模電課程設計報告--帶前置放大的音頻功放電路#參考資料

1、課 程 設 計 報 告 課程名稱： 模擬電子技術基礎 設計名稱： 帶前置放大的音頻功率放大器 姓 名： 學 號: 班 級： 日 期： 摘要本電路設計采用前置放大電路和音頻功率放大電路相結合的放大模式，前者采用有“運放之皇”的NE5532對電壓進行放大，后者采用性能優(yōu)良的LM386對電壓和電流放大，給音響放大器的負載（揚聲器）提供一定的輸出功率。當負載一定時，希望輸出的功率盡可能大，輸出的信號的非線形失真盡可能的小，效率盡可能的高。在前置放大和功放之間加上一個滑動變阻，就保證了音量可調，在滑動變阻器之前再加上一足夠大電阻，這樣保證了信號不失真。除此之外，加上相應的旁路電容又使得電路具有雜音小，有

2、電源退偶，無自激等優(yōu)點。根據實例電路圖和已經給定的原件參數，使用multisim10軟件模擬電路，并對其進行靜態(tài)分析，動態(tài)分析，顯示波形圖，計算數據等操作。關鍵詞： NE5532 LM386 性能優(yōu)良 音量可調 雜音小 目 錄一、設計的目的及任務1.1設計的目的1.2 設計的任務及要求二、電路設計總方案及原理框圖2.1原理框圖2.2電路設計方案三、各組成部分的工作原理3.1.1弱信號前置放大級電路圖3.1.2前置放大電路圖工作原理3.2.1音頻功率放大電路圖3.2.2音頻功率放大電路的工作原理4、 電路仿真4.1 設計的總電路圖4.2應用Multisim 11進行的仿真結果五、電路的安裝及調試

3、六、電路的實驗結果七、實驗總結八、儀器儀表明細清單參考文獻一、設計的目的及任務1.1設計的目的1，了解音頻放大電路的形成和用途。2，掌握音頻放大電路的一種實現方法。3，提高獨立設計電路和驗證試驗的能力。4，熟悉運用Multisim 11軟件進行仿真，學會焊接技術。1.2 設計的任務及要求 前置放大器的放大倍數為10 倍，使用單電源低噪聲集成運放NE5534、OP-27A，功率放大采用LA4100、或LM386、或其他型號。音量可調，雜音小，有電源退耦，無自激。2、 電路設計總方案及原理框圖2.1原理框圖圖1系統原理框圖2.2電路設計方案根據推任務要求，設計總電路需要弱信號前置放大級電路和功率放

4、大電路兩個基本電路，其中前置級主要完成小信號的電壓放大任務；功率放大級則實現對信號的電壓和電流放大任務。2.2.1弱信號前置放大級 弱信號前置放大電路必須由低噪聲、高保真、高增益、快響應、寬帶音響集成電路構成。符合上述條件的集成電路有：M5212、LM5213、LLM1875、TDA1514、NE5532、NE5534等。本系統設計選用NE5532，因為同眾多的運放相比, NE5532具有高精度、低噪音、高阻抗、高速、寬頻帶等優(yōu)良性能, 被稱為“ 運放之皇” 。這種運放的高速轉換性能可大大改善電路的瞬態(tài)性能, 較寬的帶寬能保證信號在低、中、高頻段均能不失真輸出, 使電路的整體指標大大提高。圖2

5、 5532引腳圖2.2.2功率放大級 根據題目設計要求，可供選擇的功率放大器可由分立元件組成，也可由集成電路完成。由分立元件組成的功放，如果電路選擇得好，參數恰當，元件性能優(yōu)越，且制作和調試得好，則性能很可能高過較好的集成功放。許多優(yōu)質功放均是分立功放。但其中只要有一個環(huán)節(jié)出現問題或者搭配不當，則性能很可能低于一般集成功放，為了不至于因過載、過流、過熱等損壞還得加復雜的保護電路。現在市場上有許多性能優(yōu)異的集成功放芯片，如TDA2040A、LM1875、LM386等。集成功放具有工作可靠，外圍電路簡單，保護功能較完善，易制作調試等優(yōu)點，雖不及頂級功放的性能，但滿足并超過本設計的要求是沒有問題的。

6、另外集成運放還有性價比高的特點。本電路中LM386是一種音頻集成功放，具有自身功耗低、電壓增益可調整、電源電壓范圍大、外接元件少和總諧波失真小等優(yōu)點的功率放大器，廣泛應用于錄音機和收音機之中。靜態(tài)功耗低，約為4mA，可用于電池供電。 其特點是工作電壓范圍寬，4-12V 或者 5-18V， 外圍元件少， 電壓增益可調，20-200，低失真度，符合本電路的設計要求。圖3 LM386引腳圖三、各組成部分的工作原理3.1.1弱信號前置放大級電路圖圖4 前置放大電路圖3.1.2前置放大電路圖工作原理采用NE5532構成的前置放大器如上圖所示。采用固定增益加輸出衰減模式,要求當各輸出不衰減,輸入 時， 輸

7、出 。要求雜信號最強時,輸出不失真,即在 時,輸出。所以 ,取。當輸入信號最小,即=10mV 而輸出不衰減時=A1=1510=150 mV。所以電壓放大倍數為10倍，在總電路設計中，采用穩(wěn)壓電源對NE5532提供+15V和-15V的工作電壓。3.1.3 NE5532極限參數表表1 NE5532極限參數表參數符號NE5532單位電源電壓Vcc22V差分輸入電壓Vdif13V輸入電壓Vi提供電壓V功耗，TA=25PD1100mW工作溫度TOPR0703.2.1音頻功率放大電路圖圖5 LM386 應用電路 3.2.2音頻功率放大電路的工作原理用LM386組成的OTL功放電路如上圖所示，信號從3腳同相

8、輸入端輸入，從5腳經耦合電容(220F)輸出。圖中，5腳所接容量為20F 的電容為去耦濾波電容。1腳與8腳所接電容、電阻是用于調節(jié)電路的閉環(huán)電壓增益，電容取值為10F，電阻R在020k范圍內取值；改變電阻值，可使集成功放的電壓放大倍數在20200之間變化，R 值越小，電壓增益越大。當需要高增益時，可取R=1，只將一只10F電容接在4腳與7腳之間即可。輸出端5腳所接10電阻和0.1F電容組成容性校正網絡，以抵消負載中的感抗分量，防止電路自激，有時也可省去不用。該電路如用作音頻的功放電路，輸入端接前置放大電路。 3.2.3 LM386極限參數掌握LM386的極限參數有利于對其他元器件的篩選，所加電

9、源加的電壓也要在極限范圍內。表2 LM386極限參數表參數名稱極限參數電源電壓（LM386N-1，-3，LM386M-1）15V （LM386N-4）22V 封裝耗散 （LM386N）1.25W （LM386M）0.73W （LM386MM-1）0.595W 輸入電壓0.4V 儲存溫度-65至+150 操作溫度0至+70結溫+150 四、電路仿真4.1 設計的總電路圖 根據設計要求，將前置放大電路和音頻功放連接在一起，在multisim10軟件中進行電路仿真，用波形發(fā)生器的輸出正弦信號作為整個電路的輸入信號，經NE5532放大后的信號作為音頻功放LM386的輸入信號，最后把功率放大后的輸出信號

10、輸入到示波器中，并將信號發(fā)生器中的正弦信號同樣輸入到示波器中，示波器中的仿真結果如下圖所示。 圖6 帶前置放大的音頻功率放大電路4.2應用Multisim 11進行的仿真結果 下圖中縱坐標代表振幅，即信號的強弱，橫坐標代表相位，從圖中可看出，信號是放大的，不失真，相位差非常小，調節(jié)滑動變阻器的阻值大小，輸出波形縱坐標發(fā)生變化，即音量大小變化，但相位差不變。圖7 Multisim 11的仿真結果五、電路的安裝及調試 實踐證明，新安裝的電路板往往難以達到預期的效果，這是因為我們在設計的時候不可能周全地考慮元件的誤差、器件參數的分散性、寄生參數等各種各樣的客觀因素。此外，電路板的安裝中仍存在有可能沒

11、有查出來的錯誤。通過電路板整體測試與調整，可發(fā)現和糾正設計方案中的不足，并查出電路安裝中的錯誤然后采取措施加以改進和糾正，就可以使之達到預定的技術要求。本次設計采用的是較為復雜電路，步驟繁瑣，流程較為復雜。所以在電路調整與測試的應注意的問題較多，電路安裝完畢后，必須在不通電的情況下，對電路板進行認真細致的檢查，以便糾正安裝錯誤。檢查應特別注意：1.元器件引腳之間有無短路，尤其在焊接時，要嚴格按照焊接規(guī)則焊接，否則容易短路。2.電源的正負、負極性有沒有接反，正、負極之間有沒有短路現象，電源線、地線是否接觸良好。關于電源正、負極問題主要是在本次設計中的單電源供電的導線插在功放電路的插座上，在此應特

12、別注意在測試極性的時候，應注意紅、黑表筆不要弄反。紅表筆接正極，黑表筆接負極。不但滿足制圖制板的要求，而且使其極性區(qū)分明顯。 3.集成電路的型號及安插方向對不對，引腳連接處有無接觸不良等。在安裝的時候我們查閱相關資料，在網上找出各個引腳的標號及參數。 六、電路的實驗結果 將焊接好的電路加上+15V和-15V的直流穩(wěn)壓工作電源，輸入信號為10mv正弦交流信號，在示波器上產生的輸出信號與仿真結果相同。七、實驗總結為期一個星期的課程設計已經結束，在這一星期的學習、設計、焊接過程中我感觸頗深。使我對抽象的理論有了具體的認識。通過這次課程設計，我掌握了常用元件的識別和測試；熟悉了常用的儀器儀表；了解了電

13、路的連接、焊接方法；以及如何提高電路的性能等等。其次，這次課程設計提高了我的團隊合作水平，使我們配合更加默契，體會了在接好電路后測試出波形的那種喜悅。在實驗過程中，我們遇到了不少的問題。比如：波形失真，甚至不出波形這樣的問題。在老師和同學的幫助下，把問題一一解決，那種心情別提有多高興啊。實驗中暴露出我們在理論學習中所存在的問題，有些理論知識還處于懵懂狀態(tài)，老師們不厭其煩地為我們調整波形，講解知識點，實在令我感動。還有就是在實驗中，好多同學被電烙鐵燙傷了，這不得不讓我想起安全問題，所以在以后的實驗中我們應該注意安全，讓不必要的傷害減至最少。還有值得我們自豪的一點就是我們的線路連得橫豎分明，簡直就是藝術啊，最后用一句話來結束吧。八、儀器儀表明細清單表3 儀器儀表明細清單類型商品名稱數量（個）運算放大器NE55321功率放大器LM3861電容鋁電解電容5