音频放大器(扩音机)的毕业设计.doc

江苏城市职业学院五年制（高职） 毕业设计（论文）设计课题 音频放大器的设计 学 校 年 级 专 业 姓 名 学 号 指导教师 职称 二一一 年 十一 月摘 要音频放大器是一种通用性较强的应用电路，它广泛用于收音机、录音机、电视机和扩音机等整机产品中，用来把微弱的声音电信号进行放大，以获得足够大的输出功率推动扬声器。它也是音响装置重要的组成部分，通常把它叫做扩音机。本课题是经典音频放大器应用设计，经过功力晶体再把放大的信号.透过扬声器放出声音.其动作原理是把电气讯号转换为声音讯号的转换器。扬声器为电子产品之声音输出端的重要零组件，其应用范围广泛，可装置于各型耳机或头机内，如随身听、音响、无线电通讯、多媒体电脑、录音工程或电子字典，用来收听声音与音乐，也可装置于电话自动拨打器，用来打电话。关键词：OTL；集成电路；输入级；输出级；放大器目 录摘要 第一章 毕业设计及任务 1 第一节 设计任务书 1第二节 设计的基本要求和实现方法 2第二章 音频放大器概述 3第一节 毕业课题的背景及意义 3 第三章 主要性能指标 4第四章 直流稳压电源 5第一节 两种稳压类型概述 5第二节 稳压电源的指标和集成稳压器 9第三节 硅稳压二极管稳压电路 12第五章 基本设计方法 14第一节 电压增益分配和确定电源电压 14第二节 功率输出级的计算 15第三节 推动级和衰减式音调控制电路的计算 16第四节 OCL功率放大器的设计 19第五节 音频控制电路的设计 23第六章 印制电路板的设计 31设计体会 34参考文献 35附录 音频放大器总电路 36第一章毕业设计及任务第一节设计任务书1.设计题目设计一台高保真OCL音频放大器2.技术指标 最大不失真输出功率：Pom10W； 负载电阻（扬声器）：RL=8； 频率响应：=50HZ20KHZ； 音调控制范围：低音：100HZ12dB高音：10KHZ12dB 输入电压：； 失真度： 稳定性：在电源为1524V范围内变化时，输出零点漂移。3.设计要求 分析电路的组成及工作原理。 进行单元电路设计计算。 采用衰减式音调控制电路。采用OTL音频功率放大器。 说明电路的调试的进本方法。 画出完整电路图。 小结和讨论。第二节设计的基本要求和实现方法一、基本要求音频放大器主要用来对音频信号（频率范围大约为数十赫兹数十千赫兹）进行放大， 它应具有以下几方面功能：1.对音频信号进行电压放大和功率放大，能输出大的交流功率。2.具有很高的输出阻抗和很低的输出阻抗，负载能力强。3.非线性失真和频率失真要小（高保真）。4.能对输出信号中的高频和低频部分（高低音）分别进行调节（增强或减弱），即具有音调控制能力。为了实现音频放大电路是上述功能，构成电路时可采用多种方案，比如，可采用分立元件组装，也可以采用运算放大器和部分晶体管等分立元件实现，还可用集成音频功率放大电路制作，现在广为应用的是后两种。二、实现方法无论采用哪种形式，音频放大器的基本组成都应包括以下几个部分：1.输入级 主要是把输入的音频信号有效地传递到下一级，并完成信号源的阻抗变换。2.音调控制电路完成高低音的提升和衰减，为了与音调控制电路配合，这部分还应设置电压放大电路。3.输出级将电压信号进行功率放大，以使在扬声器上得到足够大的不失真功率。音频放大器的组成方框图，可用图1表示。图1 音频放大器组成方框图第二章音频放大器概述第一节毕业设计的背景及意义 音频放大器已经有快要一个世纪的历史了，最早的电子管放大器的第一个应用就是音频放大器。然而直到现在为止，它还在不断地更新、发展、前进。主要因为人类的听觉是各种感觉中的相当重要的一种，也是最基本的一种。为了满足它的需要，我们就把有关的音频放大器就要不断地加以改进，不断的去加以创新。 进入21世纪以后，各种便携式的电子设备成为了电子设备的一种重要的发展趋势。从作为通信工具的手机，到作为娱乐设备的MP3播放器，已经成为差不多人人具备的便携式电子设备。陆续将要普及的还有便携式电视机，便携式DVD等等。所有这些便携式的电子设备的一个共同点，就是都有音频输出，也就是都需要有一个音频放大器；另一个特点就是它们都是电池供电的。都希望能够有较长的使用寿命。就是在这种需求的背景下，D类放大器被开发出来了。而它的最大的特点就是，它是能够在保持最低的失真情况下来得到最高的效率。高效率的音频放大器不只是在便携式的设备中需要，在大功率的电子设备中也需要。因为，功率越大，效率也就越重要。而随着人们的居住条件的改善，高保真音响设备和更高档的家庭影院也逐渐开始兴起。在这些设备中，往往需要几十瓦几百瓦的音频功率。而低失真、高效率的音频放大器就成为其中的关键部件。音频放大器的目的是在产生声音的输出元件上重建输入的音频信号，信号音量和功率级都要理想如实、有效且失真低。音频范围为约20Hz 20kHz，因此放大器在此范围内必须有良好的频率响应 (驱动频带受限的扬声器时要小一些，如低音喇叭或高音喇叭)。根据应用的不同，功率大小差异很大，从耳机的毫瓦级到TV或PC音频的数瓦，再到“迷你”家庭立体声和汽车音响的几十瓦，直到功率更大的家用和商用音响系统的数百瓦以上，音频放大器的功率它能大到能满足整个电影院或是礼堂的声音要求。 音频放大器的一种简单模拟实现方案是采用线性模式的晶体管，得到与输入电压成比例的输出电压。正向电压增益通常很高(至少40dB)。如果反馈环包含正向增益，则整个环增益也很高。因为高环路增益能改善性能，而即能抑制由正向路径的非线性引起的失真，而且它是通过提高电源抑制音频放大器的能力(即为PSR)以此它来降低电源噪声，所以经常采用反馈第三章 主要性能指标在介绍音频功率放大器的文章中，有时会看到“THD+N”，THD+N是英文Total Hormonic Distortion +Noise 的缩写，译成中文是“总谐波失真加噪声”。它是音频功率放大器的一个主要性能指标，也是音频功率放大器的额定输出功率的条件。 THD+N表示失真+噪声，因此THD+N自然越小越好。但这个指标是在一定条件下测试的。一个音频功率放大器，改变其条件，其THD+N的值有很大变动。 这里指的条件是，一定的工作电压VCC(或VDD)、一定的负载电阻RL、一定的输入频率FIN（一般常用1KHZ）、一定的输出功率Po下进行测试。若改变了其中的条件，其THD+N值是不同的。例如，某一音频功率放大器，在VDD=3V、FIN=1kHz、RL=32、Po=25mW条件下测试，其TDH+N=0.003%，若将RL改成16欧，使Po增加到50mW，VDD及FIN不变，所测的TDH+N=0.005%。 一般说，输出功率小（如几十mW）的高质量音频功率放大器（如用于MP3播放机），它的THD+N指标可达10-5，具有较高的保真度。输出几百mW的音频功率放大器，要用扬声器放音，其THD+N一般为10-4；输出功率在12W，其THD+N更大些，为0.10.5%.THD+N指标大小与音频功率放大器的结构类别有关（A类功放D类功放），如D类功放的噪声大，THD+N的值也较A类大。 这里特别要指出的是资料中给出的THD+N这个指标是在FIN=1kHz下给出的，在实际上音频范围是20Hz20kHz，则在20Hz20kHz范围测试时，其THD+N要大得多。例如，某音频功率放大器在1kHz时测试，其TDH+N=0.08%。若FIN改成20Hz-20kHz,，其他条件不变，其THD+N变为小于0.5%。 过去有用“不失真输出功率是多少”这种说法来说明其输出功率大小。这话的意思指的是输出的峰峰值没有“削顶”现象出现，即Vout(P-P)=Vcc-（上压差+下压差）这种说法是不科学的。即使不产生削顶，它也有一定的失真。较科学的说法是THD+N在某一指标下可输出的功率是多少。即在一定的Vcc电压、一定的负载电阻RL时、一定的THD+N下可输出多少功率。这输出功率一般是在这条件下的最大输出功率，称为额定功率。音频功率的额定功率主要取决于Vcc的大小。在THD+N不变条件下，如Vcc=5V，RL=4时，输出额定功率为2W；若Vcc=3V、RL=4时，输出额定功率降为0.7W。第四章直流稳压电源第一节 两种稳压类型概述直流稳压电源是一种当电网电压变化时，或者负载发生变化时，输出电压能基本保持不变的直流电源。稳压电源中的稳压电路按电压调整元件与负载RL连接方式之不同可分为两种稳压类型：1、 并联型稳压电路调整元件与负载RL并联，如图2（a）所示。2、 串联型稳压电路调整原价与负载RL串联，如图2（b）所示。图2图3是带有硅稳压电路的单相整流电器，是一个最简单的直流稳压电源。其电路的工作原理，已在第一章中分析过，此处不再重复。这种稳压电源的稳压电路内，调整电压的元件硅稳压二极管V是与负载RL并联的，这就是并联型稳压电器。它的优点是电路简单，调试方便，但输出电流较小（仅几十毫安），输出电压不能调节，稳压性能也较差，只适用于要求不高的小型电子设备上。广泛实用的稳压电路是以晶体三极管为调整元件的串联型稳压电路，作为调整元件的晶体管称调整管，它是和负载串联的。这种串联型晶体管稳压电路可以输出较大的电流，输出电压稳定度高，而且可以调节，下面举例说明它的电路特点和工作原理。图3硅稳压管稳压电源 串联型晶体管稳压电源 简单串联型晶体管稳压电源图4所示电路是一个简单的串联型晶体管稳压电源。图中V1为调整管，V2为硅稳压管，它稳定V1管的基极电压VB，作为稳压电路的基准电压；R1既是V2的限流电阻，又是晶体管V1的偏置电阻；R2为V1管的发射极电阻；RL为外接负载。图4简单的串联型晶体管稳压电源电路的稳压原理如下：调整管V1工作在放大区，它与负载串联，输出电压V0V1-VCE，通过VCE的变化来调整V0。假如因某种原因（电网电压变动或负载电阻变化）使输出电压V0增加，由于基极电压VB被稳压管稳住不变，由图可知，VBEVB-V0，则BBE要减小，基极电流 IB也相应减小，于是调整管V1的集电极-发射极等效电阻增加，管压降VCE增加，结果促使输出电压V0下降，达到维持稳定不变的效果。因为负载电流不再通过稳压管，而是通过调整管V1，所以这种串联型稳压电路与并联型稳压电路相比，可以供给较大的负载电流。 带有放大环节的串联型晶体管稳压电源简单的串联型晶体稳压电源，是直接利用输出电压微小变化量V0去控制调整管的发射结电压VBE，从而改变调整管的管压下降VCE来稳定电源的输出电压，但往往由于V0的数值不大，稳压效果不好。如在电路中加入一级直流放大器，先把微小的输出电压变化量V0放大，然后用AVV0去控制调整管的发射极电压VBE，使调整管的管压降有明显的变化，就可以是稳压效果大为改善。图4所示是带有放大环节的串联型稳压电路。V1是调整管，稳压管V3和它的限流电阻R3组成供给比较放大管V2的发射极基准电压。R1、RP和R2组成采样电路，实质上是一个比较，它们的电压差引起V2管发射发射结电压VBE2的变化，经过V2的放大后，送到调整管的基极，控制调整管的工作。R4是V2比较放大管的集电极电阻，比较放大管V2可简称为放大管。整个电路稳压过程表示于下：设V0VB2VC2VB1VCE1V0图5带有放大环节的串联型稳压电源图5的稳压电源，采样电路中有一个电位器RP串接在R1和R2之间，可以通过调节RP来改变输出电压V0。假定流过采样电阻的电流比IB2大得多，可用下面近似方法来估算V0的调节范围。由图5可知当RP的滑动端移到最上端时，RP0，RP，V0达到最小值。即以上各式中之VBE2约为0.60.8V图5是一种输出电压可调的稳压电源，如果不用电位器RP，仅用R1、R2分压，则变成输出电压固定的稳压电源。综上所述，带有放大环节的串联型晶体管稳压电路，一般由四个部分组成，即采样电路、基准电压、比较放大电路和调整元件，如图6所示。图6带有放大环节的串联型晶体管稳压电路第二节 稳压电源的主要指标和集成稳压器稳压电源的指标是表示稳压电源性能的参数。主要的有下列两种：一 特性指标是表明稳压电源工作特性的参数。例如：允许输入的电压，输出电压及其可调范围，输出电流等。二 质量指标是衡量稳压电源性能优劣的参数。如：1.稳压系数Sr 是指当负载不变时，稳压电路输出电压相对变化量与输入电流变化量之比。2.输出电阻r0 是指稳压电路输入电压不变时，输出电压变化量与输出电流变化量之比。3.电压调整率KV是指额定负载不变时，电网电压变化10，输出电压的相对变化量。4. 电流调整率KI 是指电网电压不变时，输出电流从零到最大值变化时，输出电压的相对变化量。一般常用稳压系数Sr和输出电阻r0这两个主要指标。另外还有其他的质量指标，如输出纹波电压，是指在输出电压中存在的交流分量，通常用有效值或峰-峰值来表示；温度系数，指电网电压和负载都不变时，由于温度变化而引起的输出电压漂移量。此外还有噪声电压等。以上诸质量指标数值较小时，其稳压性能较好。图5稳压管稳压电源，设额定输出电压V012V，当负载不变时，电网电压波动10，其输出电压变化量V045mV；若电网电压不变，负载电流可由零变到最大值，其输出电压变化量V0108mV。求此稳压电源的电压调整率KV和电流调整率KI。用集成电路的形式制造的稳压电路称为集成稳压器。它给稳压电源的制作和使用带来方便。对于使用者来说，应参阅有关资料了解它们的外部特性和应用线路连接图，即可正确地使用。集成稳压器有多端式（管脚超过三个）和三端式（管脚只有三个），以三端式应用最广。另外根据输出电压是否可调，又分成固定式和可调式。根据输出电压的正、负极性，分为输出正电压的稳压器和输出负电压的稳压器。1.滤波器滤波电容器C的容量选择与电路中的负载电流IL有关，当负载电流加大后，要相应地增大电容量。表1列出的数据供选用时参考。另外，选择滤波电容器还应注意它的耐压值要大于负载开路时整流电路的输出电压。表1滤波电容器容量表输出电流IL/A210.510.10.50.050.140.05以下电容器容量C/F400020001000500200500200注：此为全波整流电容器波在VL1236V时的参考值。1. 电感滤波器在整流电路输出端和负载之间串入一个电感线L（有铁心的线圈，称扼流圈），也具有滤波作用，称为电感滤波器。它是利用电感的直流电阻小，交流电阻抗大的特性进行滤波的。图7（a）是带有电感滤波器的全波整流电路，它的滤波工作原理如下：当整流电路输出脉动直流电压时，负载电流将随着增加或减小。当负载电流增大时，电感线圈中将产生与电流方向相反的感应电动势，力图阻止电流的增加；而当负载电流增大时，电感线圈中将产生与电流方向相同的感应电动势，力图阻止电流减少。由于电感具有反抗电流变化的作用，使得负载电流的脉动程度减小了，在负载电阻RL上也可以得到一个较平滑的直流输出电压，如图7（b）的实线波形。显然，电感量L越大，滤波效果越好。图7带电感滤波器的全波整流电路（a）电路（b）波形电感滤波器适用于负载电流较大并经常变化的场合，但电感量较大的电感线圈，其体积和重量都较大且比较笨重，因此一般在功率较大的整流电源中采用。2. 复式滤波器复式滤波器是由电感和电容或电阻和电容组合起来的滤波器。它的滤流效果比单一使用电感或电容滤波为好。常见的复式滤波器有下列几种： L型滤波器 图8所示是带L型滤波器的桥式整流电路。虚线框内即为电感L和电容C组成的L型滤波器。整流后输出的脉动直流经过电感L，交流成分被削弱，再经电容C滤波，就可在负载上获得更加平滑的直流电压。图8带L型滤波器的桥式整流电路 图9带型滤波器的桥式整流电路 型滤波器 是带型滤波器的桥式整流电路，虚线框内是由电容C1、C2和电感L组成的型滤波器。脉动直流电经过电容C1的滤波后，又经电感L和C2的滤波，使脉动成分大大降低，在负载上获得平滑的直流。这种滤波器在小功率整流电路中常被采用。第三节 硅稳压二极管稳压电路二极管整流电路附加滤波电路后，能把交流电换成较平滑的直流电输出。但是，在交流电网电压波动或整流电路负载变化时，仍会造成输出直流电压的不稳定，通常还要有稳定输出电压的电路，最简单的是硅稳压二极管稳压电路。1.硅稳压二极管的伏安特性及符号如图10所示。从伏安特性曲线可知，当反向电压增大到击穿电压VA时，反向电流开始急剧增大。前已指出，只要反向电流小于它的最大允许值，稳压二极管就不发生热击穿而损坏。在击穿区（图中曲线的AB段），反向电流的变化（IZ）很大，但管子两端电压变化（VZ）很小，这就是稳压管的稳压特性。当外加反向电压减少或撤除后，稳压二极管能恢复到击穿前的状态，所以它可以反复使用。2.稳压二极管的主要参数1. 稳定电压VZ每个稳压管只有一个稳定电压VZ。但由于同一型号的稳压参数差别较大，一般在半导体器件手册等资料中给出某一型号管子的稳定电压范围。2. 稳定电流IZ 指稳压管在稳定电压下的工作电流，在图10（a）中，用IB表示。3. 最大稳定电流IZmax 是稳压管允许长期通过的最大反向电流。在图10（a）中，用IB表示。4. 动态电阻rZ 是稳压管两端电压变化量与通过电流变化量之比值，即r2VZ/IZrZ愈小，则说明VZ变化就愈小，可见，动态电阻小的稳压管稳压性能好。图10硅稳压管的伏安特性及符号（a）伏安特性曲线 （b）符号3.硅稳压二极管的稳压电路的工作原理图11电路图中，电阻R和稳压管V组成稳压电路。当电网电压u1或负载RL变化时，设输出电压V0下降，则稳压二极管内反向电流IZ也减小，导致通过限流电阻R上的电流也减小，这样使压降VR也下降，根据V0V1-VR发关系，使V0值的下降收到限制图11设计题目思路形式并进行逐级设计计算，下面分别予以说明。前面已经指出，实际的音频放大电路可以有不同的结构方案，下面根据由集成运放和晶体管组成的电路形式进行设计。第五章基本设计方法第一节各级电压增益的分配整机电压增益为式中输入电压由技术指标给出，输出电压要根据额定输出功率和负载电阻求出（为有效值）所以输出电压为于是可求得整机总的电压增益。设输入级电压增益、音调控制电路电压增益和输出级电压增益分别为和，则=其中（射极输出器），可选取（510），包括音调控制电路中电压放大器的增益和音调控制电路本身的中频衰减（对衰减式RC音调控制电路而言），可适当大些，它实际上是输出级的推动级电路的增益。电源电压的高低决定着输出电压的大小。为了保证电路安全可靠地工作，通常使电路的最大输出功率要比额定输出功率大一些，一般取=（1.52）所以，最大输出电压应该根据来计算，即考虑到管子的饱和压降以及发射极限流电阻的降压作用，电源电压必须大于，数量关系为式中为电源利用系数，一般取=0.60.8。在确定了各级电压增益的电源电压以后，就可以进行电路中各级的估算，通常要按照由后级向前级的顺序原则进行设计。第二节功率输出级计算1. 选择大功率管准互补对称功放级四只管子中的是大功率管，要根据晶体管的三个极限参数来选取。1.管子承受的最大反向电压为： 2.每管最大集电极电流为：3. 单管最大集电极功耗为：然后就可以根据这些极限参数选取功率管，使选取的功率管极限参数满足：注意应选取两功放管参数尽量对称，值接近相等。2. 选择互补管，计算和1.确定，由于功放管参数对称，它们的输入阻抗为：要使互补管的输出电流大部分注入到功放管的基极，通常取。平衡电阻可按选取。2. 选择互补管因为分别与组成复合管，它们承受的最大反向电压相同（均为），而集电极最大电流和最大功率可近似认为：式中分别为功放管（）的集电极最大电流和最大管耗，为功放管的电流放大系数。选择互补管，使其极限参数满足：3. 计算偏置电阻功放级互补管（）的静态电流由，二级管和支路提供。要使，式中，分别为互补管的集电极最大电流和电流放大系数，而，所以的阻值应为，而中流过的电流大于互补管的基极电流，即（一般取 =1.2）的阻值和相等。第三节推动级和衰减式音调控制电路计算推动级要有较大的电压放大倍数，前面已根据总电路的电压增益确定了推动级的放大倍数；其大小由闭环负反馈决定：阻值不要过小，一般为左右，于是反馈电阻的大小也就确定了。1.确定转折频率因为通频带为，所以两个转折频率分别为又因为在和之间，高低音提升，衰减曲线按/倍频程的斜率变化，所以根据低频处和高频处的提升量，即可求出所需要的另外两个转折频率和：=2. 确定电位器和的数值因为运放的输入阻抗很高（一般大于500k），又要求和的阻值大于和的阻值，同时还要满足提升和衰减量的要求，所以电位器、的阻值应选取的较大，通常为100500k范围。3. 计算阻容元件值由前面分析得到的各转折频率的表达式，可计算出音调控制电路中的阻容元件值：4. 音调控制电路的电压放大器根据前面电压增益分配的讨论，已知音调控制电路总的电压增益为，它包括音调控制电路的衰减量和电压放大器的增益，所以有 是由电压放大器中引入的负反馈决定的，即整机电压增益为式中输入电压由技术指标给出，输出电压要根据额定输出功率和负载电阻求出（为有效值）所以输出电压为于是可求得整机总的电压增益。设输入级电压增益、音调控制电路电压增益和输出级电压增益分别为和，则=其中（射极输出器），可选取（510），包括音调控制电路中电压放大器的增益和音调控制电路本身的中频衰减（对衰减式RC音调控制电路而言），可适当大些，它实际上是输出级的推动级电路的增益。第四节 功率输出电路的设计1.选择大功率管VT1和VT2：主要考虑三个参数，即晶体管c-e结承受的最大反向电压，集电极最大电流和集电极最大功耗。VT1和VT2承受的最大反压：UCEmax2Ucc单管最大集电极电流，忽略管压降： IcEmax VT1和VT2的发射极电阻R1和R2选得过小，复合管稳定性差；过大又会损耗较多的输出功率。一般取 R1=RL=(0.050.1)RL若 若取R1=R2=0.5,及取R1 UBEnaxIC I c3maxPcM PC3maxVT3为NPN型，VT4为PNP型，并使3 =4。3.偏置电路的设计因为 UB3 -UB4 UBE3 + UBE1 + UBE4设： UBE3=UBE1 =UBE4 =0.7VUB3 -UB4 2.1V又因为VT9接成电压并联负反馈型，所以其给出的偏置电压稳定，输出电阻很小，并具有温度补偿作用。UCE9 = UB3 -UB4 UBE9( UBE9=0.7V)=3R8 = 2R9为了保证VT9基极电压稳定，取IR8=（510）(其中ICQ9为VT9静态工作电流，它要根据VT9的工作电流来确定，若忽略IR8和 IB3的分流作用，可以近似认为ICQ9 ICQ5)， 则 R9= R8=2R9为了调节偏置电压的数值，R8可以改用一固定电阻和可调电阻并联，使其并联值等于R8.VT9管因为最大电流和耐压要求不高，可以选普通3DG型管。4.推动级电路的设计（1）确定VT5的工作电流：为保证信号不失真，VT5工作在甲类放大状态，要求ICQ53IB3max一般取：ICQ5=210mA（2） R6、R7的设计与计算公式因为VT9偏置电路输出阻抗很小、VT5的直流负载主要是（R6=R7），又因为UB40.7v所以 R6+R7= 从交流通路来说，R7实际与负载RL并联。其阻值太小会损耗信号输出功率，太大又必然使R6减小。R6为共射电路有效负载，R6太小将会使推动级的增益下降。一般取： （R6+R7） R7 20RL确定R7，则可求出R6。（3） 自举电容C1的设计:自举电容是为了提高放大器增益或扩大电路的动态范围，为了在最低工作频率时C1的容抗远小于R7，一般取：C1=（310）其中：fL为下限截止频率。（4）选择VT5管：因为VT5是工作在甲类放大状态，一般要求：UCCEO VcEmax = 2Ucc(最大反向电压)PcMUccIcQ5（一般取：5UccIcQ5）5.输入级电路的设计（1）确定差分管工作电流：差分管VT6、VT7的集电极电流太大，会增加管耗，并使失调电压和漂移增大；太小又会降低电路的开环增益，一般选：IC6 = IC7 （0.52）mAIC8 = IC6 + IC7（2） R10、R11和R12的设计与计算公式：R10=（UBE50.7V） 为了使恒流源VT8的工作点稳定，应使流过D1、D2的电流IDIB8。IB8=一般取ID3mA则 R11= R12（3）选择VT6、VT7和VT8管：为是差分放大电路能稳定可靠地工作，要求VT6、VT7满足：BUCEO1.2UccPCM5PC=5(IC8Ucc)6 = 7,并且反向电流越小越好。VT8管亦可选用同类型的晶体管。6.反馈支路设计（1）差分电路引入电压串联反馈，使其输入电阻提高，因此，基极电阻R15对该机输入阻抗影响很大。一般取R15=1547k之间。另外，要使电路对称，要求：R13=R15又因为 Auf 1+所以 R14反馈电容C2应保证在低频截止频率时，其容抗远小于R14，一般取：C2（310）耦合电容一般取：C3（310）（2）补偿元件的选取为了使负载在高频时仍为纯电阻，需要加补偿电阻R10和补偿电容C6。一般取：R16=RLC6=(fH为放大器的高频上限频率)。为了消除电路高频自激，通常在VT5的b、c极之间，R13两端加消振电容，一般取100200p第五节 音调控制电路的设计1.电路形式的选择常用的音调控制电路有三种：一是衰减式RC音调控制电路，其调节范围较宽，但容易失真；另一种是反馈型电路，其调节范围小一些，但失真小；第三种是混合式音调控制电路，其电路较复杂，多用于高级收音机中。为使电路简单、信号失真又小，本级采用反馈型音调控制电路。其原理电路图如12所示。图12负反馈型音调控制电路Z1和Zf是由RC组成的网络，放大单元为集成运放A1。因为A1开环增益高，所以：AUf=当信号频率不同时，Z1和Zf的阻抗值也不同，所以Auf随着频率的改变而变化。假设Z1和Zf包含的RC元件不同，可以组成四种不同形式的电路，如图13所示。例图（1）：若C1取值较大，只在频率很低时起作用。则当信号频率在低频区，f时，则=,所以=因此可以得到低音提升。在如图（2）：若C3较小，只在高频时起作用。当信号频率在高频区，f时，=所以，因此可得到高音提升。同理，图（3）、（4）分别可得到高低音、低音衰减。 图13四种不同电路形式将四种形式的电路组合起来，即可得到反馈型音调控制电路，如图14所示图14反馈型音调控制电路为了分析方便，先假设：R1=R2=R3=RW1=W2=9RC1=C2C3（1）信号在低频区：因为C3很小，C3、R4支路可视为开路。反馈网络主要由上半边起作用。又因为A1开滦增益很高，放大器输入阻抗又很高，所以UE UE （虚地），因此R3的影响可以忽略。当电位器W2的滑动端移动到A点时，C1被短路，其等效电路如图15所示，它和1-4很相似，可以得到低频提升。图15低频提升等效电路该电路的分频特性分析： Z1=R1 Zf=R2+(W2/ Auf= -令： L1 =2FL1=L2=2FL1=则： Auf=-根据前边假设条件， 。当,即信号接近中频时， ( 20lg)时， ( 20lg) 时，7.07 ( 20lg)时，10 ( 20lg)综上所述，可以画出图16所示的幅频特性。图16 低频提升幅频特性在f=fL2和fL1，（提升量3dB和17dB）曲线变化较大，称 fL2 和fL1转折频率。在两转折频率之间曲线斜率为-6Db/倍频程。则fL1 和fL2 折现的拐点。此时，低音最大提升量为20dB。表示为:AuB=10(20dB) 同样分析法可知，在W2滑动端至B点时，低频衰减。 转折频率为:fL1=fL1fL2=fL2最大衰减量：Auc=(-20dB)（2）信号在高频区：C1和C2对高频可视为短路。此时C3和R4支路已起作用，等效电路如图17所示。为分析方便将电路中Y型接法的R1、R2和R3，变换成型接法的Ra、Rb、Rc， 图17音调控制电路其中：Ra=R1+R3 +=3R ()Rb=R2 + R3 + =3RRc=R1+R2+=3R因为前级输出电阻很小（500），输出信号Uo通过Rc反馈到输入端的信号被前级输出电阻所旁路，所以Rc的影响可以忽略，视为开路。当W1滑动至C和D点时，等效电路可以画成下图所示（因为W1数值很大，亦可视为开路）。通过幅频特性分析，可以得到高频最大提升量为： AVT=高音最大衰减量为： AVC= 高频转折频率为：fH1=fH2=2.设计方法（1）确定转折频率：因为已知电路的转折频率fL1和fH2。又知fLx和fHx处的提升衰减量，根据公式可求出：fL2=fLx fH1=fHx （2）各元件参数计算公式C 1=R2=R4=(Ra=3R1)C3=（3） 耦合电容的设计：因为在低频时音调控制电路输入阻抗近似为R1，所以要求： C (fL为低频截止频率)F007 按管脚界限要求连接。调零端可接电位器（中点接负电源），也可以接两个等值的电阻再接负电源。第六章印制电路板的设计印制电路板的设计一、元件封装二、设置元件封装按动Tab键盘，或光标在已经布置的元件封装上双击鼠标左键就可以打开元件封装属性对话框。三、PCB图设计流程及遵循原则电路设计的最终目的是为了制作电子产品，而电子产品的物理结构是通过印制电路板来实现的。因此，在电路原理图绘制好后，接着是设计印刷制电路板图，印刷电路板简称为PCB（Printed Circuit Board）。Protel 99SE 为用户提供了一个完整的PCB设计环境，方便高效。既可以用它进行人工设计，又可以全自动设计。设计的结果可以用光绘文件的形式输出。PCB图设计流程PCB图的设计流程就是指印制电路板图的设计步骤，一般可按下图所示的设计流程进行印制电路板设计应遵循的原则印制电路板（PCB）设计的好坏对电路板的抗干扰能力影响很大。因此，在进行PCB设计时，必须遵守PCB设计的一般原则，并应符合抗干扰设计的要求。要使电子电路获得最佳性能，元件的布局及导线的布设是很重要的。为了设计出质量好、造价低的PCB，应遵循下面讲述的一般原则。1、 布局2、 布线3、 焊盘大小4、 印制电路板电路的抗干扰设计与具体电路有着密切的关系，这里仅就PCB抗干扰设计的几项常用措施做一些说明5、 去偶电容配置6、 各元件之间的接线7、 装载网络加载元件封装后，就可以加载网络表了为了能够充分利用PCB设计器的自动布局和布线功能，网络表本身一定要包括所有的电路原理图中的元件，而且必须为其中的所有元件指定管脚封装（应为在设计原理图时，有很多元件没有管脚封装，如电阻、电容、晶体管、八段显示数码管LED等，因此需要手工给这些元件指定管脚封装），否则加载网络表时将出现元件不能放置到布局区域的错误信息。四、装载网络执行“ToolAuto PlacementAuto Placer”。在调出的对话框中，选择一个自动布局的方式。共有两种自动布局方式：“Cluster Placer(成组布局方式)”和“