高阻抗輸入音頻功率放大器教案

時(shí)間：2014-4-23地點(diǎn)：項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室班級(jí)：112電子512高阻抗輸入音頻功率放大器一體化教案時(shí)間：2014-4-23地點(diǎn)：項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室班級(jí)：112電子512一、教學(xué)目標(biāo)1．學(xué)習(xí)如何設(shè)置直流工作點(diǎn)、如何消除交越失真、如何根據(jù)散熱器的大小確定末級(jí)的靜態(tài)電流；2．分析、理解高阻抗的音頻功率放大器的工作原理；3．掌握電路調(diào)試、直流工作點(diǎn)參數(shù)測(cè)試與計(jì)算；4．在理解高阻抗的音頻功率放大器的工作原理的基礎(chǔ)上能排查簡(jiǎn)單故障。二、教學(xué)實(shí)施1．抄畫(huà)電路如圖1所示，這是筆者為中山技師學(xué)院電子專(zhuān)業(yè)三年級(jí)同學(xué)，在講授《實(shí)用音響電路》一書(shū)時(shí)，為大家.設(shè)計(jì)的第一個(gè)中功率音頻功放電路。圖1高（輸入）阻抗的音頻功率放大器（1）要求大家抄畫(huà)投影上的電路（學(xué)生行為）說(shuō)明：圖中方框中的為說(shuō)明文字，幫助理解電路的工作原理，為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)，可以不抄。（2）展示PCB元件布局圖（老師行為）為了提高同學(xué)們的焊接成功率，老師專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)一份模擬的PCB元件布局圖（圖2）在此展示，供大家參考。在制作實(shí)施階段，打印給大家（2人一份）。說(shuō)明：為了減輕同學(xué)們的焊接任務(wù)，PCB元件布局圖中省略了、、和。這些元件的省略并不會(huì)影響電路正常工作，有關(guān)它們的作用在原理分析中介紹。圖2PCB元件布局圖2．工作原理由圖1所示電路可以看出，從電源到地有5條直流通路，各支路參考靜態(tài)電流也不相同，見(jiàn)表1。表1串聯(lián)互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功率放大器的5條直流通路支路支路（所經(jīng)過(guò)的元器件）支路電流偏置支路R5→RP1→R3微安級(jí)輸入級(jí)R8→R9→RP2→VD1→VD2→VT1→R101～3毫安激勵(lì)級(jí)VT2→R11→VT3→R12幾毫安左右輸出電流放大級(jí)R13→VT4→R6→VT0→R4幾毫安左右輸出級(jí)R13→VT4→R14→VT5十幾～幾十毫安交流放大信號(hào)是疊加于直流之上的動(dòng)態(tài)變化。VT0和VT1組成復(fù)合管，輸入信號(hào)經(jīng)、加到VT0的基極，與發(fā)射極的采樣信號(hào)“相減”后被放大。由于VT0發(fā)射極的信號(hào)是輸出信號(hào)經(jīng)反饋電阻在采樣電阻分壓（比輸出電壓小得多），因此，VT0放大的是輸入信號(hào)與采樣信號(hào)的“差值”，該值非常小，經(jīng)VT0放大后也比較小，于是就需要VT1再次放大。最后，由復(fù)合管組成的互補(bǔ)電路進(jìn)行電流放大驅(qū)動(dòng)負(fù)載。3．電路制作（1）安全教育進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室要進(jìn)行安全教育，特別是用電安全教育，讓大家都有安全意識(shí)，小心操作。（2）分揀元件由實(shí)驗(yàn)老師根據(jù)任課老師提供的PCB圖，從元件倉(cāng)庫(kù)里揀出所需要的元件；（3）由學(xué)生本人根據(jù)分發(fā)的PCB圖，從元件盒里挑揀出自己所需要的元件；（4）安排2位同學(xué)，把電路板統(tǒng)一打孔，為后續(xù)安裝功率管和散熱器；（5）指定同學(xué)分發(fā)焊錫及焊接工具。4．電路調(diào)試（學(xué)生行為）（1）設(shè)置電源設(shè)置電源電壓為20V，并用數(shù)字萬(wàn)用表驗(yàn)證之。（2）調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)節(jié)RP1時(shí)測(cè)量Q點(diǎn)直流電位，使其為電源電壓的一半；這樣，交流信號(hào)輸出時(shí)，正負(fù)半波擺幅對(duì)稱(chēng)。（3）調(diào)節(jié)靜態(tài)電流調(diào)節(jié)RP2時(shí)（從零到大調(diào)節(jié)），用數(shù)字萬(wàn)用表200mV擋測(cè)量（或）的壓降，使其約為5～10mV，設(shè)置功率管VT4、VT5集電極靜態(tài)電流，這時(shí)所有晶體管均處于放大狀態(tài)。若由于某種原因，致使Q點(diǎn)的電壓升高，則將有以下自動(dòng)反饋平衡過(guò)程：（4）試聽(tīng)測(cè)試在上述直流調(diào)試完成之后，接上音頻信號(hào)源試聽(tīng)，調(diào)節(jié)RP2時(shí)使聲音聽(tīng)起來(lái)比較清澈、明亮為止（注意：動(dòng)態(tài)電流不能超過(guò)1A，否則散熱器發(fā)熱嚴(yán)重，TIP41有燒毀的危險(xiǎn)?。?。5．測(cè)量計(jì)算（學(xué)生行為）（1）測(cè)量晶體管及中點(diǎn)電壓按上述“第4項(xiàng)”調(diào)節(jié)好電路后，測(cè)量Q點(diǎn)電壓=，這時(shí)所有晶體管發(fā)射結(jié)電壓都約為0.6V左右，各個(gè)晶體管都工作在放大狀態(tài)，實(shí)測(cè)晶體管及中點(diǎn)電壓填在表2中。表2靜態(tài)電壓晶體管基極（B）集電極（C）發(fā)射極（E）發(fā)射結(jié)壓降說(shuō)明VT0=-=輸入管VT1同VT0集電極=-=激勵(lì)管VT2=-=復(fù)合管NPNVT4同VT2發(fā)射極=-=VT3同VT1集電極=復(fù)合管PNPVT5同VT3集電極0==注：①指VT0的發(fā)射結(jié)電壓，、分別指VT0的E、B極相對(duì)于公共地的電壓（其它同此）；②測(cè)量晶體管發(fā)射結(jié)電壓用數(shù)字萬(wàn)用表2V擋。（2）根據(jù)表2靜態(tài)參數(shù)計(jì)算相應(yīng)支路的電流，填在表3中。表3靜態(tài)電流支路名稱(chēng)計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果是否相等，為什么？偏置電路——輸入級(jí)激勵(lì)級(jí)輸出電流放大級(jí)E）用數(shù)字萬(wàn)用表200mV擋測(cè)量（或）兩端電壓為，流過(guò)它們的電流為。提示：或，，若（或）不是0.25Ω，應(yīng)以實(shí)際參數(shù)計(jì)算（注意：?jiǎn)挝皇莔A）。三、收繳、批改電路板和實(shí)驗(yàn)報(bào)告五、教學(xué)總結(jié)1．電路板存在的問(wèn)題及反饋列表分類(lèi)找出“電路板”幾種常見(jiàn)的電路故障，探尋故障排查的順序、方法。2．實(shí)驗(yàn)報(bào)告存在的問(wèn)題及反饋列表分類(lèi)找出“實(shí)驗(yàn)報(bào)告”幾種常見(jiàn)不合理、不規(guī)范之