红外音频信号转发器

R143kohmR213kohm50%5kOhmKey=aR312VVCCC110uF音频信号源VD1VD2VT1项目五红外音频信号转发器设计通过红外线的传输,实现电视机MP3等音频信号的近距离无线传输发射电路的作用:音频信号经功率放大后,使流过发光管的电流随音频信号变化,从而向外发射按音频信号变化的红外光发射电路红外接收管VD6产生与光强成比例的光电流,经LM386功率放大驱动喇叭发声接收电路课题二：集成功率放大器课题一：分立元件构成的功放电路课题三：红外音频信号转发器分析与制作4.1.1功率放大电路的特殊问题一、功率放大的任务输出足够大的功率去驱动负载（扬声器、伺服电机等）。二、功率放大的特殊问题1.输出电压、电流幅度大，三极管尽限工作。2.管子接近饱和或截止，输出有一定非线性失真。3.需加散热器，以提高管子承受较大管耗。4.效率=Pomax/PDC要高。性能分析以功率、管耗、效率为主。课题一分立元件构成的功放电路三、放大电路的工作状态甲类(=2)tiCOIcm2ICtiCOIcm2IC乙类(=)tiCOIcmIC2甲乙类(2)QuCEiCOtiCOQQ乙类工作状态失真大，静态电流为零，管耗小，效率高。甲乙类工作状态失真大，静态电流小，管耗小，效率较高。甲类工作状态失真小，静态电流大，管耗大，效率低。类型与效率4.1.2乙类互补对称功放电路OCL(OutputCapacitorless)一、电路组成及工作原理RLT1T2+VCC+ui+uoVEEie1ie1ui=0T1、T2截止ui0T1导通T2截止uo=ie1RLui0T2导通T1截止uo=ie2RL两只管子交替导通，称互补对称最大输出电压幅值：Uom(max)=VCC–UCE(sat)VCCRLT1T2+VCC+ui+uoVEE(一)输出功率Pocm21cem21oooIUIUP==Lom221/RU=最大输出功率：L2CC)(21RVL2CE(sat)CCo(max)2)(RUVP=(二)直流电源供给功率PVLomcmCAVRUII==PV=ICAVVCC=2VCCUom/RL二、乙类双电源对称功放电路参数计算(三)每只管子平均管耗PT和最大管耗PT(max))oVT2T1(21PPPP==当输出电压幅值为Uom(max)VCC时,T2T1PP==0.137Po(max)令02ddLomLCComT1==RURVUP=CCom2VU=0.6VCC时管耗最大，om2T(max)2PP=o(max)2.0P(四)效率,/Lom221oRUP=PV=2VCCUom/RLVoPPη=4CComVU=当输出电压幅值为Uom(max)VCC时,%5.784max=实际约为60%(五)功率管选择条件PCM0.2PomU(BR)CEO2VCCICMVCC/RLRLT1T2+VCC+ui+uoVEE[例7.2.1]乙类双电源互补对称功放电路，已知VCC=±20V，RL=8，求对功率管参数的要求。[解]（1）最大输出功率Po(max)：)W(25822022LCC2o(max)===RVP)W(5252.02.0o(max)CM==PP（2）U(BR)CEO：U(BR)CEO2VCC=40V（3）ICM：ICMVCC/RL=20/8=2.5(A)选管时要留有余地，即提高50%~100%。教学要求:掌握Po、PV的公式，再根据Uom或Uo(max)=VCC–UCE(sat)VCC条件代入计算，并求取PT、和。一、实用的甲乙类双电源互补对称功放电路(一)交越失真的问题RLT1T2+VCC+ui+uoVEE当输入电压小于阈值电压Uon时，三极管截止，引起交越失真。交越失真输入信号幅度越小越明显交越失真4.1.3甲乙类互补对称功放电路(二)减少交越失真的措施1.利用二极管和电位器产生偏置电压：RLR1D1D2T1T2+VCC+ui+uoVEET3R2+UB1B2–UB1B2给T1、T2提供静态电压。当ui=0时，T1、T2微导通；IB1=–IB2，IE1=–IE2，IL=0IB1IB2IE1IE22.利用UBE倍增电路产生偏置电压)(212BE4CE4RRRUU=T4RL+VCC+uoT1T2T3VEER*1R2R3R4(三)用复合管组成互补对称功率放大电路复合管(达林顿管)的目的：实现管子参数的配对iB1(1+1)iB1(1+1)(1+2)B1=(1+1+2+12)iB112rbe=rbe1+(1+1)rbe22(1+1)iB11iB1iBiCiE(1+2+12)iB1T1T2接有泻放电阻的复合管：T1T2ICEO12ICEO1R泻放电阻减小T1T2NPN+NPNNPNT1T2PNP+PNPPNPT1T2NPN+PNPNPNT1T2PNP+NPNPNP构成复合管的规则：1)b1为b，c1或e1接b2，c2、e2为c或e；2)应保证发射结正偏，集电结反偏；3)复合管类型与第一只管子相同。四、实用电路举例分析前置放大级的作用：(1)放大输入电压到足够幅度；(2)给功放级提供克服交越失真的静态电压UB1B2。四、实用电路举例分析NPNPNP泻放电阻电流负反馈，改善高频能够放级性能静态时UK=0，可调节RP1实现。K点向前置级引电压并联负反馈，改善性能。[例]P170图,不考虑前置级的影响，已知T2、T5的UCES=3V，求负载最大功率、电压幅值、电流、电源功率、管耗、效率。[解])W(24.215.82)322()(21'27L2CESCCo(max)===RRUVPRL最大功率：)W(205.8824.217LLo(max)o(max)===RRRPP电压幅值：)V(9.175.8819)(7LLCESCCom===RRRUVU电流有效值：)A(58.141.189.172Lomo===RUI电源功率：PV=2VCCUom/R’L=22219/3.148.5=31.3(W)管耗：)oVT2T1(21PPPP===0.5(31.3–21.24)=5.03(W)效率：%9.633.3120Vo(max)===PPη(一)电路和工作原理二甲乙类单电源对称功率放大电路—OTL电路(OutputTransformerless)RLRcV4–VEE+VCCV5T1T2CeReRb1Rb2+uo+ui+++CK电容C的作用：(1)充当VCC/2电源(2)耦合交流信号2CCK/VU=当ui=0时，2CCC/VU=当ui0时,T2导通，C放电，T2的等效电源电压0.5VCC。当ui0时,T1导通，C充电，T1的等效电源电压+0.5VCC。(二)采用自举电路提高正半周输出电压幅度问题：T2、T4导通时,最大输出电压受到Rc1上压降的限制。解决：加自举电容，随信号增大同是提高有效电源电压。GR9C2自举电容电位最高提升到3VCC/2(三)OCL和OTL的比较OCLOTL电源双电源单电源信号交、直流交流频率响应好fL取决于输出耦合电容C电路结构较简单较复杂PomaxLCC2Lom(max)22121RVRULCC2L2om81(max)21RVRU(四)电路的调试方法调试步骤：•调RP1使UK=VCC/2。•调RP2使消除交越失真。•RP1、RP2反复调节至满意。•用固定电阻取代电位器。注意事项：•不能使D1、D2支路断开。•开机后，输出电容上电压不能马上建立，使负载有冲击电流。可在电源上加延时装置使电源缓慢上升。一、D2006集成功率放大器简介外形D200612345组成：差分输入级、中间电压放大级、恒流源偏置电路、甲乙类互补对称功放输出级、短路和过热保护电路。主要参数：输入阻抗Ri=5M开环电压增益Auo=75dB=5623倍电源电压6~15V输出功率Po=8W、12W(RL=8、4)课题二集成功放电路二、D2006集成功放的典型应用1.双电源应用电路电压串联负反馈21uf1RRA=4.33R3为平衡电阻高频校正网络,抑制高频自激泄放感性负载的自感应电压消除电源高频干扰2.单电源应用电路VCC/2输出电容退耦电容，消除电源的低频和高频干扰管耗：PC=UCEICUCE主要降在反偏的集电结上，因集电结电阻大，发热引起温升，超过最高允许结温TjM时，管子损坏。加散热器能降低结温提高管耗。例如：3AD50，不加散热器，极限管耗PCM=1W加1201204mm3散热板，极限管耗PCM=10W散热器类型齿轮形指状形板条形三、功放管的散热问题课题三红外音频信号转发器分析与制作项目制作一、电路装配准备1.装配工具及调试仪器仪表的准备：通用电路板、电烙铁、焊锡丝、钳子、螺丝起、导线、示波器、万用表；2.元器件的准备，即元件清单二、重要元器件检测LM386三极管元件清单序号元件名称型号规格单价（元）数量金额（元）集成电路LM3861集成插座DIP81红外发光管SE3032红外接收管PH3021三极管90141扬声器0.25W/8Ω1电解电容CD11220μF/25V1电解电容CD1147μF/25V1电解电容CD1110μF/25V3纸介电容CJ10.047μF/63V1电位器WX470KΩ1电位器WX5KΩ1电阻RJ43KΩ1电阻RJ13KΩ1电阻RJ10KΩ1电阻RJ10Ω1万能板100ⅹ50100ⅹ5014.电路调试(1)调试步骤在确定各元件的焊接、连线都没有错误以及前置放大电路工作正常时,接入规定的±12V直流电压,在耳机接口处接人符合规定的音频信号(10~1400Hz)。首先测试LM386②脚是否有信号输人,然后通过示波器将功率放大后⑤脚的信号与②脚的输人信号对比,看功率放大电路是否将信号进行了不失真的放大,最后对扬声器电路进行调试。(2)电路测试1)仔细检查、核对电路与元件,确认无误后接人规定的±12V直流电压及相应的音频信号。2)用示波器观测LM386⑤脚的输出信号,看某与LM386②脚运算放大电路的输出信号相比有没有出现失真,调节滑动变阻器RP看信号强度有没发生变化。3)若②脚的输人信号正常,则再用示波器检测LM386对信号的放大能力及失真情况。在测试失真度时,可用符合要求的正弦波来进行简单的测试。4)在一切都正常的情况下作最后一步的测量,即对扬声器电路的测试。(3)故障检测与维修1)LM386②脚没有信号输人的故障分析与排除。在确定前置放大电路有信号输出时,LM386的②脚没有信号输入,可能有以下原因:①开始时滑动变阻器的阻值调的过大,造成信号无法输入到功率放大器中。②耦合电容c1、已坏、接反等都可能造成信号没办法输人。③R1电阻值选的过小也是导致信号没办法输人的原因之一。2)LM386②脚有信号输人但信号只有一个固定的值,没办法通过RP对其进行调节。这是因为RP滑动变阻器失效的原故,只需对滑动变阻器进行更换即可。3)功率放大后信号出现失真的原因。①所选信号频率超出LM386的频率响应范围。②输人信号过强。5.编写项目报告书项目总结1．功率放大电路是在大信号下工作，通常采用图解法进行分析。2．与甲类功率放大电路相比，乙类互补对称功率放大电路的主要优点是效率高，在理想情况下，其最大效率约为78.5%。3．为保证BJT安全工作，双电源互补对称电路工作在乙类时，器件的极限参数必须满足：PCM＞PT1≈0.2Pom，|V(BR)CEO|＞2VCC，ICM＞VCC/RL。4．由于BJT输入特性存在死区电压，工作在乙类的互补对称电路将出现交越失真，克服交越失真的方法是采用甲乙类（接近乙类）互补对称电路。5．在单电源互补对称电路中，计算输出功率、效率、管耗和电源供给的功率，可借用双电源互补对称电路的计算公式，但要用VCC/2代替原公式中的VCC。