第一篇：高效音頻功率放大器-模電課程設(shè)計(jì)

高效音頻功率放大器

一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求

1、設(shè)計(jì)任務(wù)

設(shè)計(jì)并制作一個(gè)高效率音頻功率放大器。功率放大器的電源電壓為+5V（電路其他部分的電源電壓不限），負(fù)載為8Ω電阻。

2、設(shè)計(jì)要求

（1）3 dB通頻帶為300～3400Hz，輸出正弦信號無明顯失真。（2）最大不失真輸出功率≥1W。

（3）輸入阻抗>10kΩ，電壓放大倍數(shù)1～20連續(xù)可調(diào)。

（4）低頻噪聲電壓(20kHz以下)≤10mV，在電壓放大倍數(shù)為

10、輸入端對地交流短路時(shí)測量。

（5）在輸出功率500mW時(shí)測量的功率放大器效率(輸出功率/放大器總功耗)≥50％。

3、設(shè)計(jì)說明

（1）采用開關(guān)方式實(shí)現(xiàn)低頻功率放大(即D類放大)是提高效率的主要途徑之一，D類放大原理框圖如下圖所示。本設(shè)計(jì)中如果采用D類放大方式，不允許使用D類功率放大集成電路。

圖1 D類放大原理框圖

（2）效率計(jì)算中的放大器總功耗是指功率放大器部分的總電流乘以供電電壓(+5 v)，制作時(shí)要注意便于效率測試。、（3）在整個(gè)測試過程中，要求輸出波形無明顯失真。

二、方案論證與比較

根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，對本系統(tǒng)的電路的設(shè)計(jì)方案分別進(jìn)行論證與比較。

1、高效率功率放大器

⑴ 高效率功放類型的選擇

方案一：采用A類、B類、AB類功率放大器。這三類功放的效率均達(dá)不到題目的要求。方案二：采用D類功率放大器。D類功率放大器是用音頻信號的幅度去線性調(diào)制高頻脈沖的寬度，功率輸出管工作在高頻開關(guān)狀態(tài)，通過LC低通濾波器后輸出音頻信號。由于輸出管工作在開關(guān)狀態(tài)，故具有極高的效率。理論上為100％，實(shí)際電路也可達(dá)到80％～95％，所以我們決定采用D類功率放大器。

圖2 脈寬調(diào)制器電路

① 脈寬調(diào)制器(PWM)

方案一：可選用專用的脈寬調(diào)制集成塊，但通常有電源電壓的限制，不利于本題發(fā)揮部分的實(shí)現(xiàn)。

方案二：采用圖2所示方式來實(shí)現(xiàn)。三角波產(chǎn)生器及比較器分別采用通用集成電路，各部分的功能清晰，實(shí)現(xiàn)靈活，便于調(diào)試。若合理的選擇器件參數(shù)，可使其能在較低的電壓下工作，故選用此方案。② 高速開關(guān)電路 a.輸出方式

方案一：選用推挽單端輸出方式(電路如圖3所示)。電路輸出載波峰-峰值不可能超過5V電源電壓，最大輸出功率遠(yuǎn)達(dá)不到題目的基本要求。

圖3 高速開關(guān)電路 方案二：選用H橋型輸出方式(電路如圖4所示)。此方式可充分利用電源電壓，浮動輸出載波的峰-峰值可達(dá)10V，有效地提高了輸出功率，且能達(dá)到題目所有指標(biāo)要求，故選用此輸出電路形式。

圖4 高速開關(guān)電路

b.開關(guān)管的選擇。為提高功率放大器的效率和輸出功率，開關(guān)管的選擇非常重要，對它的要求是高速、低導(dǎo)通電阻、低損耗。

方案一：選用晶體三極管、IGBT管。晶體三極管需要較大的驅(qū)動電流，并存在儲存時(shí)間，開關(guān)特性不夠好，使整個(gè)功放的靜態(tài)損耗及開關(guān)過程中的損耗較大；IGBT管的最大缺點(diǎn)是導(dǎo)通壓降太大。

方案二：選用VMMOSFET管。VMOSFET管具有較小的驅(qū)動電流、低導(dǎo)通電阻及良好的開關(guān)特性，故選用高速VMOSFET管。③ 濾波器的選擇

方案一：采用兩個(gè)相同的二階Butterworth低通濾波器。缺點(diǎn)是負(fù)載上的高頻載波電壓得不到充分衰減。

方案二：采用兩個(gè)相同的四階Butterworth低通濾波器，在保證20kHz頻帶的前提下使負(fù)載上的高頻載波電壓進(jìn)一步得到衰減。

三、主要電路工作原理分析與計(jì)算

1、D類放大器的工作原理

一般的脈寬調(diào)制D類功放的原理方框圖如圖 5 所示。圖 6 為工作波形示意，其中(a)為 輸入信號；(b)為鋸齒波與輸入信號進(jìn)行比較的波形；(c)為調(diào)制器輸出的脈沖(調(diào)寬脈沖)；(d)為功率放大器放大后的調(diào)寬脈沖；(e)為低通濾波后的放大信號。

圖5 D類放大器的工作原理

圖6 D類放大器的工作波形示意圖

2、D類功放各部分電路分析與計(jì)算(1)脈寬調(diào)制器

①三角波產(chǎn)生電路。該電路我們采用滿幅運(yùn)放TLC4502及高速精密電壓比較器LM311來實(shí)現(xiàn)(電路如圖7所示)。TLC4502不僅具有較寬的頻帶，而且可以在較低的電壓下滿幅輸出，既保證能產(chǎn)生線性良好的三角波，而且可達(dá)到發(fā)揮部分對功放在低電壓下正常工作的要求。載波頻率的選定既要考慮抽樣定理，又要考慮電路的實(shí)現(xiàn)，選擇150 kHz的載波，使用四階Bultterworth LC濾波器，輸出端對載頻的衰減大于60dB，能滿足題目的要求，所以我們選用載波頻率為150 kHz。

電路參數(shù)的計(jì)算：在5V單電源供電下，我們將運(yùn)放5腳和比較器3腳的電位用R調(diào)整為2.5 V，8同時(shí)設(shè)定輸出的對稱三角波幅度為1 V(V＝2V)。若選定R為100 kΩ，并忽略比較器高電

p-p

10平時(shí)R上的壓降，則R的求解過程如下：

119

取R9為39 kΩ。

圖7 三角波產(chǎn)生電路

選定工作頻率為f=150 kHz，并設(shè)定R+R=20kΩ，則電容C的計(jì)算過程如下:

763對電容的恒流充電或放電電流為

則電容兩端最大電壓值為

其中T為半周期，T=T/2=1/2。Vf的最大值為2V，則

1c取C=220 pF，R=10kΩ，R采用20 kΩ可調(diào)電位器。使振蕩頻率在150 kHz左右有較大47

6的調(diào)整范圍。

圖8 比較器電路

②比較器。選用LM311精密、高速比較器，電路如圖8所示，因供電為5V單電源，為給V+=V-提供2.5V的靜態(tài)電位，取R12=R15，R13=R14，4個(gè)電阻均取10 kΩ。由于三角波Vp-p=2V，所以要求音頻信號的Vp-p不能大于2V，否則會使功放產(chǎn)生失真。

⑵ 前置放大器電路

如圖9所示。設(shè)置前置放大器，可使整個(gè)功放的增益從1～20連續(xù)可調(diào)，而且也保證了比較器的比較精度。當(dāng)功放輸出的最大不失真功率為1W時(shí)，其8Ω上的電壓V=8V，此時(shí)送

p-p給比較器音頻信號的V值應(yīng)為2V，則功放的最大增益約為4（實(shí)際上，功放的最大不失真p-p功率要略大于1W，其電壓增益要略大于4）。因此必須對輸入的音頻信號進(jìn)行前置放大，其增益應(yīng)大于5。

前放仍采用寬頻帶、低漂移、滿幅運(yùn)放TLC4502，組成增益可調(diào)的同相寬帶放大器。選擇同相放大器的目的是容易實(shí)現(xiàn)輸入電阻R≥10kΩ的要求。同時(shí)，采用滿幅運(yùn)放可在降低電源

i電壓時(shí)仍能正常放大，取V=V/2=2.5V，要求輸入電阻R大于10kΩ，故取R=R=51kΩ，+

cc

i

12則R=51/2=25.5kΩ，反饋電阻采用電位器R，取R=20kΩ，反相端電阻R取2.4kΩ，則前

i

43置放大器的最大增益Av為

圖 9 前置放大器電路

調(diào)整R使其

4考慮到前置放大器的最大不失真輸出電壓的幅值V<2.5V，取V

om的音頻最大幅度V<(V/A)=2/8=250mV。超過此幅度則輸出會產(chǎn)生削波失真。

imom

v⑶ 驅(qū)動電路 如圖10所示。器并聯(lián)運(yùn)用以獲得較大的電流輸出，送給由晶體三極管組成的互補(bǔ)對稱式射極跟隨器驅(qū)4.220 1 1 34 + = + = RR Av增益約為 8，則整個(gè)功放的電壓增益從 0～32 可調(diào)。om=2.0V，則要求輸入 將 PWM 信號整形變換成互補(bǔ)對稱的輸出驅(qū)動信號，用 CD40106 施密特 觸發(fā)動的輸出管，保證了快速驅(qū)動。驅(qū)動電路晶體三極管選用2SC8050和2SA8550對管。

⑷ H橋互補(bǔ)對稱輸出電路對VMOSFET的要求是導(dǎo)通電阻小，開關(guān)速度快，開啟電小。因輸出功率稍大于1W，屬小功率輸出，可選用功率相對較小、輸入電容較小、容易快速驅(qū)動的對管，IRFD120和IRFD9120 VMOS對管的參數(shù)能夠滿足上述要求，故采用之。實(shí)際電路如圖11所示。互補(bǔ)PWM開關(guān)驅(qū)動信號交替開啟Q和Q或Q和Q，分別經(jīng)兩個(gè)4階Butterworth

67濾波器濾波后推動喇叭工作。

圖 10 驅(qū)動電路

圖 11 H 橋互補(bǔ)對稱輸出及低通濾波電路

⑸ 低通濾波器

本電路采用4階Butterworth低通濾波器（如圖11)。對濾波器的要求是上限 頻率≥20 kHz，在 通頻帶內(nèi)特性基本平坦。采用了電子工作臺(EWB)軟件進(jìn)行仿真，從而得到了一組較佳的參數(shù)：L1=22μH，L2＝47μH，C1=l.68μH，C2=1μH。19.95 kHz處下降2.464 dB，可保證20 kHz的上限頻率，且通帶內(nèi)曲線基本平坦；100 kHz、150 kHz處分別下降48 dB、62 dB，完全達(dá)到要求。

四、系統(tǒng)測試及數(shù)據(jù)分析

1、測試使用的儀器

2、測試數(shù)據(jù)

（1）最大不失真輸出功率測試數(shù)據(jù)如下表所示：

⑵ 通頻帶的測量測試數(shù)據(jù)如下表所示

由表看出通頻帶BW0.7≈fH≈20 kHz，滿足發(fā)揮部分的指標(biāo)要求。⑶ 效率的測量測試數(shù)據(jù)如下表所示：

⑷ 測量輸出功率200mW時(shí)的最低電源電壓測量結(jié)果：Vcc=4.12 V。

3、測量結(jié)果分析

①功放的效率和最大不失真輸出功率與理論值還有一定差別，其原因有以下幾個(gè)方面： a．功放部分電路存在的靜態(tài)損耗，包括PWM調(diào)制器、音頻前置放大電路、輸出驅(qū)動電路及 橋輸出電路。這些電路在靜態(tài)時(shí)均具有一定的功率損耗，實(shí)測結(jié)果其 5V 電源的靜態(tài)總電流約為30 mA，即靜態(tài)功耗 P 損耗=5× =1 mW。那么這部分的損耗對總的效率影響很大，特別對小功率輸出時(shí)影響更大，這是影響效率提高的一個(gè)很重要的方面。

b．功放輸出電路的損耗，這部分的損耗對效率和最大不失真輸出功率均有影響。此外，H橋的互補(bǔ)激勵(lì)脈沖達(dá)不到理想同步，也會產(chǎn)生功率損耗。

五、進(jìn)一步改進(jìn)的措施

1、盡量設(shè)法減小靜態(tài)功耗

①盡量減小運(yùn)放和比較器的靜態(tài)功耗。實(shí)測兩個(gè)比較器(LM311)的靜態(tài)電流約為 15 mA，這部分損耗就占了靜態(tài)損耗的一半功率。這是由于在選擇器件時(shí)幾個(gè)方面不能完全兼顧所 致。若選擇同時(shí)滿足幾方面要求的器件，這部分的功耗是完全可以大幅度降低的。②我們選用的 VMOSFET 管的導(dǎo)通電阻還不是很小，若能換成導(dǎo)通電阻更小的 VM0SFET 管，則整個(gè)功放的效率和最大不失真輸出功率還可進(jìn)一步提高。③低通濾波器電感的直流內(nèi)阻需進(jìn)一步減小。

六、結(jié)束語 對于本系統(tǒng)設(shè)計(jì)，有些指標(biāo)還有待于進(jìn)一步提高。例如，在功放效率、最 功率等方面還有較大的潛力可挖，這些都有待于我們

擇來進(jìn)一步完善。大不失真輸出 通過對電路的改進(jìn)和對元器件的最佳選

第二篇：模電課設(shè)報(bào)告 音頻功率放大器

1.設(shè)計(jì)思路

此次課程設(shè)計(jì)要求我們做一款音頻功率放大器，通過在網(wǎng)上查找資料，我們發(fā)現(xiàn)TDA203是一款性能十分優(yōu)良的功率放大集成電路，其主要特點(diǎn)是上升速率高、瞬態(tài)互調(diào)失真小，在目前流行的數(shù)十種功率放大集成電路中，規(guī)定瞬態(tài)互調(diào)失真指標(biāo)的僅有包括TDA2030在內(nèi)的幾種。

TDA2030集成電路的另一特點(diǎn)是輸出功率大，而保護(hù)性能以較完善。根據(jù)掌握的資料，在各國生產(chǎn)的單片集成電路中，輸出功率最大的不過20W，而TDA 2030的輸出功率卻能達(dá)18W，若使用兩塊電路組成BTL電路，輸出功率可增至35W。另一方面，大功率集成塊由于所用電源電壓高、輸出電流大，在使用中稍有不慎往往致使損壞。然而在TDA2030集成電路中，設(shè)計(jì)了較為完善的保護(hù)電路，一旦輸出電流過大或管殼過熱，集成塊能自動地減流或截止，使自己得到保護(hù)（當(dāng)然這保護(hù)是有條件的，我們決不能因?yàn)橛斜Ｗo(hù)功能而不適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行使用）。TDA2030集成電路的第三個(gè)特點(diǎn)是外圍電路簡單，使用方便?，F(xiàn)有的各種功率集成電路中，它的管腳屬于最少的一類，總共才5端，外型如同塑封大功率管，這就給使用帶來不少方便。

TDA2030在電源電壓±14V，負(fù)載電阻為4Ω時(shí)輸出14瓦功率（失真度≤0.5％）、在電源電壓±16V，負(fù)載電阻為4Ω時(shí)輸出18瓦功率（失真度≤0.5％）。該電路由于價(jià)廉質(zhì)優(yōu)，使用方便，并正在越來越廣泛地應(yīng)用于各種款式收錄機(jī)和高保真立體聲設(shè)備中。該電路可供低頻課程設(shè)計(jì)選用。

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2.電路選擇

通過學(xué)習(xí)模電，我們對OCL、OTL和BTL功率放大電路有的一定的認(rèn)識，經(jīng)過比較，我們決定選擇其一進(jìn)行設(shè)計(jì)。下面是對三個(gè)功放電路的比較及介紹：

2.1 OCL電路簡介：

OCL電路稱為無輸出電容功放電路，是在OTL電路的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。主要特點(diǎn)：1采用雙電源供電方式，輸出端直流電位為零；由于沒有輸出電容，低頻特性很好揚(yáng)聲器一端接地，一端直接與放大器輸出端連接，因此須設(shè)置保護(hù)電路；

2具有恒壓輸出特性；允許選擇4Ω、8Ω或16Ω負(fù)載； 3最大輸出電壓振幅為正負(fù)電源值，額定輸出功率約為 /(2RL)2.2 OTL電路簡介：

OTC稱為無輸出變壓器功放電路。是一種輸出級與揚(yáng)聲器之間采用電容耦合而無輸出變壓器的功放電路，它是高保真功率放大器的基本電路之一，但輸出端的耦合電容對頻響也有一定影響。

主要特點(diǎn)：1采用單電源供電方式，輸出端直流電位為電源電壓的一半；

2輸出端與負(fù)載之間采用大容量電容耦合，揚(yáng)聲器一端接地； 3具有恒壓輸出特性，允許揚(yáng)聲器阻抗在4Ω、8Ω、16Ω之中選擇。

2.3 BTL電路簡介：

BTL稱為平衡橋式功放電路。它由兩組對稱的 OTL或OCL電路組成，揚(yáng)聲器接在兩組OTL或OCL電路輸出端之間，即揚(yáng)聲器兩端都不接地。

主要特點(diǎn)有：可采用單電源供電，兩個(gè)輸出端直流電位相等，無直流電流通過揚(yáng)聲器，與OTL、OCL電路相比，在相同電源電壓、相同負(fù)載情況下，BTL電路輸出電壓可增大一倍，輸出功率可增大四倍，這意味著在較低的電源電壓時(shí)也可獲得較大的輸功率，但是，揚(yáng)聲器沒有接地端，給檢修工作帶來不便。經(jīng)過認(rèn)真考慮，我們決定選擇OTL電路圖來進(jìn)行制作。

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3.電路的分析

3.1 電路原理圖

圖3.1 TDA2030電路

3.2 工作原理分析

(1)電路放大部分

放大電路的輸入信號：

...X?idXXi?，基本放大電路的增益（開環(huán)增益）：

fA=。XX..o，反饋系數(shù)F?XfXo..，負(fù)反饋放大電路的增益（閉環(huán)增益）：

A.?XX..o。

Fidi由上述公式聯(lián)立得：

A，所以負(fù)反饋放大電路對信號的增益為

A1?AF.。=

F。A.?X..oVSF?K。XA.。式子表明引入負(fù)反饋后，放大電路的閉環(huán)增益FA.為無反

Fs2

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A。1?AF越大閉環(huán)增益下降的越多，所以饋時(shí)的開環(huán)增益A的1?AF。。。1?1?AF是衡量反饋程度的重要指標(biāo)，負(fù)反饋放大電路所有性能的改善程度都與AF有關(guān)。圖3.1所示電路中的R6(150 K?)與R5(4.7K?)電阻決定放大。。器閉環(huán)增益，R4電阻越小增益越大，但增益太大也容易導(dǎo)致信號失真。(2)音量調(diào)節(jié)部分

可調(diào)電阻R2通過調(diào)節(jié)電阻大小來調(diào)節(jié)音量大小。(3)電路保護(hù)部分

兩個(gè)二極管IN4001接在電源與輸出端之間，是防止揚(yáng)聲器感性負(fù)載反沖而影響音質(zhì)。還可以防止電路短路時(shí)電流對放大器造成影響。電容C7濾掉了直流成分，保證了交流負(fù)反饋。C6(0.1uF)電容與R6(1?)的電阻是對感性負(fù)載(喇叭)進(jìn)行相位補(bǔ)償來消除自激。(4)輸出部分

大電容C6起到隔直通交的作用，濾除輸出信號中的直流信號。

3.3 元件參數(shù)選擇與計(jì)算

(1)根據(jù)閉環(huán)增益計(jì)算方法，選取R5和R6時(shí)應(yīng)增大他們之間的比例，所以選R6為150 K?，而R5太小會造成失真，所以選取4.7 K?。

(2)輸出部分的濾波電容應(yīng)盡量選擇大電容以使輸出中的直流分量盡可能多的被濾除。這里選取2200Uf的電容。

(3)由于TDA2030的工作電壓不超過22V，所以這里的二極管選取IN4001即可，其反向擊穿電壓為50V，符合電路要求。

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4.電路調(diào)試與運(yùn)行

焊接：在焊接電路之前，先檢查各個(gè)元件的好壞，并及時(shí)更換不合格的元件。再由孔距確定元件的安裝方式，電阻器采用臥式安裝，滌綸電容、電解電容采用立式安裝，并都要求津貼電路板。插裝TDA2030芯片時(shí)務(wù)必小心，腳全部插進(jìn)去后再焊接，并注意與散熱片的孔位吻合。各焊點(diǎn)加熱時(shí)間及用錫量要適當(dāng)。防止虛焊、假焊及短路。焊后要剪去多余的引腳并檢查所有的焊點(diǎn)。確認(rèn)無誤后才可以通電測試。同時(shí)還要注意電源變壓器初次級與開關(guān)及電路板的接線不得有誤。芯片要用自攻螺絲與散熱片相連。

測試：通電測試全部器件及插件焊接完后經(jīng)過認(rèn)真仔細(xì)檢查后方可通電測試。組裝：分別焊接完電路放大部分、音量調(diào)節(jié)部分、電路保護(hù)部分和輸出部分后，進(jìn)行各部分之間的連接。

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5.電源部分設(shè)計(jì)

5.1 電源設(shè)計(jì)圖

5.2 電源設(shè)計(jì)圖原理

(1)首先利用變壓器將220V交流電壓變?yōu)?2V交流電壓。(2)較低交流電壓經(jīng)過由四個(gè)二極管IN4001直流電壓。(3)利用2200Uf的大電容進(jìn)行濾波，隨后可得到直流電壓。(4)在負(fù)載R上可得到直流穩(wěn)定電壓。

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6.元件清單

集成運(yùn)放：TDA2030 可調(diào)電阻：50? ?1 電阻： 1? ?1 4.7K? ?1 100K? ?3 150K? ?1 極性電容：1u ?1 10u 22u 2200u 無極性電容：0.1u 二極管：IN4001

?1 ?2 ?1 ?1 ?2 6

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7.電路制作過程中遇到的問題

1、第一次接通電路時(shí)，芯片發(fā)熱因發(fā)熱過高而燒毀，經(jīng)檢查電路無連接故障，所以可以認(rèn)定是散熱片過小的原因，更換散熱片后接通電路則電路正常運(yùn)行。

2、調(diào)節(jié)電位器發(fā)現(xiàn)音量增大或減小到一定程度時(shí)便不再增大或減小，這與電位器的阻值有關(guān)，使得調(diào)節(jié)至一定范圍后效果不夠顯著。

3、開始焊接電路時(shí)使用了普通變阻器，結(jié)果發(fā)現(xiàn)由于其他原件的存在使得變阻器的調(diào)節(jié)十分麻煩，后來改用音頻變阻器，使得調(diào)節(jié)變得簡單。

4、在電路運(yùn)行過程中，有時(shí)會聽到聲音忽大忽小，經(jīng)檢查是由于輸入及輸出端接觸不良造成的，處理后讓輸入輸出端穩(wěn)定即可消除以上情況。

武漢理工大學(xué)《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)

8．心得體會

通過這次課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我們動手、思考和解決問題的能力。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，我們通過這個(gè)方案包括設(shè)計(jì)了一套電路原理和PCB連接圖，和芯片上的選擇。這個(gè)方案總使用了TDA2030 在設(shè)計(jì)過程中，經(jīng)常會遇到這樣那樣的情況，就是心里想老著這樣的接法可以行得通，但實(shí)際接上電路，總是實(shí)現(xiàn)不了，因此耗費(fèi)在這上面的時(shí)間用去很多。我覺得做課程設(shè)計(jì)同時(shí)也是對課本知識的鞏固和加強(qiáng)，由于課本上的知識太多，平時(shí)課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運(yùn)用各個(gè)元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，所以在這次課程設(shè)計(jì)過程中，我們了解了很多元件的功能，并且對于其在電路中的使用有了更多的認(rèn)識。

平時(shí)看課本時(shí)，有時(shí)問題老是弄不懂，做完課程設(shè)計(jì)，那些問題就迎刃而解了。而且還可以記住很多東西。比如一些芯片的功能就，通過動手實(shí)踐讓我們對各個(gè)元件映象深刻。所以這個(gè)期末測試之后的課程設(shè)計(jì)對我們的作用是非常大的。制作PCB時(shí)，我發(fā)現(xiàn)只有細(xì)心才能做到完美，首先是線的布局上既要美觀又要實(shí)用和走線簡單，還有電路板的大小，兼顧到方方面面去考慮是很需要的，否則只是一紙空話。

同時(shí)我認(rèn)為我們的工作是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的工作，團(tuán)隊(duì)需要個(gè)人，個(gè)人也離不開團(tuán)隊(duì)，必須發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。某個(gè)人的離群都可能導(dǎo)致導(dǎo)致整項(xiàng)工作的失敗。課程設(shè)計(jì)中只有一個(gè)人知道原理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須讓每個(gè)人都知道，否則一個(gè)人的錯(cuò)誤，就有可能導(dǎo)致整個(gè)工作失敗。團(tuán)結(jié)協(xié)作是我們實(shí)習(xí)成功的一項(xiàng)非常重要的保證。而這次實(shí)習(xí)也正好鍛煉我們這一點(diǎn)，這也是非常寶貴的。

通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。

武漢理工大學(xué)《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)

參考文獻(xiàn)

[1] 胡宴如．模擬電子技術(shù)．北京：高等教育出版社，2000 [2] 胡宴如．高頻電子線路．北京：高等教育出版社，1998 [3] 汪建宇．電類專業(yè)英語．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005 [4] 楊志亮．Protel 99 SE原理圖設(shè)計(jì)．西安：工業(yè)大學(xué)出版社，2002 [5] 方建中．高頻電子實(shí)驗(yàn).浙江：浙江大學(xué)出版社，2001 [6] 張慶雙．電子元件的選用與檢測.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002

第三篇：模電課程設(shè)計(jì)仿真 音頻放大電路

電子科技大學(xué)

設(shè)計(jì)題目：學(xué)生姓名：教師姓名：《模擬電路基礎(chǔ)》電子線路應(yīng)用設(shè)計(jì)報(bào)告

功率放大電路 學(xué)號：

日期： 2016.12.27

1、設(shè)計(jì)任務(wù)

設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)并制作用晶體管和集成運(yùn)算放大器組成的音頻功率放大電路，負(fù)載為揚(yáng)聲器，阻抗RL=8Ω。

性能指標(biāo)：頻率：20Hz～20kHz 輸出功率：≥8W 放大倍數(shù)：30dB 失真：≤10%

2、電路原理

2.1 電路整體方案 2.1.1 方案的確定及論證

一、OCL互補(bǔ)對稱功率放大器

圖 2.1.1-1 OCL電路

如圖所示放大電路是由兩個(gè)射極輸出器組成的，T1和T2分別為NPN型管和PNP型管，兩管的材料和參數(shù)相同（即特性對稱），且電源由對稱的雙電源+VCC和-VCC提供。

圖中，兩管基極沒有偏置電流，靜態(tài)損耗為0，電路工作在乙類狀態(tài)，信號從基極輸人，從射極輸出，RL為負(fù)載，輸出端沒有耦合電容。所以，把圖4-35所示的電路稱為無輸出電容的功率放大電路，簡稱OCL電路。靜態(tài)時(shí)，UEQ＝UBQ＝0 輸入電壓的正半周：＋VCC→T1→RL→地 輸入電壓的負(fù)半周：地→RL→T2→－VCC OCL電路的輸出功率的計(jì)算公式如下：

最大輸出功率：

轉(zhuǎn)換效率：

二、用集成器件實(shí)現(xiàn)

TDA2030集成功放芯片：

TDA2030是德律風(fēng)根生產(chǎn)的音頻功放電路，采用V型5腳單列直插式塑料封裝結(jié)構(gòu)。該集成電路廣泛應(yīng)用于汽車立體聲收錄音機(jī)、中功率音響設(shè)備，具有體積小、輸出功率大、失真小等特點(diǎn)。并具有內(nèi)部保護(hù)電路。

圖 2.1.1-2 TDA2030芯片

TDA2030管腳功能： 1腳是正相輸入端； 2腳是反向輸入端； 3腳是負(fù)電源輸入端； 4腳是功率輸出端； 5腳是正電源輸入端。

圖 2.1.1-3 TDA2030芯片

圖 2.1.1-4 TDA2030典型參數(shù)

TDA2030特點(diǎn): 1.開機(jī)沖擊極小。2.外接元件非常少。

3.TDA2030輸出功率大，Po=18W(RL=4Ω)。4.采用超小型封裝(TO-220),可提高組裝密度。

5.內(nèi)含各種保護(hù)電路，因此工作安全可靠。主要保護(hù)電路有：短路保護(hù)、熱保護(hù)、地線偶然開路、電源極性反接(Vsmax=12V)以及負(fù)載泄放電壓反沖等。

6．TDA2030A能在最低±6V最高±22V的電壓下工作在±19V、8Ω阻抗時(shí)能夠輸出16W的有效功率，THD≤0.1%。

運(yùn)用集成芯片TDA2030完成音頻功率放大電路的設(shè)計(jì)，能夠更好地達(dá)到設(shè)計(jì)任務(wù)和要求。2.1.2 整體電路

整體電路設(shè)計(jì)：使用TDA2030加少量外圍元件，輸入端使用高通濾波。

圖 2.1.2-1 音頻功放電路

2.2 各部分電路原理

一、輸入部分

圖 2.2-1 輸入部分電路

R3是直流平衡電阻，同時(shí)與C3構(gòu)成高通響應(yīng)，用以濾除低頻信號。

二、放大部分

圖 2.2-2 放大部分電路

R1、R2和C2構(gòu)成負(fù)反饋電路，決定電路的電壓增益及低端截止頻率。Au=R1/R2

三、輸出部分

輸出部分負(fù)載為揚(yáng)聲器，阻抗RL=8Ω。

四、保護(hù)部分

圖 2.2-3 保護(hù)部分電路

R4和C7可以穩(wěn)定頻率，防止電路自激。D1、D2用以保護(hù)集成塊 2.3 電路參數(shù)選擇依據(jù)

闡述電路整體方案、各部分電路原理和電路參數(shù)選擇依據(jù)

3、電路仿真和結(jié)果

根據(jù)要求，仿真軟件選用multisim，在軟件中連接電路如圖4.1所示：

圖 3-1 電路仿真圖

一、波特圖輸出

圖 3-2 波特圖

由圖可以看出，其仿真的結(jié)果，在20Hz-20kHz內(nèi)中后段的波形放大能力基本保持不變化，且放大倍數(shù)約為30dB。符合題目要求。

二、輸出功率

圖 3-3 輸出回路上探針數(shù)據(jù) 圖 3-4 輸出功率圖

輸出功率為8.662W，≥8W，滿足要求。

三、失真分析

圖 3-5 失真分析圖

失真為0.014%，≤10%。滿足要求。

選擇的器件及其參數(shù)

給出部分和整體電路仿真截圖，給出仿真結(jié)果及結(jié)論。

4、電路加工及測試（可選）

闡述制作電路（畫圖、焊接）的過程及注意事項(xiàng)，給出PCB版圖、實(shí)物圖。闡明所用的測試儀表、測試方法，給出測試結(jié)果。在最后，針對這次DIY，也有些收獲和感悟。其中最重要的一點(diǎn)就是功放單點(diǎn)接地的問題！一定得慎之慎之處理處理不好功放會有底噪。

圖中R1、R2是輸入落地電阻，C2是直流反饋電容，接地點(diǎn)是小信號地，標(biāo)記為藍(lán)色，；C3、C4、C6、C7是退耦電容，接地端標(biāo)記為紅色，屬電源地。正確的接地方式為：三個(gè)小信號接地點(diǎn)可混合在一條地線上，四個(gè)電源地匯集為另一條地線，電源地與小信號地在總接地點(diǎn)處匯合，除總接地點(diǎn)外，兩種地不得有其他連通點(diǎn)。

5、問題解答

1、為什么共射放大電路不宜用作功率放大電路？

共射主要用于放大電壓信號，其輸出功率和效率都很低；而功放不僅需要有放大的電壓信號，還需要有放大的電流信號，只有電壓信號和電流信號都足夠大，才能滿足功放的要求，所以共射放大不宜用作功率放大電路。

2、TDA2030使用時(shí)對電路有什么要求？ TD2030使用時(shí)類似于集成運(yùn)放，需要用負(fù)反饋電路。

3、如何實(shí)現(xiàn)電路的實(shí)物制作？

根據(jù)電路圖繪制PCB→將PCB文件導(dǎo)出為PDF文檔格式，采用1：1導(dǎo)出→將PDF打印到菲林上，采用實(shí)際大小打印→將打印好PCB菲林平鋪在感光板上，準(zhǔn)備曝光→用11W的日光臺燈曝光約15分鐘→曝光完畢后用顯影液進(jìn)行顯影→準(zhǔn)備好腐蝕溶液進(jìn)行腐蝕→腐蝕結(jié)束，鉆孔，準(zhǔn)備焊接→焊接元件

6、總結(jié)

通過此次的課程設(shè)計(jì)，我增進(jìn)了對功率放大電路的了解、掌握了音頻功率放大電路的基本設(shè)計(jì)方法，對于仿真軟件Multisim也用得更加得心應(yīng)手，此外我還新學(xué)會了利用軟件Altium Designer繪出PCB版圖。同時(shí)對于模電的課程的內(nèi)容也有了更加深刻的認(rèn)識。

電子設(shè)計(jì)和需要扎實(shí)的理論基本功，同時(shí)也需要有一定的動手能力。理論加上實(shí)踐，才能做等更好。

從選擇題目到開始著手去做，我才發(fā)現(xiàn)自己的模電知識掌握得并不牢固，于是花了很多時(shí)間去讀教材相關(guān)內(nèi)容，包括基本放大電路的知識，多級放大器，放大電路的反饋和功率放大器等章節(jié)，總算是有了大概的想法和思路。而后便查閱各種論文和書籍資料，瀏覽各樣的電子、電工論壇，看到別人的一些見解和討論，啟發(fā)了我的思路。最終發(fā)現(xiàn)了TDA2030的集成運(yùn)放具有很大的優(yōu)點(diǎn)，便想用集成運(yùn)放來實(shí)現(xiàn)。我選擇了TDA2030典型電路中的雙電源電路來實(shí)現(xiàn)，并揣摩該電路的設(shè)計(jì)思路和意圖，最終看出了其中的道理。之后便是應(yīng)用仿真軟件來實(shí)現(xiàn)。

制作實(shí)物電路圖又是一次挑戰(zhàn)。首先我詢問了一些搞電子設(shè)計(jì)的同學(xué)如何實(shí)現(xiàn)實(shí)物，得知要先繪出PCB布線再印制、最終把元件焊上去并調(diào)試。軟件Altium Designer的使用對我來說又是一項(xiàng)新鮮事物，我不斷嘗試，學(xué)會了如何利用軟件布線。學(xué)校開放實(shí)驗(yàn)室給了我們很大的支持和鼓勵(lì)，元件的找尋以及板子的印制都不再成為困擾我們的問題。我在沒課的時(shí)候就呆在那里焊板子，最終做出了實(shí)物。

雖然我做出來的電路滿足了設(shè)計(jì)要求，但是我仍覺得有些遺憾，那就是這個(gè)電路圖我是直接用的TDA2030典型電路，并沒有在此基礎(chǔ)上做什么改進(jìn)和變化。我想，以后我要更加注重模電這樣的課程的學(xué)習(xí)，掌握扎實(shí)的基礎(chǔ)，才有創(chuàng)新思考的能力。同時(shí)我也認(rèn)識到，電子設(shè)計(jì)也需要有一定的動手能力。理論加上實(shí)踐，才能做得更好。

電路設(shè)計(jì)、仿真、加工、測試過程中的收獲和體會，對課程的理解，對實(shí)際電路的認(rèn)識等等。

說明：正文小四號宋體。圖表采用五號宋體，圖表分別按順序編號。

表1 選用的元器件型號和數(shù)量 圖1 xxx仿真電路圖

參考文獻(xiàn)

[1].[2].[3].[4].童詩白，華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].第四版.北京：高等教育出版社，2006.周文.淺談TDA2030集成音頻功率放大器的制作[J].課程教育研究,2013，(2).朱李明.線性集成電路——TDA2030A[J].集成電路應(yīng)用，1986,(3).張燕玉，陳國志.實(shí)用OCL集成音頻功率放大器的分析方法[J].科技資訊，2010，(3).[5].芮新芳，朱朝霞，牛耀國.使用Altium Designer Winter 09設(shè)計(jì)印刷電路板之常見問題及使用技巧[J].電腦與電信,2011，(9).[6].吳中華.Altium Designer 10使用快速入門[J].電子制作,2012，(6).

第四篇：模電課程設(shè)計(jì)論文-音頻功放電路

序

號

課 程 論 文

課程名稱 論文題目 學(xué) 院 專業(yè)班級 學(xué) 號 姓 名 聯(lián)系方式

模電課程設(shè)計(jì) 音頻功率放大電路

2013 年 6 月 10 日

一、設(shè)計(jì)題目：

音頻功率放大電路

二、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求：

要求：設(shè)計(jì)并制作用晶體管和集成運(yùn)算放大器組成的音頻功率放大電路，負(fù)載為揚(yáng)聲器，阻抗8?。

指標(biāo)：頻帶寬50HZ～20kHZ，輸出波形基本不失真；電路輸出功率大于8W；輸入靈敏度為100mV，輸入阻抗不低于47K?。

三、原理電路設(shè)計(jì)：

根據(jù)題目要求“用晶體管和集成運(yùn)放設(shè)計(jì)音頻功率放大路” 得知要用晶體管和集成運(yùn)放來完成設(shè)計(jì)。因此我選擇用集成運(yùn)放組成前級放大電路，用晶體管組成后級放大電路，前級放大電路主要實(shí)現(xiàn)電壓放大，后級主要實(shí)現(xiàn)電流放大。

前級放大蒂電路必須由低噪聲、高保真、高增益、快響應(yīng)、寬帶音響集成電路構(gòu)成。符合上訴條件的集成電路有：M5212、NE5532、NE5534等，本系統(tǒng)選擇NE5532，因?yàn)楸姸嗟倪\(yùn)放相比，NE5532具有高精度、低噪音、高阻抗、寬頻帶等優(yōu)良性能，被稱為“運(yùn)放之皇”。這種運(yùn)放的高轉(zhuǎn)速可大大改善電路瞬態(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(biāo)大大提高。

后級放大電路采用AB推免放大電路，因?yàn)橥泼夥糯箅娐房梢杂行辉绞д?。而AB推免放大電路主要有OTL和OCL，本設(shè)計(jì)選擇OCL電路，因?yàn)镺CL電路的低頻特性比OTL電路好。再者考慮到功率放大對功率要求較高，所以在OCL電路的基礎(chǔ)上采用復(fù)合管形式。

整體電路如下，元件：

NE5532

晶體管： BC547

BC557

TIP41 TIP42

電阻：

3K

4.7K

300K

260K

電容：

470u（有極性）

100u（有極性）

100n 電位器：

10K

二極管

1N4148

元件的選擇：

TIP41、TIP42最大Ic為6A，功率65W符合電路要求。R7與C2有相位補(bǔ)償作用。電容C1、C5可以避免電源的自激蕩。R3與D1組成偏置電路。NE5532的輸出端通過R10與NE5532的反相輸入端相接組成負(fù)反饋，調(diào)節(jié)電壓放大倍數(shù)。

四、電路測試：

輸出不失真波形：

頻帶寬：1.639Hz~55.69KHz，符合題目要求。

最大不失真輸出電壓時(shí)波形：

如圖，峰峰值為21.932V，根據(jù),Uo為峰峰值，得最大輸出功率為15.03W符合題目要求。

通過實(shí)驗(yàn)教程的方法測得輸入阻抗為50.009千歐，符合輸入阻抗要求。

實(shí)際測量：

如圖，最大峰峰值為24V，基本符合輸出功率大于8W要求。

五、總結(jié)

優(yōu)點(diǎn)：

1、采用NE5532集成運(yùn)放和晶體管來制作，完全符合題意。采用運(yùn)放之皇NE5532，能大大改善指標(biāo)。

2、采用OCL電路，可以消除交越失真，且采用復(fù)合管形式，可以提高電流放大系數(shù)。

3、頻帶寬大。

4、電路布局合理，無外接電線，整體性好。缺點(diǎn)：

1、輸出功率不夠大。

2、電路發(fā)熱較厲害，傳輸效率低。

3、電路較復(fù)雜，成本偏高。改進(jìn)：

1、針對輸出功率不夠，考慮換成TDA2030來組成前級放大。

2、為電路加保護(hù)電路，在NE5532的電源端加二極管進(jìn)行保護(hù)。心得體會：

通過這次課程設(shè)計(jì)使我進(jìn)一步學(xué)習(xí)了相關(guān)的模電知識，加深了對課本知識的印象，意義重大。通過課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了很多課本上學(xué)不到的知識，開闊了我的眼界，掌握了一些作為電子專業(yè)學(xué)生所必須的技能。通過焊接電路板使我的焊接技術(shù)得到了提高，讓我懂得如何合理地布線，如何使得電路板看起來更美觀。在設(shè)計(jì)過程中讓我體會到做什么事情都要有耐心、有恒心，要學(xué)會堅(jiān)持，不能怕麻煩，要有越挫越勇的精神，更重要的是要對自己有信心。當(dāng)然通過這次課程設(shè)計(jì)我也發(fā)現(xiàn)了自己很多的不足，比如總是拘于一下無關(guān)緊要的小節(jié)問題，導(dǎo)致我的進(jìn)程很慢，還發(fā)現(xiàn)自己缺乏鉆研精神，有時(shí)做事馬虎等?？傊?，通過這次課程設(shè)計(jì)我受益匪淺，不過有點(diǎn)遺憾的是自己的作品不理想，性能指標(biāo)不夠，不管怎樣我還是學(xué)到了很多東西。

六、參考資料：

1、童詩白、華成英，《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》

2、康華光，《電子技術(shù)基礎(chǔ)》模擬部分

3、趙淑范

王憲偉，《電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)》 百度網(wǎng)站、電子發(fā)燒友、豆丁網(wǎng)等相關(guān)網(wǎng)站

第五篇：模電課程設(shè)計(jì)

河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院

模擬電子課程設(shè)計(jì)

對講機(jī)放大電路的設(shè)計(jì)

專業(yè)班級 ：電氣13-3 姓

名 ：何水源

學(xué)

號 ：1316301140

一 設(shè)計(jì)方案

1．確定前置級電路方案：

①根據(jù)總的電壓放大倍數(shù)，確定放大電路的級數(shù)，實(shí)際電路中，為使放大電路的性能穩(wěn)定，都引入了一定深度的負(fù)反饋，所以，放大倍數(shù)應(yīng)留有一定余量。②．根據(jù)輸入，輸出阻抗及頻率響應(yīng)等方面的要求，確定晶體管的組態(tài)（共射，共基，共基）及靜態(tài)偏置電路。

③．根據(jù)三種耦合方式（阻容耦合，變壓器耦合，直接耦合）的不同特點(diǎn)，選用合適的耦合方式。本電路級間耦合采用阻容耦合方式。

本電路電壓增益為100倍，考慮到電路的輸入電阻不很高（ri>15K）,輸出阻抗也不太低，負(fù)載取得電流也不太大（RL=2K）,因此前置級電路采用共射極電路。由于單級放大器的電壓增益為35db左右，兩級放大器的增益為65db左右，考慮到要引入一定深度的負(fù)反饋（一般為1+AF=10左右），而電路的增益要求為100倍，所以前置級用兩級共射極電路組成。靜態(tài)偏置采用典型的工作點(diǎn)穩(wěn)定電路。

2.確定功率放大器電路方案：

功率放大器的電路形式很多，有雙電源的OTL互補(bǔ)對稱功放電路、單電源供電的OTL功放電路、BTL橋式推勉功放電路和變壓器耦合功放電路等。這些電路各有特點(diǎn)，可根據(jù)要求和具備的實(shí)驗(yàn)條件綜合考慮，做出選擇。

本方案的輸出功率較小，可采用單電源供電的OCL功放電路，OTL功率放大器由推動級、輸出級組成。推動級采用普通的共射極放大電路，輸出級由互補(bǔ)推動輸出，工作在甲乙類狀態(tài)下，得到較大的輸出功率。

圖1-4是一個(gè)OTL功放電路，T4是前置放大級，只要適當(dāng)調(diào)節(jié)Rp，就可以使IRH、UB5和UB6達(dá)到所需數(shù)值，給T5、T6 提供一個(gè)合適的偏置，從而使A點(diǎn)電位UA=UC6=VCC/2。

當(dāng)Ui=Uimsinwt時(shí)，在信號的負(fù)半周，經(jīng)T4放大反相后加到T5、T6基極，使T6截止、T5導(dǎo)通，這時(shí)有電流通過RL，同時(shí)電容C5被充電，形成輸出電壓Uo的正半周波形，在信號的正半周，經(jīng)T4放大反相后加到T5、T6基極，使T5導(dǎo)通、T6截止，則已充電的電容C5起著電源的作用，并通過RL，和T5放電，形成輸出電壓Uo的負(fù)半周波形。當(dāng)Ui周而復(fù)始變化時(shí)，T5、T6交替工作，負(fù)載RL上就可以得到完整的正弦波。

為使輸出電壓達(dá)到最大峰值UCC/2，采用自舉電路的OTL功放電路。

當(dāng)Ui=0時(shí)，UA=VCC/2，UB=VCC-iR11R2，電容C3兩端電壓UC3=UB-UA=VCC/2-iR11R2。當(dāng)R11C4乘積足夠大時(shí)，則可以認(rèn)為UC4基本為常數(shù)，不隨Ui而變化。這樣，當(dāng)Ui為負(fù)半周時(shí)，T5導(dǎo)通，UA向更正的方向變化。由于B點(diǎn)電位UB=UC4+UA，B點(diǎn)電位也將自動隨著A點(diǎn)電位升高。因而，即使輸出電壓Uo幅度升的很高也有足夠的電流通過T5基極，使T5充分導(dǎo)電。這種工作方式叫“自舉“，意思是電路本身把UB提高了。

四、計(jì)算原件參數(shù)

依據(jù)基本設(shè)計(jì)方案計(jì)算元件參數(shù)

電路方案確定以后，要根據(jù)給定的技術(shù)要求進(jìn)行元件參數(shù)的選擇。在確定元件參數(shù)時(shí)，可以先從后級開始，根據(jù)負(fù)載條件確定后級的偏置電路，然后再計(jì)算前級的偏置電路，進(jìn)一步由放大電路的頻率特性確定耦合電容和旁路電容的電量，最后由電壓放大倍數(shù)確定負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)。1).確定電源電壓 Vcc應(yīng)滿足要求：

Vcc 〉2Vom+VE+VCES Vom= 1.4V VE為三極管發(fā)射極電壓，一般取1~3V，VCES為晶體管飽和壓降，一般取1V。

2．前置放大級參數(shù)確定 a）確定T2級的參數(shù)

集電極電阻R8，發(fā)射極電阻R9，T3型號，基極偏置電阻R6、R7。

Vcc-VCEQ2=ICQ2 R8+VE2 VCEQ2= ICQ2 VCEQ2 > Vom+VCES R9=VE2/ICQ2 指標(biāo)中，RL=2KΩ，取VE2=3V，VCES=1V； 確定R8=3.5KΩ，R9=1.5KΩ，取標(biāo)稱值，R8=3.3KΩ，R9=1.5KΩ，則靜態(tài)值ICQ=2mA，VCEQ2=2.4V。確定T2級三極管參數(shù)：

晶體管的選取主要依據(jù)晶體管的三個(gè)極限參數(shù)： BVCEO > 三極管c-e間最大電壓VCEmax ICM>三極管工作時(shí)的最大電流ICmax PCM > 三極管工作時(shí)的最大功耗PCmax VCE最大值為: VCE2max=Vcc IC2的最大值為: IC2max =2ICQ2 T2的最大功耗為：PCmax= VCEQ2 · ICQ 因此T2的參數(shù)應(yīng)滿足： BVCEO > 12V ICM>2ICQ2 = 4mA PCM > VCEQ2 · ICQ2 = 4.8mW 選用3DG系列小功率三極管，β2=80。確定T2級基極電阻參數(shù)： 選取原則：

1.基極電壓VB2越穩(wěn)定，則電路的穩(wěn)定性越好，需滿足IR ＞ ＞ IB 2.IR不能過大，否則R6、R7的值太小。會增加電源的消耗；使第二級的輸入電阻降低，從而使第一級的放大倍數(shù)降低。

為了使VB2穩(wěn)定同時(shí)第二級的輸入電阻又不致太小，按下式選取IR的值： IR=（5 ~ 10）IBQ 硅管 IR=（10 ~ 15）IBQ 鍺管

本電路選用硅管，取 IR= 5 IBQ，則：

T1級發(fā)射極、集電極電阻及靜態(tài)工作點(diǎn)：

因?yàn)門1級是放大器的輸入級，其輸入信號比較小，放大后的輸出電壓也不大，所以對于第一級失真度和輸出幅度的要求比較容易實(shí)現(xiàn)，主要考慮如何減小噪聲，三極管的噪聲大小與工作點(diǎn)的選取有很大關(guān)系，減小靜態(tài)電流對降低噪聲是有利的，但對提高放大倍數(shù)不利，所以靜態(tài)電流不能太小。在工程計(jì)算中，一般對小信號的輸入級都不詳細(xì)計(jì)算，而是憑經(jīng)驗(yàn)直接選?。?I CQ1 = 0.1~1 mA 硅管

I CQ1 = 0.1~2 mA 鍺管 本電路選用硅管，取IR=5IBQ

取標(biāo)稱值R1=12K，R4=56，R5=5.6K。T1級三極管參數(shù)：

BVCEO > 12V，ICM > 0.5 mA，PCM > 1.5 mW 選用3DG—三極管可以滿足要求。確定T1級基極電阻參數(shù)： 取IR= 10 IBQ1，VE1 = 3V

耦 合 電 容 ： 2 ～ 10 μF 發(fā)射極旁路電容： 150 ～ 200 μF

d）反饋網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算 Rf = 100R4-R4=5.5K 取Rf = 5.6K，Cf=10μF

根據(jù)上述的計(jì)算結(jié)果，得到電路圖1-6，可將電路仿真，如不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，修改電路使其達(dá)到設(shè)計(jì)要求。然后將仿真后的電路實(shí)際安裝調(diào)試。

五、對講機(jī)的安裝

(1)熟悉電路元件，發(fā)對講機(jī)裝配零件，檢查和熟悉各種零件 周二，老師首先讓我們熟悉對講機(jī)的電路圖和熟悉電路元件，這一天的工作是相對輕松的，僅僅是熟悉電路圖和學(xué)習(xí)使用常用電子儀器儀表，和識別檢測常用的電子元件。

這一天最重要的就是常用電子元件的識別和檢測。我們常見的電子元件就是電阻、電容、二極管和三極管。電阻上的色帶是就是電阻的色環(huán)標(biāo)記法，通過色環(huán)來表示電阻的大小，有效數(shù)字、倍率和允許誤差?，F(xiàn)在見到的電阻的色環(huán)有四道和五道的，四道環(huán)的有效數(shù)字是前兩道環(huán)所代表，而五道環(huán)是由前三道所代表。接著識別電容器，電容用于交流耦合、濾波、隔斷直流、交流旁路和組成振蕩電路等，電容的標(biāo)注分為直接標(biāo)注和色標(biāo)法。通過學(xué)習(xí)，我明白了直接標(biāo)注的電容是用數(shù)字直接表示電容量，不標(biāo)單位。標(biāo)注1～4位整數(shù)時(shí)，其單位是pF，標(biāo)注為小數(shù)時(shí)，其單位是μF。也有用三位數(shù)字表示容量大小，默認(rèn)單位是pF，前兩位是有效數(shù)字，第三位是有效倍率（10m），當(dāng)?shù)谌皇?時(shí)，則對有效數(shù)字乘以0.1。而色標(biāo)法則同電阻器的標(biāo)注。檢測電容的方法是利用電容的充放電特性，一般用萬用表電阻檔測試電容的充放電現(xiàn)象，兩只表筆觸及被測電容的兩條引線時(shí)，電容將被充電，表針偏轉(zhuǎn)后返回，再將兩表筆調(diào)換一次測量，表針將再次偏轉(zhuǎn)并返回。用相同的量程測不同的電容器時(shí)，表針偏轉(zhuǎn)幅度越大說明容量越大。測試過程中，萬用表指針偏轉(zhuǎn)表示充放電正常，指針能回到∞，說明電容沒短路，可視為電容完好?，F(xiàn)在說明在模擬電路中常見的二極管，通常二極管有整流、檢波、穩(wěn)壓、發(fā)光、發(fā)電、變?nèi)?、和開關(guān)二極管等。檢測二極管我們利用的是二極管的正向?qū)щ娦?，正向?qū)ǚ聪蚪刂?，可以判斷管子的好壞。最后說明三極管的識別和檢測，很明顯，一般的三極管就是三個(gè)管腳，很容易識別，所以識別三極管重要的是識別三極管是NPN或PNP型，以及各管腳所代表的極性。而這些的判斷都需要使用萬用表。判斷極性：對圓柱型三極管，若管腳處接頭有突出物，則將管腳沖上，順時(shí)針依次為EBC極若沒有突出物，則管腳根處間隙較大的兩跟管腳對向自己，順時(shí)針依次為EBC極。對半圓型三極管，將管腳向上，半圓向自己，順時(shí)針為EBC極。判斷三極管的類型：在基于以上極性判斷的前提下，NPN管，基極接黑表筆，測得電阻較小。PNP管正好相反。以上就是我對常用電子元件的識別和檢測方法。

(2)焊接各種零件并交對講機(jī)

周二下午，我們就真正進(jìn)入到電子技術(shù)實(shí)習(xí)的操作中去了，以前雖然接觸過電烙鐵，但畢竟很少有實(shí)際操作過，總是懷有幾分敬畏之心。而電子電路主要是基于電路板的，元器件的連接都需要焊接在電路板上，所以焊接質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到以后制作對講機(jī)的成敗。因此對電烙鐵這一關(guān)我們是不敢掉以輕心的。

最終我們在這一天的實(shí)習(xí)中，焊接了十幾個(gè)元件，起初沒經(jīng)驗(yàn)，將電阻立得老高，這樣既不美觀也不牢靠容易形成虛焊，之后有了經(jīng)驗(yàn)就采取臥式法，既美觀又牢靠，只是拆卸時(shí)稍微麻煩，需要?jiǎng)e人幫忙。焊接時(shí)雖然膽戰(zhàn)心驚，但還是總結(jié)出了心得，就是焊錫要用一點(diǎn)點(diǎn)下去，電烙鐵要在錫水熔化后產(chǎn)生光亮就拿開，這樣就能焊出光亮圓滑的焊點(diǎn)了。將他們插好后就依次拆卸下來，先焊接電阻，再焊接電容，焊接電容時(shí)一定要特別注意電容的正負(fù)極。然后是三極管，焊接時(shí)注意三極管的極性，管腳要放入相應(yīng)位置。另外，由于這次課程設(shè)計(jì)使用的電路板并不是印刷好的電路板，所已焊接時(shí)電路板上元件的連接要用導(dǎo)線來連接，這就要求我們在焊接之前就要先把原件布局好。焊接完電路板的電子元件后，就要處理電源同電路板的連接，這需要我們引出導(dǎo)線以方便接下來的調(diào)試和數(shù)據(jù)測量。

六、調(diào)試方法

1．仿真調(diào)試步驟：通過仿真測試，如不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，則應(yīng)修改電路，使其滿足要求。

⑴使用仿真軟件畫出電路原理圖，標(biāo)出節(jié)點(diǎn)。

⑵對電路進(jìn)行直流分析，判斷放大電路及功放級的電路狀態(tài)。⑶對電路進(jìn)行交流分析，通過對不同節(jié)點(diǎn)的分析觀察其幅頻特性和相頻特性是否滿足設(shè)計(jì)要求。

⑷對電路進(jìn)行瞬態(tài)分析（示波器），觀察放大級輸出的波形，波形不失真，輸出電壓、失真度、帶寬等指標(biāo)達(dá)到要求。

2．實(shí)際電路調(diào)試

在仿真的基礎(chǔ)上，焊好電路并檢查無誤后，即可進(jìn)行調(diào)試。如果設(shè)計(jì)正確，前置放大級一般不必調(diào)整就可以正常工作。3．OTL輸出級的簡單調(diào)整方法： ①調(diào)解Rp使A點(diǎn)電位為Vcc/2。②調(diào)解R13使ICQ4、5 =（5 ~ 10）m A 其中 1）、2）兩步要反復(fù)調(diào)解，直到達(dá)到要求為止。經(jīng)上述調(diào)試后，放大器就能正常工作。按圖1-1 接好線路，K撥在圖中位置，對著Y2講話時(shí)，Y1處應(yīng)能聽到Y(jié)1放出的清晰、宏亮的聲音。當(dāng)K撥到另一位置時(shí)，對著Y1講話時(shí)，Y2處應(yīng)能聽到Y(jié)1放出的清晰、宏亮的聲音。

最后需要說明的是，如按圖1-1 接好線路后，揚(yáng)聲器中有廣播電臺的聲音，則應(yīng)放在放大器的輸入端與地之間接一電容，其容量為0.01μF，也可由試驗(yàn)確定。

七、實(shí)際電路測量數(shù)據(jù)： 信號源電壓：Us=10mV 輸入電壓：Ui=9.66mV

輸入電阻：Ri=[Ui/（Us-Ui）]R=34.7K 前置級輸出電壓：Uo1=0.975V 放大倍數(shù)：Av=Vo1/Ui=97.5 頻寬：29Hz~~2.03MHz 輸出電壓：Uo=2.43V 三極管各極電壓：

T1：VEQ=2.8V;VBQ=3.4V;VCQ=6V T2：VEQ=2.7V;VBQ=3.3V;VCQ=5.6V T3：VEQ=5V;VBQ=5.7V;VCQ=12V T4：VEQ=2.1V;VBQ=2.8V;VCQ=5.8V T5：VEQ=6.2V;VBQ=6.8V;VCQ=12V T6：VEQ=6.4V;VBQ=5.8V;VCQ=0V

八、所用儀器設(shè)備 1.計(jì)算機(jī)及電路仿真軟件。2.信號發(fā)生器。3.示波器。4.穩(wěn)壓電源。5.穩(wěn)壓電源。6.晶體管毫伏表。7.萬用表。

九、心得體會

一周的課程設(shè)計(jì)在充忙的生活中很快過去了，經(jīng)過一周的課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，我已經(jīng)自己能制作一個(gè)對講機(jī)，這其中的興奮是無法用言語表達(dá)的。學(xué)習(xí)模電這段時(shí)間也是我們一學(xué)期最忙的日子，不僅面臨著期末考試，而且中間還有一些其他科目的實(shí)驗(yàn)，本周必須完成模電的課程設(shè)計(jì)。任務(wù)對我們來說，顯得很重。為了較好的完成模電的課程設(shè)計(jì)，我經(jīng)常放學(xué)好在實(shí)驗(yàn)室加班。相關(guān)知識缺乏給學(xué)習(xí)它帶來很大困難，為了盡快掌握它的用法，我照著原理圖學(xué)習(xí)視頻一步一步做，終于知道了如何操作。通過這次設(shè)計(jì)，我懂得了學(xué)習(xí)的重要性，了解到理論知識與實(shí)踐相結(jié)合的重要意義，學(xué)會了堅(jiān)持、耐心和努力，這將為自己今后的學(xué)習(xí)和工作鋪展了道路。另外，課堂上也有部分知識不太清楚，于是我又不得不邊學(xué)邊用，時(shí)刻鞏固所學(xué)知識，這也是我作本次課程設(shè)計(jì)的一大收獲。

十、參考資料： 電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）康華光 高等教育出版社 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 童詩白 華成英 高等教育出版社 模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) 電氣工程系 中原工學(xué)院電子電工教研室

電子線路課程設(shè)計(jì) 華永平華南大學(xué)出版社 電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì) 高吉祥 電子工業(yè)出版社 電工電子技術(shù)實(shí)習(xí)與課程設(shè)計(jì) 華榮茂 電子工業(yè)出版社