模电课程设计：低频功率放大器实验报告

课程设计课程设计名称：模拟电路课程设计专业班级：学生姓名：学号：指导教师：课程设计时间：2015年6月电子信息科学与技术专业课程设计任务书学生姓名专业班级学号题目低频功率放大器课题性质工程设计课题来源自拟课题指导教师同组姓名主要内容“低频功率放大器的设计与调试”主要是训练学生综合运用模拟电子技术的理论知识，解决实际问题的能力、培养学生的实践动手能力、加深对所学课堂知识的理解。参考设计方案：其中，集成功率放大器可以采用LM386，集成运算放大电路采用TDA2822。实测电路参数包括：最大输出功率、波形失真度等。任务要求应用集成电路器件，设计一个BTL低频功率放大器。要求设计出完整的电路、并组装、调试成功。最后测试和记录电路的技术参数，写出“模拟电路课程设计报告”。参考文献《模拟电子技术基础》童诗白高等教育出版社审查意见指导教师签字：年月日说明：本表由指导教师填写，由教研室主任审核后下达给选题学生，装订在设计（论文）首页1、设计任务及要求这次的模拟电路课程设计题目为音频功率放大器，简称音频功放，作为模拟电子课程设计课题设计，本课题提出的音频功率放大器性能指标比较低，主要采用理论课程里介绍的运算放大集成电路和功率放大集成电路来构成音频功率放大器。音频功率放大器主要用于推动扬声器发声，凡发声的电子产品中都要用到音频功放，比如手机、MP4播放器、笔记本电脑、电视机、音响设备等给我们的生活和学习工作带来了不可替代的方便享受。2、设计方案整体电路的设计与工作原理是通过前置放大器的处理，使输入的音频信号与放大器的输入灵敏度相匹配，从而使放大器适应不同的输入信号，再通过音量控制，输入功率放大电路进行处理。同时设计电源电路，为前置电路和功率放大电路提供电源，最后得到较为理想的信号。音频功率放大器实际上就是对比较小的音频信号进行放大，使其功率增加，然后输出。其原理如图1所示，前置放大主要完成对小信号的放大，使用一个同向放大电路对输入的音频小信号的电压进行放大，得到后一级所需要的输入。后一级的主要对音频进行功率放大，使其能够驱动电阻而得到需要的音频。设计时首先根据技术指标要求，对整机电路做出适当安排，确定各级的增益分配，然后对各级电路进行具体的设计。3、模块设计与参数计算321J1321J2低频功率放大器原理图（1）前置放大器：音频功率放大器的作用是将声音源输入的信号进行放大，然后输出驱动扬声器。声音源的种类有多种，如话筒、录音机、线路传输等，这些声音源的输出信号的电压差别很大，从零点几毫伏到几百毫伏。前置放大器的主要功能一是使话筒的输出阻抗与前置放大器的输入阻抗相匹配；二是使前置放大器的输出电压幅度与功率放大器的输入灵敏度相匹配。由于话筒输出信号非常微弱，一般只有100μV~几毫伏，所以前置放大器输入级的噪声对整个放大器的信噪比影响很大。前置放大器的输入级首先采用低噪声电路，对于由晶体管组成的分立元件组成的前置放大器，首先要选择低噪声的晶体管，另外还要设置合适的静态工作点。由于场效应管的噪声系数一般比晶体管小，而且它几乎与静态工作点无关，在要求高输入阻抗的前置放大器的情况下，采用低噪声场效应管组成放大器是合理的选择。如果采用集成运算放大器构成前置放大器，一定要选择低噪声、低漂移的集成运算放大器。对于前置放大器的另外一要求是要有足够宽的频带，以保证音频信号进行不失真的放大。（2）音调控制电路：音调控制电路大多由RC元件组成，利用RC电路的传输特性，提升或衰减某一频段的音频信音调控制电路一般可分为衰减式和负反馈式两大类，衰减式音调控制电路的调节范围可以做得较宽，但由于中音电平也要作很大的衰减，并且在调节过程中整个电路的阻抗也在变化，所以噪声和失真较大。负反馈式音调控制电路的噪音和失真较小，并且在调节音调时，其转折频率保持固定不变，而特性曲线的斜率却随之改变。（3）功率放大器：采用集成功放设计功率放大器不仅设计简单，工作稳定，而且组装、调试方便，成本低廉，所以本设计选用集成功放实现。目前常用的集成功放型号非常多，本设计选取SGS公司生产的TDA2030/2030A集成功放，该器件具有输出功率大、谐波失真小、内部设有过热保护，外围电路简单，使用方便。4、制作与调试元件的安装:元件焊接部位上锡，然后将电阻器,晶体管插入印制板的相应位置上，然后用焊铁依次进行焊接。要注意，电解电容器的极性和晶体管的管脚不要插错。焊接元器件时保留元器件引线的适当长度,焊点要光滑,防止虚焊和搭锡。元件的调试:静态工作点的调试，按上述原理图在电路板上连接线路，将输入信号旋钮旋至零（ui=0）电源进线中串入直流毫安表，电位器、RW2置最小值，RW1置中间位置。接通＋5V电源，观察毫安表指示，同时用手触摸输出级管子，若电流过大，或管子温升显著，应立即断开电源检查原因（如RW2开路，电路自激，或输出管性能不好等），如无异常现象，可开始调试。在实际调试过程中，很多情况下，调整Rw1，A点的电位很难达到电源电压的一半，而且在调试后，也难保持这个电压。解决方案如下：首先，用万用表检查各个晶体管是否完好，特别是查看输出级功放三极管T2、T3和输出级二极管D是否被击穿短路或开路。然后通电检查各级放大电路的工作点是否正常。并重新调整放大器的工作点，使中点UA恢复正常。而且，放大器的工作点和中点电压要反复调整，才能达到要求。放大器无输出，完全无声的故障排除方法：按电路图接好电子元件后,与电路图对照有无接错的地方,特别要注意有极性的电子元件,如电解电容,桥式整流堆,一旦焊反即有烧毁元器件的风险,应特别注意。然后接上变压器,先检测是否有电源供给,为防止烧掉扬声器,放大器的输出端先不接扬声器,而是接万用表,测输出端的直流电压。万用表置于DC*2V档,功放板上电注意观察万用表的读数,在正常情况下,读数应在30mv以内,否则应立即断电检查电路板。若电表读数在正常的范围内,则表明该功放板功能基本正常,最后接上手机,旋转音量电位器,音量大小应该有变化,旋转高低音旋钮,音箱的音调有变化。5、参考文献【1】康华光.电子技术基础——模拟部分.北京：高等教育出版社.2006.1【2】路勇.电子电路实验及仿真.北京：清华大学出版社.2004.1【3】童诗白华成英.模拟电子技术基础.北京：高等教育出版社.2005.12【4】陈明义电子技术设计实用教程长沙：中南大学出版社，20026、心得体会历时一周的课程设计结束了，这给我们带来了不可磨灭的深刻印象，尤其是对于未知的探索，对错误的寻找，这个过程是充满乐趣和成就感的，在连接电路的过程中，遇到了不少问题，包括原理的理解，实验电路的设计，以及在电路连接过程中不可避免的与设计思想相违背，不能出现实验结果的情况，经过对问题的分析及对线路，对实验器材的进一步调试，才一步步的解决问题，并最终得出实验结果。在这一周的课程设计中，我的收获是巨大的，首先，在专业知识的理解与掌握上更进了一步，通过对所不理解的专业知识的查找，并最终将其理解掌握，而且融入到设计理念中，这是一个不断成长和成熟的过程。第二，我学会了怎么去做一个设计者，再设计的过程中，我们必须不断提高，必须通过不间断的学习来解决一个又一个难题，更重要的是遇到难题时我们应该抱有一个平淡的心态，以一个寻求答案的，渴望的思想去找到解决问题的方法，最终将问题解决。第三，我明白了怎么去做一个合作者。在一个设计中，一个人的力量是渺小的，只有在小组成员的共同努力下，才能更好的完成任务，达到设计要求，，对待不懂的问题要及时询问，竭尽全力得到自己想要的知识.第四，我明白了基本的理论知识和实践设计的差别，好多理论上可以执行的东西有时候是调试不出来的，这时候就要去自己寻找错误，有时候是电路连接，有时候是实验设备的问题。而且把理论知识运用到实践中时也是一个很大的挑战，需要不断的探寻和调试才可以达到目的。最后，这次课程设计让我得到了很多在课堂上无法获得的知识，以及解决问题的方法，对我来说，这是一次成功的课程设计，实践，永远是熟练自己知识的最根本的方法。