模电实验设计论文

1/23直流稳压电源及语音放大电路设计姓名：何兆贤学号：09274031班级：思远09022/23目录摘要.................................................................................................................................................3关键词.............................................................................................................................................3一、直流稳压电源的设计........................................................................................................41、实验目的：.....................................................................................................................42、设计要求及技术指标：..............................................................................................43、实验原理：.....................................................................................................................44、直流稳压电源设计思路..............................................................................................55、方案设定..........................................................................................................................56、设计的电路图：............................................................................................................6二、语音放大电路的设计........................................................................................................81、设计目的及要求............................................................................................................82、总电路框图及总原理图。..........................................................................................83、设计思想及基本原理分析。.....................................................................................94、单元电路分析，元件介绍和元件参数计算。..................................................105、电路仿真报告..............................................................................................................166、实际电路分析..............................................................................................................20三、元件清单............................................................................................................................21四、实验感想............................................................................................................................22五、参考文献............................................................................................................................243/23摘要：本次试验主要是学习直流稳压电源的设计，以及语音放大器的设计，并用设计的直流稳压电源对其进行供电，稳压电源主要学习的是如何使用三端集成稳压管进行稳压，对一些电容参数及其变压器参数的设定，最后对稳压电源的测试并评估。语音放大器主要是由前置输入、滤波电路、功率放大电路组成，本实验先是对各个单元电路进行选择并利用Multisim软件进行仿真，使其满足设计要求，最后将其串联一起进行调试，本实验最后根据自己设计的电路制作出实物，并对其调试，使其最后满足要求。关键词：直流稳压电源功率放大语音放大Multisim仿真4/23一、直流稳压电源的设计1、实验目的：（1）掌握集成稳压电源的实验方法。（2）掌握用变压器、整流二极管、滤波电容和集成稳压器来设计直流稳压电源。（3）掌握直流稳压电源的主要性能参数及测试方法。（4）进一步培养工艺素质和提高基本技能。2、设计要求及技术指标：（1）设计一个双路直流稳压电源。（2）输出电压Vo=±12V，+5V最大输出电流Iomax=0.5A,1A（3）输出纹波电压ΔVop-p≤5mV,稳压系数Sv≤5×10-3。3、实验原理：（1）基本原理：整个电路设计的基本原理如图1所示：220V的家用电源经过变压器后降压，然后经过整流桥电路，将交流电转换为直流电，最后经过滤波电路和稳压电路实现直流稳压输出。图15/234、直流稳压电源设计思路（1）电网供电电压交流220V(有效值)50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。（2）降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。（3）脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。（4）滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出，供给负载RL。其中：（1）电源变压器：是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。（2）整流电路：利用单向导电元件，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电（3）滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。（4）稳压电路：稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。5、方案设定（1）稳压器件的选择：LM7812、LM7805分别可以输出正12V和正5V电压，LM7912可以输出负12V，所以选取的稳压器件为LM7812，LM7912，LM7805。（2）电源变压器：电源变压器是将输入的220V交流电压U1转变为整流电路所需要的交流电压U2。但是变压器有一定的功耗所以它的输出功率要小于输入功率即：η=P2/P1。P2是变压器的副边的功率，P1是变压器原边的功率。因为V并且此时输出多端所以选择中间抽头的多路输出变压器,选取的为的变压器。6/23（3）二极管：由于的反向击穿电压额定工作电流ID=1A，所以整流二极管选择，为方便焊接，所以我们直接采用的KBP307型号的整流桥。（4）滤波电容：I=1A，T=0.02s,电路中滤波电容承受的最高电压时1.414×18=25.4V所以选择电容的耐压值应该大于25.4V所以选择2200uF/50V的电容。因为大容量电解电容有一定的绕制电感分布，易引起自激振荡，形成高频干扰。所以稳压器的输入端并入小容量电容来抵消电感效应，抑制高频干扰。6、设计的电路图：最后所设计的电路如图2所示，先得到±12V的电压，再利用LM7805将其电压降到5v图2利用仿真软件Multisim得到的结果如图3。7/23图38/23二、语音放大电路的设计1、设计目的及要求1）前置放大器输入信号：Uid5mV输入阻抗：Ri=100k2）有源带通滤波器带通频率范围：300Hz～3kHz增益：Au13）功率放大器最大不失真输出功率：Pom5W负载阻抗：RL=8电源电压：+12V，-12V频率响应：40Hz-10KHz4）输出功率连续可调直流输出电压：50mV（输出开路时）静态电源电流：100mA（输出短路时）5）使用前面所设计的电源提供直流电压2、总电路框图及总原理图语音放大器的总原理框图如图4所示，总原理图是最后所设计的语音放大器图，如图59/23图4图53、设计思想及基本原理分析（1）前置放大电路前置放大电路可采用两级负反馈放大器、差分放大电路，也可以用集成运放构成的测量用小信号放大电路等。在测量用的放大电路中，一般传感器送来的直流或低频信号，经放大后多用单端方式传输。一般来说，信号的最大幅度可能仅有几毫伏，共模噪声可能10/23高达几伏。放大器输入漂移和噪声等因素对于总的精度至关重要，放大器本身的共模抑制特性也是同等重要的问题。因此前置放大电路应该是一个高输入阻抗、高共模抑制比、低漂移的小信号放大电路。（2）有源滤波电路有源滤波电路是用有源器件与RC网络组成的滤波电路。有源滤波电路的种类有低通（LPF）、高通（HPF）、带通（BPF）、带阻（BEF）滤波器，本实验着重讨论典型的二阶有源滤波器。（3）功率放大电路功率放大的主要作用是向负载提供功率，要求输出功率尽可能大，转换功率尽可能高。非线性失真尽可能小4、单元电路分析，元件介绍和元件参数计算。（1）前置放大电路：图6图6中使用的运算放大器为LM324，该电路为二级同相放大电路，电压增益为：输入阻抗为：11/23所以，，，在第一级放大电路中，所以。主要器件介绍：LM324系列器件为价格便宜的带有真差动输入的四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下。共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。每一组运算放大器可用图7所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。。LM324的特点：1.短路保护输出2.真差动输入级3.可单电源工作：3V-32V4.低偏置电流：最大100nA5.每封装含四个运算放大器。6.具有内部补偿的功能。7.共模范围扩展到负电源8.行业标准的引脚排列9