对讲机放大电路的的设计.docVIP

课程设计 题 目 对讲机放大电路的设计 学 院 理学院 专 业 姓 名 学 号 指导教师 2007 年 6 月 23 日 对讲机放大电路的设计 目录 一、工作原理 2 共射级电路 3 OCL电路 6 二、技术指标 6 三、设计步骤和方法 7 1、确定电路方案 7 2．计算元器件参数 7 对讲机放大电路的设计 放大器具有放大微弱信号的功能，所以得到了广泛的使用。但因单级放大电路的增益不够高，实用的放大器一般均由多级放大电路组成。以简单的对讲机为例，介绍多级放大电路的设计方法。 工作原理 简单的对讲机原理图如下，其核心部分是放大器，它的作用是把话筒传送来的微弱电信号，放大到足以使扬声器发出声音。 如图1所示，利用开关K的切换作用，可以改变Y1、Y2与放大电路连接的位置，使Y1、Y2交替作为话筒和扬声器使用。 K处在图中所示位置时，Y2通过K接到放大器的输入端成为话筒，Y1则接在输出端为扬声器。此时有人对着Y2讲话时，Y2把声音信号转换成电信号加到放大器的输入端，经放大器放大后可带动扬声器Y1发出声音，从而可在Y1处收听到Y2处的讲话。当K拨到另一位置时，则可以在Y1处讲话，Y2处收听。 可以看出通过开关K的控制，能够实现双向有线通话。因此，通常将此电路装置称作对讲机。 由于双向放大电路的对称性，下面仅对其中一向的设计进行详细介绍。 设计思路 利用已学的基本放大电路（共射极，共基极，共集电极）以及负反馈技术，和功率放大器的相关知识设计多级放大电路，在满足对讲机的各项技术指标， 并能取得比较理想的放大效果。 技术指标 对于不同的放大器来说，由于用途不同，技术指标也就不问。因此要根据给定的技术指标进行电路设计。 对于这个对讲机的前置放大器给定技术指标为： (1)电压放大倍数：A＝100 (2)最大输出电压：Vo＝1V (3)频率响应：30Hz- 30kHz (4)输入电阻：R＞15kΩ (5)失真度：y＜10% (6)负载电阻：R＝2KΩ (7)电源电压；Ec=12V 设计步骤和方法 如方框图所示，电路可分为两大部分，左边为前置级，右边为输出级。 本电路电压增益为100倍，考虑到电路的输入电阻不很高(r15K)，输出阻抗也不太低，负载取的电阻也不大(R＝2k)。因此前置级的电路可采用共射电路。由于单级放大电路的电压增益为35db左右，两级放大电路的增益为65db左右。考虑到要引一定深度的负反馈(一般为1+AF＝10左右)，而电路的增益要求为100倍，所以前置级用两级共射电路组成。静态偏置采用典型的工作点稳定电路。级间耦合采用阻容耦合方式。输出级利用OTL电路，把来自前置级的电压信号进行功率放大，以带动扬声器。 共射极放大电路的分析 如图C所示电路，B点的电流方程为 I2=I1+IBQ 为了稳定Q点，通常情况下，参数选取应满足 I1IBQ 因此 I2≈I1 所以B点电位 表明基极电位几乎决定于Rb1和Rb2对VCC的分压，而与环境温度无关，即温度变化时UBQ基本不变。 当温度升高时，集电极电流IC增大，发射极电流IE必然相应增大，因而发射极电阻RE上的电压UE即发射极的电位随之增大，因为UBQ基本不变，而UBE=UB-UE，所以UBE势必减小，导致基极电流IB减小，IC也随之相应减小，结果IC随温度升高而增大的部分几乎被由于IB减小而减小的部分相抵消，IC将基本不变，UCE也将基本不变，从而Q点在晶体管输出特性坐标平面上的位置基本不变。上述过程简写为： T（℃）↑→IC↑（IE↑）→UE↑（因为UBQ基本不变）→UBE↓→IB↓ IC↓←———————————————————| 温度降低时变化与之相反。不难看出，在稳定过程中RC起重要作用，当晶体管的输出回路电流IC变化时，通过发射极电阻RE上产生电压的变化来影响BE间电压，从而使IB向相反方向变化，达到稳定Q点的目的。这种将输出量IC通过一定的方式引回到输入回路来影响输入量的措施称为反馈。 静态工作点的估算 已知 I1IBQ 发射极电流 由于ICQ≈IEQ,所以 UCEQ≈VCC-ICQ(RC+RE) 基极电流 动态参数的估算 OCL电路 在OCL电路中，T2和T1特性对称，采用了双电源供电。静态时，T1和T2均截止．输出电压为零。设晶体管b—e间的开启电压可 忽略不计；输入电压力正弦波。当Ui＞0时， T1管导通，T2管截止，正电源供电，电流如图9.1.5中实线所示，电路为射极输出形式，UO=Ui，当Ui＜0时，T2管导通，T1管截止，负电源供电，电流如图9.1.5中虚线所示，电路也为射极输出