低频功率放大器课程设计.docVIP

摘 要本文主要叙述的是一个功率放大电路的设计整个电路主要由前置放大器、功率放大器2部分构成。由前置放大器把小信号放大可以让OCL正常稳定的工作，用OCL电路实现功率的放大。为了减少交越失真，应当设置合适的静态工作点。使两只放大管均工作在临界的导通或微导通状态提升工作效率，稳定。设计之后用mulsitim进行仿真，仿真结果达到任务书要求。实验表明设计的电路结构简洁、实用，充分利用到了集成功放的优良性能。 关键词:OCL电路;前置放大电路;功率放大电路;效率 目 录 1、绪论 1 2、方案的确定 1 2.1前置放大器方案设计 1 2.2 功率放大器的设计 2 3、工作原理、硬件电路的设计或参数的计算 4 3.1前置放大器 5 3.1.1 器件介绍 5 3.1.2 参数设计 5 3.2 OCL电路 6 3.2.1 参数的设计 6 3.2.2功率的指标分析 7 4、总体电路设计和仿真分析 7 4.1总体电路设计 7 4.2仿真分析 8 4.2.1前置放大器的仿真 8 4.2.2 OCL电路 10 4.2.3 频带宽度的仿真检验 14 5、心得体会 15 参考文献 15 附录 16 元器件清单 16 总电路图 17  1、绪论 功率放大电路的使用非常广泛。在日常生活中我们也离不开功率放大电路的应用。例如我们通过音响来放大音频信号，让更多的人可以听到.广播通过低频功率放大信号可以让信号传送的更远。 功率放大信号与我们的日常息息相关。 本次的要求输入正弦信号电压幅值≦150mV，等效负载电阻下，放大通道应满足： 1.额定输出功率Po≧3W； 2.带宽BW≧10Hz； 3.效率η≧70﹪ 2、方案的确定 输入信号 输出信号 2.1前置放大器方案设计 方案一：分立元件共射放大电路。如图2.2所示。 图2.2 共射放大电路 求出I，I,UCEQ选择合适的静态工作点，防止顶部失真与底部失真。然后提供正弦信号保证共射电路的稳定放大。共射放大电路既可以放大电压又可以放大电流并且有很大的增益，适用与放大低频信号。 2.3所示 图2.3 集成运算放大电路的设计 引入了深度负反馈的概念。对差模信号放大的倍数很大，线性放大区非常窄。但是一旦引入深度负反馈则计算方便并且稳定。 方案比较： 方案一：优点：电压，电流放大增益大，一旦有合适的静态工作点，那么共射放大电路就能以直流为基准，放大Ui达到放大的作用。 缺点：受温度变化大，导致共射放大电路不稳定。还要调节合适的静态工作点才能很好的进行放大作用，计算稍稍繁琐。参数的计算也不方便计算，计算量大。 方案二：优点：受温度的影响小电路工作稳定，计算量小，有很好的电压增益的作用。 缺点：集成电路放大电路分为线性工作区和非线性工作区。 线性工作区引入了深度负反馈的概念导致放大区窄，如果参数调节不合适的话导致频带宽度不能满足本课设的基本要求。 2.2 功率放大器的设计 方案一：集成OTL放大电路 OTL电路是一种没有输出变压的功率放大电路。采用负载连接与输出电容相连接的互补对称放大电路。OTL电路与OCL电路相比，多了一个大容量电容，使正弦信号的负信号相当与电压源。少了一个方向的偏置电压。使D点电压为Vcc/2。只要输出电容的容量足够大，电路的频率特性也能保证。如图2.4为OTL放大电路。 方案二： OCL放大电路 省去了电容，是系统的低频响应更加平滑，低频特性更好。采用无输出耦合电容的功率放大电路。采用正负全对称双电源供电，以便获得直流零点平。功率放大电路最重要的技术指标是电路的输出功率Pom以及效率。需首先求解负载上能够得到的最大输出电幅值。当输出电压足够大，且又不产生失真时，有以下的公式。如图 图2.5 OCL放大电路 方案一：优点： 缺点： 方案二：优点：OCL电路效率高，减少失真，电路稳定简单实用。是常用的放大功率电路 缺点： 工作原理、硬件电路的设计或参数的计算 图3.1 电路的总设计图 因为已知的输入信号幅值很小，所以把150mV的小信号通过同向比例放大器放大,能让甲乙类互补功率放大电路中的晶体管在放大区正常工作，加上VEE=12V的正向偏置与VEE=-12V的反向偏置。使整个OCL放大电路的正常运行，通过的负载电阻，输出最大不失真电压Uom。 3.前置放大器 3..1 器件介绍 放大器选择了μA741运算放大器。μA741放大器为运算放大器中最常被用的一种，拥有反相向与非反相向两端输入端，由输入端输入欲被放大的电流或电压信号，经放大由输出端输出。