模電課程設計低頻功率放大器實驗報告.doc

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課 程 設 計 課程設計名稱： 模擬電路課程設計 專 業(yè) 班 級 ： 學 生 姓 名 ： 學 號 ： 指 導 教 師 ： 課程設計時間： 2015年6月 電子信息科學與技術 專業(yè)課程設計任務書 學生姓名 專業(yè)班級 學號 題 目 低頻功率放大器 課題性質(zhì) 工程設計 課題來源 自擬課題 指導教師 同組姓名 主要內(nèi)容 “低頻功率放大器的設計與調(diào)試”主要是訓練學生綜合運用模擬電子技術的理論知識，解決實際問題的能力、培養(yǎng)學生的實踐動手能力、加深對所學課堂知識的理解。 參考設計方案： 其中，集成功率放大器可以采用LM386，集成運算放大電路采用TDA2822。 實測電路參數(shù)包括：最大輸出功率、波形失真度等。 任務要求 應用集成電路器件，設計一個BTL低頻功率放大器。要求設計出完整的電 路、并組裝、調(diào)試成功。最后測試和記錄電路的技術參數(shù)，寫出“模擬電路課程設計報告”。 參考文獻 《模擬電子技術基礎》 童詩白 高等教育出版社 審查意見 指導教師簽字： 年 月 日 說明：本表由指導教師填寫，由教研室主任審核后下達給選題學生，裝訂在設計（論文）首頁 1、設計任務及要求 這次的模擬電路課程設計題目為音頻功率放大器，簡稱音頻功放，作為模擬電子課程設計課題設計，本課題提出的音頻功率放大器性能指標比較低，主要采用理論課程里介紹的運算放大集成電路和功率放大集成電路來構成音頻功率放大器。音頻功率放大器主要用于推動揚聲器發(fā)聲，凡發(fā)聲的電子產(chǎn)品中都要用到音頻功放，比如手機、MP4播放器、筆記本電腦、電視機、音響設備等給我們的生活和學習工作帶來了不可替代的方便享受。 2、設計方案 整體電路的設計與工作原理是通過前置放大器的處理，使輸入的音頻信號與放大器的輸入靈敏度相匹配，從而使放大器適應不同的輸入信號，再通過音量控制，輸入功率放大電路進行處理。同時設計電源電路，為前置電路和功率放大電路提供電源，最后得到較為理想的信號。 音頻功率放大器實際上就是對比較小的音頻信號進行放大，使其功率增加，然后輸出。其原理如圖1所示，前置放大主要完成對小信號的放大，使用一個同向放大電路對輸入的音頻小信號的電壓進行放大，得到后一級所需要的輸入。后一級的主要對音頻進行功率放大，使其能夠驅(qū)動電阻而得到需要的音頻。設計時首先根據(jù)技術指標要求，對整機電路做出適當安排，確定各級的增益分配，然后對各級電路進行具體的設計。 3、 模塊設計與參數(shù)計算 低頻功率放大器原理圖 （1） 前置放大器：音頻功率放大器的作用是將聲音源輸入的信號進行放大，然后輸出驅(qū)動揚聲器。聲音源的種類有多種，如話筒、錄音機、線路傳輸?shù)龋@些聲音源的輸出信號的電壓差別很大，從零點幾毫伏到幾百毫伏。前置放大器的主要功能一是 使話筒的輸出 阻抗與前置放大器的輸入阻抗相匹配； 二是使前置放大器的輸出電壓 幅度與功率放大器的輸入靈敏度相匹配。由于話筒輸出信號非常微弱，一般只有100μV~幾毫伏，所以前置放大器輸入級的噪聲對整個放大器的信噪比影響很大。前置放大器的輸入級首先采用低噪聲電路，對于由晶體管組成的分立元件組成的前置放大器，首先要選擇低噪聲的晶體管，另外還要設置合適的靜態(tài)工作點。由于場效應管的噪聲系數(shù)一般比晶體管小，而且它幾乎與靜態(tài)工作點無關，在要求高輸入阻抗的前置放大器的情況下，采用低噪聲場效應管組成放大器是合理的選擇。如果采用集成運算放大器構成前置放大器，一定要選擇低噪聲、低漂移的集成運算放大器。對于前置放大器的另外一要求是要有足夠?qū)挼念l帶，以保證音頻信號進行不失真的放大 。 （2）音調(diào)控制電路：音調(diào)控制電路大多由RC元件組成，利用RC電路的傳輸特性， 提升或衰減某一頻段的音頻信音調(diào)控制電路一般可分為衰減式和負反饋式兩大類，衰減式音調(diào)控制電路的調(diào)節(jié)范圍可以做得較寬，但由于中音電平也要作很大的衰減，并且在調(diào)節(jié)過程中整個電路的阻抗也在變化，所以噪聲和失真較大。負反饋式音調(diào)控制電路的噪音和失真較小，并且在調(diào)節(jié)音調(diào)時，其轉(zhuǎn)折頻率保持固定不變，而特性曲線的斜率卻隨之改變。 （3）功率放大器：采用集成功放設計功率放大器不僅設計簡單，工作穩(wěn)定，而且組裝、調(diào)試方便，成本低廉，所以本設計選用集成功放實現(xiàn)。目前常用的集成功放型號非常多，本設計選取SGS公司生產(chǎn)的TDA2030/2030A集成功放，該器件具有輸出功率大、諧波失真小、內(nèi)部設有過熱保護，外圍電路簡單，使用方便。 4、制作與調(diào)試 元件的安裝: 元件焊接部位上錫，然后將電阻器,晶體管插入印制板的相應位置上，然后用焊鐵依次進行焊接。要注意，電解電容器的極性和晶體管的管腳不要插錯。焊接元器件時保留元器件引線的適當長度,焊點要光滑,防止虛焊和搭錫。 元件的調(diào)試:靜態(tài)工作點的調(diào)試，按上述原理圖在電路板上連接線路，將輸入信號旋鈕旋至零（ui=0）電源進線中串入直流毫安表，電位器、RW2置最小值，RW1置中間位置。接通＋5V電源，觀察毫安表指示，同時用手觸摸輸出級管子，若電流過大，或管子溫升顯著，應立即斷開電源檢查原因（如RW2開路，電路自激，或輸出管性能不好等），如無異?，F(xiàn)象，可開始調(diào)試。 在實際調(diào)試過程中，很多情況下，調(diào)整Rw1，A點的電位很難達到電源電壓的一半，而且在調(diào)試后，也難保持這個電壓。解決方案如下：首先，用萬用表檢查各個晶體管是否完好，特別是查看輸出級功放三極管T2、T3和輸出級二極管D是否被擊穿短路或開路。然后通電檢查各級放大電路的工作點是否正常。并重新調(diào)整放大器的工作點，使中點UA恢復正常。而且，放大器的工作點和中點電壓要反復調(diào)整，才能達到要求。 放大器無輸出，完全無聲的故障排除方法：按電路圖接好電子元件后,與電路圖對照有無接錯的地方,特別要注意有極性的電子元件,如電解電容,橋式整流堆,一旦焊反即有燒毀元器件的風險,應特別注意。然后接上變壓器,先檢測是否有電源供給,為防止燒掉揚聲器,放大器的輸出端先不接揚聲器,而是接萬用表,測輸出端的直流電壓。萬用表置于DC*2V檔,功放板上電注意觀察萬用表的讀數(shù),在正常情況下,讀數(shù)應在30mv以內(nèi),否則應立即斷電檢查電路板。若電表讀數(shù)在正常的范圍內(nèi),則表明該功放板功能基本正常,最后接上手機,旋轉(zhuǎn)音量電位器,音量大小應該有變化,旋轉(zhuǎn)高低音旋鈕,音箱的音調(diào)有變化。 5、 參考文獻 【1】康華光.電子技術基礎——模擬部分.北京：高等教育出版社.2006.1 【2】路勇.電子電路實驗及仿真.北京：清華大學出版社.2004.1 【3】童詩白華成英.模擬電子技術基礎.北京：高等教育出版社.2005.12 【4】陳明義電子技術設計實用教程長沙：中南大學出版社，2002 6、心得體會 歷時一周的課程設計結束了，這給我們帶來了不可磨滅的深刻印象，尤其是對于未知的探索，對錯誤的尋找，這個過程是充滿樂趣和成就感的，在連接電路的過程中，遇到了不少問題，包括原理的理解，實驗電路的設計，以及在電路連接過程中不可避免的與設計思想相違背，不能出現(xiàn)實驗結果的情況，經(jīng)過對問題的分析及對線路，對實驗器材的進一步調(diào)試，才一步步的解決問題，并最終得出實驗結果。 在這一周的課程設計中，我的收獲是巨大的，首先，在專業(yè)知識的理解與掌握上更進了一步，通過對所不理解的專業(yè)知識的查找，并最終將其理解掌握，而且融入到設計理念中，這是一個不斷成長和成熟的過程。第二，我學會了怎么去做一個設計者，再設計的過程中，我們必須不斷提高，必須通過不間斷的學習來解決一個又一個難題，更重要的是遇到難題時我們應該抱有一個平淡的心態(tài)，以一個尋求答案的，渴望的思想去找到解決問題的方法，最終將問題解決。第三，我明白了怎么去做一個合作者。在一個設計中，一個人的力量是渺小的，只有在小組成員的共同努力下，才能更好的完成任務，達到設計要求，，對待不懂的問題要及時詢問，竭盡全力得到自己想要的知識.第四，我明白了基本的理論知識和實踐設計的差別，好多理論上可以執(zhí)行的東西有時候是調(diào)試不出來的，這時候就要去自己尋找錯誤，有時候是電路連接， 有時候是實驗設備的問題。而且把理論知識運用到實踐中時也是一個很大的挑戰(zhàn)，需要不斷的探尋和調(diào)試才可以達到目的。 最后，這次課程設計讓我得到了很多在課堂上無法獲得的知識，以及解決問題的方法，對我來說，這是一次成功的課程設計，實踐，永遠是熟練自己知識的最根本的方法。