模电-课程设计

模拟电子课程设计课程设计的一般方法和步骤：选择总体方案设计单元电路选择元器件计算参数审图实验画出总体电路选题写出设计报告参考设计题目一、互补对称功率放大器负载电阻：8欧姆要求额定输出功率：0.5W参考资料：实验指导书第三章教材第九章二、压控振荡器（电压-频率转换电路）要求：参考资料：教材p4578.4.3p478图p8.26设计一压控振荡器。三、函数发生器要求：设计一函数发生器，能输出正弦波、方波和三角波。主要参考资料：教材8.18.3四、火灾报警器要求：设计一火灾报警器，有火灾时能产生声、光报警。主要参考资料：教材p58411.3.2五、正、负直流稳压电源要求：设计一直流稳压电源，输出对称的+12V和-12V，输出电流大于500mA。主要参考资料：教材第十章p554六、信号转换电路要求：设计一信号转换电路输入：0V——2V电压输出两路信号：1.0-10V电压（10mA)2.0-20mA电流（负载电阻小于500欧姆）主要参考资料：教材7.18.4p454图8.4.1七、光控照明电路要求：设计一光控照明电路，灯的亮灭由光照强度自动控制。参考电路p476图P8.16八、手机充电器要求：设计一手机充电器，输入交流220V，输出直流5V。其他与模拟电子课程相关且经过指导教师批准的题目。设计说明书内容：一、设计任务及要求二、电路原理图三、电路各组成部分及工作原理四、电路的设计计算五、电路实验步骤及测量数据整理收获和体会设计说明书格式OTL互补对称功率放大电路一、电路构成1）T2、T4和T3、T5分别构成复合管，组成互补对称电路称为准互补对称电路，以提高电流放大倍数，其电流放大倍数近似等于两个单管电流放大倍数的乘积。但是，采用复合管，使电路的穿透电流增大，为此加电阻R6、R8和R7、R9以减小复合管穿透电流，提高电路的稳定性，且要求R8RL。2）通过对Rp2的调节（Rp2两端电压发生变化），给后面的功放管提供合适的偏置电流，保证T2、T4和T3、T5在静态时呈微导通状态，消除交越失真。3）调节Rp1使UK=Vcc/2，且Rp1具有电压负反馈的作用，可以提高K点的直流电位的稳定性，又有交流负反馈的作用，以改善非线性失真，减小输出电阻以增强带负载能力。4）并联负反馈要求信号源有一定内阻，而实验室信号发生器内阻很小，故在输入端串联电阻R1。5）C3用来旁路Rp2两端的交流成分，使加到两个复合管基极的激励信号电压相等。6）R2、C2组成自举电路。其作用是ui足够大时，使输出电压幅度增加，获得更大的输出功率。二、工作原理输入信号ui经T1放大后，经T2、T4和T3、T5功率放大。ui的正半周—uo1负半周—T3、T5导通ui的负半周—uo1正半周—T2、T4导通T2、T4和T3、T5轮流导通，保证输出有完整的电压波形。三、电路的主要指标及测量方法：（1）最大输出功率Pom理论上最大输出功率：LCESCCLomomRUVRUP2)21(22实际测量最大输出功率：LomomRUP2（3）效率η（4）输出功率Pom时，晶体管的管耗PTVomPPomVTPPP（2）平均功率Pv：PomPV4理论计算实际测量IoVccPV四.电路设计计算电路参数取值：V5.1V1205410032154321CESCESCESCESCESUUUUU1.确定电源电压一般取最大输出功率Pom=(1.5~2)Po（额定输出功率）LomOMRPU2)21(VccUOM其中η为电源的利用率，一般η=0.6~0.8。LomOMRPU21Vcc21即：2.计算功率输出级电路(1）选择功率管T4、T5主要考虑三个因素晶体管承受的最大反向电压集电极最大电流最大功耗一般取:R8=R9=(0.05~0.1)RL可取R8=R9=1Ω1）T4、T5承受的最大反向电压VCEmax≈Vcc2）每管最大集电极电流，如果忽略管压降，Icmax≈0.5Vcc/RL3)单管最大集电极功耗omomPPPc2.022max考虑到功率管静态电流Ic，Ic取10mA，所以单管最大管耗为：Pcmax≈0.2Pom+IcVcc4）根据功率管极限参数选T4和T5；选择合适的大功率管，其极限参数应满足：VccUUCECEOBRmax)(LCCMRVccII21maxIcVccPPPomcCM2.0max两管，参数尽量对称，为满足电路性能的要求，并便于设计计算，本课题中的T和D均选用硅管。54（2）选择互补管T2和T3，并计算R6、R7。1）确定R6、R7因为T4和T5的输入电阻为：8444)1(Rrrbei9555)1(Rrrbei大功率管的rbe一般为10Ω左右。又要求T2的发射极电流大部分注入T4的基极，所以通常取：R6=(5~10)ri4，同理：R7=(5~10)ri5。因为两管参数对称，所以ri4=ri5，取：R6=R7=(5~10)ri42）选择T2和T34432max)5.1~1.1(maxmaxIcIcIc4432max)5.1~1.1(maxmaxPcPcPc选择T2、T3，使其极限参数满足：VccUCEOBR)(44max)5.1~1.1(IcIcM44max)5.1~1.1(PcPcMT2为NPN型晶体管、T3为PNP型晶体管,且：323、计算推动级电路T11）确定T1的工作电流，为保证信号不失真，T1工作在甲类放大状态，要求：ICQ13IB2max≈3IC2max/β2一般取：ICQ1=(2~10)mA2）计算R4UBQ2约为（0.5VCC+1.4V），IBQ2很小，所以R4=（VCC-UBQ2)/ICQ13）计算RP2URP2约为2.1V所以RP2=URP2/ICQ14）计算R3和RP1313RBQIUR111CQBQII,13BQRII,1013BQRII可取VUBQ7.0131121RBQCCpIUVR5）计算R5为保证T1始终工作在放大区，有151321CESCQBEccURIUV113521CQCESBEccIUUVR4.计算自举电路fCR2221时间常数R2C2应远远大于信号周期，且R2不宜过大。f可取300Hz