带前置放大的音频功率放大器99.docVIP

石家庄铁道大学四方学院课程设计 题目: 带前置放大的音频功率放大器 专 业 电气工程及其自动化 班 级 0910-1 学 号 姓 名 曹阳 完成日期: 2011 年 6 月 28 日 上页为课程设计的封皮模板， 要求设计内容在3000字以上，第8、第9题，每题都要求单独的封面。 第10题根据单片机小学期课程要求设计。 必须为打印图纸。 内容必须科学合理，可利用网络、图书等资源。 设计内容手写，打印不限，但必须清楚完整。 课程设计任务书 题　目 带前置放大的音频功率放大器 指导教师 学生姓名 学号 班级 专业 设计要求： 前置放大器的放大倍数为10倍，使用单电源低噪声集成运放TL070C、TL4558、NE5534、OP-27A，功率放大采用LA4100、或LM386、或其他型号。音量可调，杂音小，有电源退耦。无自激。 研室主任签字 时　间 　　 年　 月 日 注：可根据内容加页。 方案设计 原理图如下图所示。根据题意，有三个基本电路，需要我们设计其中两个：前置信号放大放大电路、功率放大电路。 其中：前置信号放大电路是将小信号源的电压放大，功率放大电路对电压和电流进行放大。这两个也是我们任务中主要要完成的电路。直流稳压源则是为整个运放提供能量。下面，对所需要完成的电路进行分析。 电路设计 前置信号放大电路 此电路我选择NE5534进行设计，NE5534具有高精度、低噪音、高阻抗、高速、宽频带的优良性能，是前置信号放大电路设计的常用元件。用次元件可打打改善电路瞬态性能，使得信号不失真输出，使电路的整体指标大大提高。而如果使用分立元件使用的话，比较复杂，成本较高，各项指标也不理想。故使用NE5534，下面进行分析。电路图如下图所示。 由题，要求放大器的放大倍数为10倍，而根据模电所学知识。易求得次电路的放大倍数A=1+R3/R1=10。可以推出R3/R1=9。所以，可取R1=1KΩ，R3=9KΩ，而根据所学的知识，我们知道R2的阻值应该等于R1和R3并联的阻值，所以R2取0.9 KΩ。即可实现此电路。 下面，我们用Multisim7软件对其进行仿真。根据实际情况，我们取Ui=100mv、60Hz。Vee=-15V、Vcc=15V。输出接万用表，测的的结果下图所示。 可以得出：Uo/Ui=10，所以根据仿真结果，证明理论正确。 2.功率放大电路 由于本人知识水平有限，题目所给的功率放大运放元件的功能不太了解。并且通过反复的思考，我认为采用分立元件实现此电路比较简单，直观。所有元件易找，电路连线简单且没有明显的缺点。所以的决定用分立元件，即咱们模电所学的OTL甲乙类互补对称电路来实现功率的放大。此电路除了具有题目单电源的要求，而且还能减小交跃失真，改善输出波形，同时又能获得较高的效率，所以在实际过程中得到了广泛的应用。并且，该电路经济适用，适合咱们学生用来做实验。下面进行分析，电路图如下图所示。 由题，RL=16Ω。而使VT1与VT2的特性曲线对称，所以三极管集电极最大电压Uces为Ucem=Vcc/2-Uces。 所以三级换的集电极最大电流为 Icm=Ucem/Rl=(Vcc/2-Uces)/Rl 所以最大输出功率为Pom=Ucem·Icem/2=Ucem2=(Vcc/2-Uces) 2/2Rl 当Uces远远小于Vcc/2的时候，可以认为Pom约等于Vcc2/8Rl。 而实际情况再精度要求不高的情况下，可以忽视Uces。所以，下面忽略Uces进行讨论。 因为题目要求Pom=4.5W 所以可以推出Vcc=24。 而电源的功率Pv=Vcc/2·(1/∏Icm·sinwtd(wt)=VccIcm/∏=Vcc2/2∏Rl 所以可认为η=Pom/Pv=( Vcc2/8Rl)/( Vcc2\2∏Rl)= ∏/4=78.5%50%，顾满足题意。 根据电路图，用Multisim7进行仿真。根据实践中的摸索和课本知识的结合。我取Ui=4V、60Hz，C1=10uF、C2=200uF，R1=1.5KΩ、R2=100Ω、R3=1.5Ω。输出接示波器，分别接在输出、输入两端。可以得到仿真的结果为下图所示。 由仿真结果，证明次功率放大电路可以稳定的对输入进行放大，并且输出波形稳定。所以用OTL甲乙类互补对称电路来实现功率的放大是可行的。 直流稳压源 直流稳压电源的作用是为整个电路提供能量。顾依题意，结合电路图分析。我们选用直流稳压电源的输出电压为+15V，-15V即可。 总电路图 综上所述，将本次课题的主要电路连接起来。得出总电路原理图如下图所示。 对此图进行仿