低频功率放大器..doc

实用低频功率放大器 一、设计任务与要求: (一)、任务： 设计并制作具有弱信号放大能力的低频功率放大器。 其原理示意图如下： (二)、要求： 1．在放大通道在正弦信号输入电压幅度为(5-700)mV，等效负值载电阻R1。：812下，放大通道应满足： a、额定输出功率PoK≥10W； b、带宽BW≥(50-1000)HZ； c、在PoK下和BW内的非线性失真系数≤3％； d、在PoK下的效率≥55％； e、在前置放大级输人端交流短路接地时，RL=8Ω上的交流声功率≤10mV。 2。自行设计并制作满足设计要求的稳压电源。 (三)、发挥部分(选作部分)： 1. 测放大器的时间响应： a、方波发生器：由外供正弦信号源经变换电路产生正、负极性的对称方波。频率为1000HZ；上升和下降时间1≤uS；峰一峰值电压为200mV b、用上述方波激励放大通道时，在R8下，放大通道应满足 (1)、额定验出功率Pok≥10W； (2)、PoK下，输出波形上升或下降时间12≤uS； (3)、在PoK下，输出波形顶部斜降≤2％ (4)、在PoK下，输出波形过冲电压≤5％ (四)、设计电路、画布线图、编写调试步骤以及调试方法：根据任务要求，设计该低频功率 放大电路及电源电路，要求有电路、有参数及设计过程，画出布线图，并在面包板上插接、调试。 (五) 答辨： 答辨前必须完成下列资料 1．设计说明书：方案选择、设计过程、原理图、布线图及说明； 2．总结调试方法、测试技术指标： 整理原始记录数据 故障处理、(出现何现象、原因及解决办法)。 (六)、参考元器件型号： STK465 集成功率放大电路 uA741 0P-27／0P-37 电阻、电容、电位器、稳压块等。 二．方案选择： 可用于音频功率放大器的芯片有很多，如LM1876、LM3866、TDA1514等等。考虑到性能以及价格等因素，本次实验用到的是TDA1521。下表列出了具有类似性能的几种集成芯片的电参数对比情况。 三、系统工作原理 实验所用元件介绍 TDA1521： TDA1521可采用单、双电源供电。应该注意的是这两种不同供电方式对其参数的影响较大，用双电源供电最能发挥其集成电路的优良性能。由于工作时耗散功率较大，集成电路发热比较严重，必须采取有效措施，以防止烧坏芯片。 下图为音频功率放大集成块TDA1521接成OCL电路时的标准用法。可以算出，其电压增益约为30.4倍。 下图为TDA1521的内部结构框图。 NE5532： NE5532输出电路为PNP-NPN全对称互补结构，有一定电流偏置，内电路十分简洁。它的转换速率达9V每微秒，超过一般的功率放大集成电路，消除了瞬态互调失真。它具有开环频响、高的单位增益带宽、高的转换速率、开环失真小、噪声小及瞬时态特性好等优点。 NE5532的引脚图如右上图所示。 整体电路及其工作原理 实验采用现成的电路设计，在现成的印刷电路板上焊接。 整个电路分为电源(非稳压)、前置放大器、功率放大器三个部分。 我们采用的功率放大器，前级选用NE5532 作2倍左右的前置放大，后级功放选用高保真集成芯片TDA1521。功率放大器的电源部分采用桥式整流，从而很容易获得了对称的正负电源。由于该功率放大器所需功率较大，使用稳压电源会增加较多成本，故设计该电路的公司并未采用稳压电源（实验所用的设计是一个商品计算机有源音箱的电路）。由于时间不够和条件所限，我们并没有在实验时测试该电路的电源部分。 整个电路的原理图如下：  电路图中最左边的一对电位器是音调调节电位器；中间的一对电位器调节左右声道的平衡；最右边的一对电位器调节输出音量。 音调调节部分原理图及当音调调节电位器位于0.1-0.9的位置时放大器的频幅特性见下图： 四、实验中出现的问题： 电路调试中发现，电路在其音量电位器调至中等位置时产生1.5MHz左右的自激振荡，而在音量电位器调得较小或较大时自激振荡均消失。这可能是由于 实验电路中0.01μF的用于电源滤波的电容可能是卷绕的而非平板式。 实验电路中0.01μF的用于电源滤波的电容容量过小(应为0.1μF)且离TDA1521过远。 TDA1521的输出没有接小电容到地。 由于时间过紧，我未能尝试弄清产生自激振荡的具体原因并解决此问题。但是自激振荡并没有对输出音质造成较大的影响。 五、实验数据及处理： 整个电路的静态电流为46mA×2 下表为测得的TDA1521各管脚电压：单位V 管脚号 1 2 3 4 5