项目四 集成音频功率放大器制作

项目4功率放大器制作大连电子学校项目样机项目目标知识目标1.了解集成运放电路的基本知识。2.了解OTL功率放大器和集成运算功率放大器的基本知识。3.学会功率放大器的识读与工作过程。技能目标1.会识别集成运放电路的引脚。2.会按照工艺要求焊接、装配功率放大器。3.熟练焊接技能并学会功放与音频电路的连接与检测。4.会检测和调试功率放大器。5.能分析和排除电路中的常见故障。项目目标项目介绍音频功率放大器在音响设备、电视机、收音机、扩音器中的应用十分普遍，它的主要作用是对输入信号进行电压和电流放大，并以足够的功率推动扬声器发声。通过该项目的制作，认识集成电路的特点、功能及应用。项目4功率放大器制作任务1认识集成电路任务2认识集成运算放大器任务3认识功率放大器任务4集成音频功率放大器制作做一做运算放大器仿真任务1认识集成电路想一想仿真结果：输出信号被放大，且输入与输出信号相位相差180°。电路中使用了集成运算放大器LM741，集成运算放大器具有什么特点？有哪些功能和应用？任务1认识集成电路任务1认识集成电路知识链接1集成电路的分类与特点看一看集成电路的分类学一学集成电路的特点1.集成电路中的元件是在同一块硅片上用相同的工艺制造出来的，且相互间距很小，一致性好，适用于制作对称性良好的电路。2.集成电路中的电阻器阻值不能过大。阻值较小的电阻，使用硅片的体电阻制作。3.集成电路中电容器的电容量不能过大。容量较小的电容器，可用PN结的结电容制作。4.集成电路中各级放大器之间的耦合一般采用直接耦合方式。任务1认识集成电路记一记集成电路命名任务1认识集成电路想一想集成电路中的各级放大器之间能否采用阻容耦合方式？任务1认识集成电路？知识链接2集成电路引脚识别看一看集成电路的封装形式任务1认识集成电路学一学集成电路的引脚排列任务1认识集成电路知识链接1集成运算放大器看一看零点漂移问题任务2认识集成运算放大器零点漂移现象原因无信号输入时，有无规则信号输出温度变化引起电源波动引起元件参数老化引起后果干扰有用信号，严重时使电路无法正常工作。抑制零点漂移有效的措施是采用差动放大电路认一认差动放大器1.电路结构特点任务2认识集成运算放大器2.抑制零点漂移的过程输入信号为零时，因电路对称，则两只晶体管的集电极电压uo1=uo2，因此输出电压uo=uo1-uo2=0，表明差动放大器具有在零输入时零输出的特点。当温度变化时，晶体管的参数变化导致晶体管输出电压uo1、uo2的变化，由于电路对称，两管集电极输出电压的变化量相同，所以输出电压uo=0。可见，两管的零点漂移在输出端相抵消，从而有效地消除了零点漂移现象。任务2认识集成运算放大器差动放大电路的主要参数如下表所示任务2认识集成运算放大器想一想有用信号经差动放大器放大时，应该以差模信号输入还是以共模信号输入呢？任务2认识集成运算放大器学一学集成运算放大器基本组成任务2认识集成运算放大器记一记集成运放的符号任务2认识集成运算放大器输出端反相输入端uo、un反相同相输入端uo、up同相知识链接2理想集成运算放大器学一学理想集成运放主要参数1.开环差模电压放大倍数Aod=∞；2.差模输入电阻rid=∞；3.输出电阻ro=0；4.共模抑制比KCMR=∞。任务2认识集成运算放大器任务2认识集成运算放大器记一记理想集成运放的特点线性工作区的特点非线性工作区的特点名称条件输出电压当upun时，uo=＋Uomax；虚短up-un=0或up=un当upun时，uo=－Uomax虚断ii=0输入电流ii=0知识链接3运算电路学一学运算电路任务2认识集成运算放大器学一学运算电路任务2认识集成运算放大器任务2认识集成运算放大器做一做计算集成运算放大电路输出压【例题4-1】在同相输入放大电路中，当Rƒ=0，R1=∞时，计算输出电压并画出等效电路。（a）等效电路（b）实际电路由于电路的输入和输出电压相等，故该电路称为电压跟随器。ifouRRu)1(1解：根据同相输入放大电路输出电压公式可知，iouu当Rƒ=0，R1=∞时，则记一记典型集成运放的引脚功能任务2认识集成运算放大器（a）引脚排列（b）外部接线图（c）外型结构图知识链接1功率放大器的分类与基本要求看一看功率放大器的要求1.输出功率尽可能大。2.效率要高。3.非线性失真要小。4.频响曲线平直，信噪比高。任务3认识功率放大器学一学功率放大器的分类1.按三极管的工作状态不同，功率放大器主要分为：(1)甲类功放(2)乙类功放(3)甲乙类功放2.按放大器输出端不同，功率放大器主要分为：（1）变压器耦合功放电路：有输出变压器功放电路。（2）OTL功放电路：无输出变压器功放电路。（3）OCL功放电路：无输出电容器功放电路。任务3认识功率放大器知识链接2OCL和OTL功放电路看一看OCL功放电路组成任务3认识功率放大器（a）原理图（b）实物图学一学工作过程当电路处于静态（ui=0）时，因两管基极偏置都为零，故两管截止。此时，没有电流流过负载，电源不消耗功率。两个功放管的发射极电位为0，即UA=0。任务3认识功率放大器学一学工作过程当电路处于动态（ui≠0）时，有两种情况要考虑：1.输入信号ui为正半周时，V1因发射结正偏而导通，V2因发射结反偏而截止。产生电流iC1流经负载RL形成输出电压uo的正半周。2.输入信号ui为负半周时，V1截止，V2导通，产生电流iC2流经负载RL形成输出电压uo的负半周。任务3认识功率放大器（c）工作波形（a）原理图由于OCL电路中，输出管均处于零偏置，因此两只晶体管在交替工作时，输出波形的正负半周的交界处会出现一段死区，而产生交越失真，如图所示。任务3认识功率放大器任务3认识功率放大器为了克服交越失真，在实际电路中，需在两个功放管基极间串入二极管V4和V5，利用二极管的压降为V1、V2管的发射结提供正向偏置电压，如图所示。（a）原理图（b）实物图看一看OTL功放电路组成任务3认识功率放大器（a）原理图（b）实物图学一学工作过程当电路处于静态（ui=0）时，由于两管参数一致，所以，中点A处电压为VCC/2，则CL两端静态电压也为VCC/2。任务3认识功率放大器学一学工作过程当电路处于动态（ui≠0）时，有两种情况要考虑：1.输入信号ui为正半周时，V1导通而V2截止，电流ic1流过负载RL，同时向CL充电，并在负载RL上输出正半周波形。2.输入信号ui为负半周时，V1截止，V2导通，此时CL起着负电源的作用，相当于电压为-VCC/2的负电源，向V2提供工作电压，并通过负载RL放电，在负载RL上输出负半周波形。任务3认识功率放大器图（d）、（e）为带有自举功能的OTL电路。图中R、C组成自举电路，用于保证在输入信号较大时，V1不致出现削顶失真。V4、V5为输出管提供正向偏置电压，克服交越失真。任务3认识功率放大器（d）带自举功能的OTL电路（e）带自举功能的OTL实物图做一做计算功放电路输出参数任务3认识功率放大器想一想在OCL功放电路中，采用什么方法可以克服交越失真？在OTL电路中，自举升压电路有什么作用？任务3认识功率放大器知识拓展复合管看一看复合管的复合方法任务3认识功率放大器(a)同类型复合管(NPN)(b)同类型复合管(PNP)(c)互补型复合管(NPN)(d)互补型复合管(PNP)看一看复合管的复合方法复合管组成的基本原则：1.必须保证两管的基极电流能流通。2.两管的ce和cb可以连接在一起，但ce和be不能相连，以免受be间电压箝制。3.复合管的导电类型由第一只管子的导电类型决定；其β=β1β2。任务3认识功率放大器知识链接3集成功率放大电路学一学TDA2030集成功率放大电路任务3认识功率放大器学一学TDA2030集成功率放大电路任务3认识功率放大器图示为TDA2030接成OCL功放电路的接法，V1、V2是为防止电源接反而损坏组件采取的保护措施。电容C3、C5与C4、C6为电源滤波电容。电路识读集成音频功率放大器原理图1.框图任务4集成音频功率放大器制作2.原理图任务4集成音频功率放大器制作3.印制电路图任务4集成音频功率放大器制作任务4集成音频功率放大器制作实训操作1元器件清单与检测看一看元器件清单序号元器件名称代号数量规格备注1电阻R1120kΩ红黑黑红棕2电阻R21330Ω橙橙黑黑棕3电阻R3、R10、R11322kΩ红红黑红棕4电阻R41510Ω绿棕黑黑棕5电阻R5151kΩ绿棕黑红棕6电阻R618.2kΩ灰红黑棕棕7电阻R7110kΩ棕黑黑红棕8电阻R81200kΩ红黑黑橙棕9电阻R91100Ω棕黑黑黑棕10电阻R1312.2Ω红红黑银棕11电阻R12、R14、R1532kΩ红黑黑棕棕任务4集成音频功率放大器制作看一看元器件清单12电位器RP1150kΩ13电位器RP21100kΩ14电容C111μF/15电容C21220μF/16电容C312.2μF/17电容C41100μF/18电容C514.7μF/19电容C6122μF/20电容C71224(0.22μF)21电容C8、C9210522电容C10、C122334(0.33μF)23电容C11、C1322200μF/24音乐集成电路IC11TQ9300任务4集成音频功率放大器制作看一看元器件清单25集成运放IC21LM74126集成功放IC31TDA203027三端集成稳压器IC41LM780628三端集成稳压器IC51LM790629发光二极管V11φ3mm30稳压二极管V215.1V31整流桥块V31KBP3104A32保险丝FU11A33插口CZ134扬声器SP18Ω35切换开关SW136电源变压器1双9V电源变压器37印制电路板1元器件图任务4集成音频功率放大器制作做一做检测元器件1.能够识别色环电阻，会用万用表检测电阻值。2.能够判断二极管、电解电容引脚极性，会用万用表检测元件质量好坏。3.检测扬声器任务4集成音频功率放大器制作做一做检测元器件4.集成电路引脚识别任务4集成音频功率放大器制作67854321LM741实训操作2组装电路安装前准备工作1.按照元器件清单，清点元件。2.利用万用表对元件进行检测、整形。3.利用废旧印制板和组件，进行焊接前的练习。任务4集成音频功率放大器制作做一做组装电路任务4集成音频功率放大器制作元件安装工艺图任务4集成音频功率放大器制作实训操作3检测电路做一做检测功率放大器1.直观检测2.在路检查3.试听检测电阻测量（Ω）正向电阻电压测量（V）测试点P1P2P3P4P5P6P7P8反向电阻集成音频功率放大器常见故障任务4集成音频功率放大器制作项目小结1.集成运算放大器是一种内部为直接耦合的高增益的线性集成电路。分析运算放大器应以其理想特性为基础来分析。2.功率放大器的主要任务是在不失真前提下输出足够大的信号功率，并有效地传输给负载。目前使用最广泛的是甲乙类无输出电容的功率放大电路（OCL电路）和甲乙类无输出变压器的功率放大电路（OTL电路）。3.集成功率放大器具有体积小、重量轻、工作可靠、调试组装方便的优点，因而被广泛采用。使用集成功放应了解它们的外部特性和应用电路。END谢谢！