié)構(gòu)故特征輸入?yún)捈墸褐饕棺饔锰耸且制葜屏愦瘘c漂喪移，敏保證早電路簽工作壘穩(wěn)定竹，同貢時對婦前級元（音什量控典制級塊）送蘭來的辨信號敢作用劃低失使真，算低噪勝聲放嬌大。替為此初，通未常都塔采用筋帶恒叛流源悅的，灶由復(fù)恢合管高組成對的差穩(wěn)動放為大電馬路，勤且設(shè)罩置的穗靜態(tài)孫偏置海電流悶較小多。推動赤級：作用邊是獲忍得足燒夠高恢的電勾壓放浩大倍玻數(shù)，邪以及術(shù)為輸楊出級紅提供掃足夠確大的挨驅(qū)動晌電流赴，為肅此，悄可采樹帶集狂電極吃有源逃負載礦的共淋射放殃大電刪路，冬其靜凱態(tài)偏勵置電嬸流比獅輸入盡級要伙大。輸出帝級：的作如用是鼻給負鄙載提丙供足咬夠大啦的輸盤出信叫號功亮率，角可采示用有復(fù)合眨管構(gòu)盞成的祝甲乙堅類互絹補對晌稱功望放或漂準互棵補功遇放電尤路。此外如，還應(yīng)別考慮嗚為穩(wěn)賭定靜珍態(tài)工舍作點疤須設(shè)攔置直券流負吐反饋似電路寫，為穩(wěn)定袖電壓吧放大勸倍數(shù)麗和改蹲善電檢路性閱能須敞設(shè)置融交流愚負反麻饋電蠢路，以及亂過流挎保護蓮電路竄等。電路喪設(shè)計底時各凝級應(yīng)辣設(shè)置場合適慶的靜積態(tài)工兩作點日，在洽組裝棒完畢后須賞進行烈靜態(tài)造和動慣態(tài)測翁試，勸在波亦形不西失真身的情摩況下鉗，使顆輸出功率毒最大繁。動態(tài)梨測試且時，紅要注起意消啄振和恐接好叫保險糠絲，障以防上損壞綱元器件。①確定結(jié)電源晉電壓4、功肥放部饅分電捷路計型算簡網(wǎng)介②末級叔功放果管的堤選?、蹚?fù)合兵管的也選?、芷渌[參數(shù)偉確定5、前掉置放們大部駁分電謝路計持算簡灶介要確扣定運忘放的脹選型秀，需扒要先歉確定歪電路勤總的礙電壓存放大館倍數(shù)債，請密按設(shè)對計要丈求自辜行計聚算。典型替電路丟中的縫運放手供電禮分別帖取自羞電源著的正田負極促，由工兩組R4R5和C2、C3、C6、C7構(gòu)成芹分壓糖濾波昏供給默運放芹工作覆。電源僑用10魂μF、0.現(xiàn)1μ些F電容年去耦妄合。6、電頂源部打分設(shè)擇計及歌電路姜計算典型透電路沫：典型成電路大中：22鐵0前V市電也經(jīng)變噴壓器畢輸出差兩組虜獨立覽的25鏟V交流狠電，量大電幸容濾勺波后僅得到±3茄5V直流妄電，祝再加輛一個0.扇1μ么F小電暖容濾膚除電販源中爬的高距頻分林量。制作立調(diào)試蟲過程去中，屈電源體空載哨時可外在輸宅出電停容上老并聯(lián)1kΩ大功旱率電詞阻供暴電容草放電餡，保躺護穩(wěn)害壓塊族?！?谷