3.2.1_运放音频放大电路的制作(4课时)

单级集成音频放大电路制作与调试,运放线性应用电路的分析与总结单级集成音频放大电路的设计与制作,本次课主要内容,一、集成运放线性应用电路的分析与总结,请分析以下电路输出与输入信号的关系。,一、集成运放线性应用电路的分析与总结,1. 我们已经学过的运放线性应用电路有哪些？其电路结构和输入输出关系如何？,思考：,2. 运放还可以构成哪些线性应用电路？,一、集成运放线性应用电路的分析与总结,（1）积分电路,（2）微分电路,（3）有源滤波电路,（4）*乘法电路（器）,二、单级集成音频放大电路的设计与制作,1、任务描述,2011年某知名电子企业的春季校园招聘会（职业院校专场）上，在技术员和助理工程师综合技能考核中要求应聘者根据设计要求，将不完整的单级集成音频放大电路补充完整，并制作与调试，使之满足设计要求。,二、单级集成音频放大电路的设计与制作,1、任务描述,电路设计要求如下： 1、采用单电源供电，工作电压为12V； 2、电压放大倍数：Au20； 3、输入电阻：Ri5k； 4、输出电阻：Ro1； 5、最大输出幅值：Uom4V； 6、频率特性：fL50Hz，fH20KHz。,二、单级集成音频放大电路的设计与制作,2、工作内容,对于本次电路的设计与制作，你的主要工作内容如下： 1. 根据电路设计要求，选取合适的负反馈电路； 2. 根据设计要求，确定电路中元器件的参数； 3. 进行电路的计算机软件仿真，验证电路的可行性； 4. 在仿真的基础上，制作电路并验证是否满足设计要求； 5. 对本电路设计与制作的过程和结果进行检查与评价。,思考： 为了完成本次工作任务，哪些相关知识需要去了解和熟悉？,3. 电路分析,二、单级集成音频放大电路的设计与制作,（1）图中信号输入电路包括 ，采用 （同相还是反相）输入放大的方式，将输入的音频电信号送入集成运算放大器IC的第3引脚。,3. 电路分析,二、单级集成音频放大电路的设计与制作,（2）通过电阻R2、R3构成的直流偏置电路，使需要正、负两组电源供电的集成运算放大器NE5532可采用单电源的供电方式。其中，电阻R2、R3大小 ，以保证同相输入端、反相输入端和输出端三端的直流电位 ，且等于电源电压的 。,很多集成运算放大器需要正、负两组电源供电，且大都需要正、负电源对称。在仅需用作放大交流信号的线性应用电路中，为了简化电路，可改成单电源的供电方式。将双电源供电的集成运算放大器改为单电源供电时，必须满足条件：即同相输入端、反相输入端和输出端三端的直流电位相等，且等于电源电压的一半。,双电源供电改为单电源供电（P125),想想：为什么？,双电源供电改为单电源供电的交流放大电路,双电源供电改为单电源供电（P125),(a) 同相交流放大电路,1. 请分析电路的直流通路，并计算 U+ 、 U- 、 UO,2. 请分析电路的交流通路，并计算 Auf,3. 电路分析,二、单级集成音频放大电路的设计与制作,（2）通过电阻R2、R3构成的直流偏置电路，使需要正、负两组电源供电的集成运算放大器NE5532可采用单电源的供电方式。其中，电阻R2、R3大小 ，以保证同相输入端、反相输入端和输出端三端的直流电位 ，且等于电源电压的 。,双电源供电改为单电源供电的交流放大电路,双电源供电改为单电源供电（P125),(b)反相交流放大电路,1. 请分析电路的直流通路，并计算 U+ 、 U- 、 UO,2. 请分析电路的交流通路，并计算 Auf,3. 电路分析,二、单级集成音频放大电路的设计与制作,（3）图中，虚线框内缺少运算放大器的负反馈电路部分，请你认真分析补充好电路。,3. 电路分析,二、单级集成音频放大电路的设计与制作,1）到目前为止，你已学过的负反馈网络应用电路有哪些？其特点和作用如何？请填写学习手册表3-2-1 。,2）根据电路设计要求，你认为上表中哪种电路适合？你的依据是什么？请填写表3-2-2 。,二、单级集成音频放大电路的设计与制作,单元电路结构形式的选择与设计,要根据系统的要求，明确系统对单元电路的技术要求，必要时应详细拟定出单元电路的性能指标，然后进行单元电路结构形式的选择或设计。,3. 电路分析,二、单级集成音频放大电路的设计与制作,（4）电容C5、电阻R6与电位器Rp构成 电路。调节Rp的大小，可改变输出信号的 （幅度、频率）。,3. 电路分析,二、单级集成音频放大电路的设计与制作,（5）电阻R6与电容C6、C7构成电源的 电路，防止放大电路级与级之间通过电源线耦合而产生的电路自激。,4.单元电路的设计方法,二、单级集成音频放大电路的设计与制作,（1）器件选择, 集成电路的选择,选择的集成电路不仅要在功能和特性上实现设计方案，而且要满足功耗，电压，速度，价格等多方面的要求。,NE5532是一种高性能低噪声的集成双运算放大器。相比较大多数标准运算放大器，显示出更好的噪声性能、驱动能力和相当高的低信号、电源带宽。,请在表3-2-3中填写出NE5532的管脚功能和你认为有用的主要参数。,二、单级集成音频放大电路的设计与制作,4.单元电路的设计方法,二、单级集成音频放大电路的设计与制作,（1）器件选择,阻容元件的选择,为了获得满足设计参数的要求，你如何选择R、C的大小？依据是什么？请填写表3-2-4 。,参数计算:,为保证单元电路达到功能指标要求，就需要用电子技术知识对参数进行计算。例如，放大电路中各电阻值，放大倍数的计算；振荡器中电阻，电容，振荡频率等参数的计算。只有很好的理解电路的工作原理，正确利用计算公式，计算的参数才能满足设计要求。,二、单级集成音频放大电路的设计与制作,要求电压放大倍数：Au20,参数计算:, 利用EWB验证参数选择是否合理,二、单级集成音频放大电路的设计与制作,4.单元电路的设计方法,（1）器件选择,什么是EWB？,EWB如何使用？,二、单级集成音频放大电路的设计与制作,5、制定元件清单,请根据以上设计内容，制定电路的元件清单，经小组讨论确定最终的元件清单列于表中，填写每个元器件的功能。请填写表3-2-6。,6、制定工具与仪器仪表清单,为了顺利进行电路的制作与验证电路，请制定一份工具与仪器仪表清单，经小组讨论确定最终的清单列于表中。请填写表3-2-7。,二、单级集成音频放大电路的设计与制作,7、电路制作准备,请根据电路原理图和下发元器件，设计电路布局图和走线图。,二、单级集成音频放大电路的设计与制作,8、电路验证准备,（1）请根据设计要求，设计电路验证的项目与内容，小组讨论确定最终的验证项目与内容填入表3-2-8中。,（2）如何进行验证？请制定验证方案，小组讨论，并最终确定验证方案。,（3）为了保证电路验证的准确性，在电路验证过程中，要注意哪些事项？电路验证完成后，应做哪些检查？请参考前面任务，思考并设计检查单。,1.积分电路,二、集成运放其他线性应用电路的分析,计算输出电压uo：,若电容C上的起始电压为零：,电路实现了输入信号电压对时间的积分运算,1.积分电路,三、集成运放线性应用电路的分析,2. 微分电路,三、集成运放线性应用电路的分析,电路实现了输入信号电压对时间的微分运算,2. 微分电路,三、集成运放线性应用电路的分析,思考:当ui为三角波时，uo为什么波形？,3. 有源滤波器,（1） 滤波器的功能及其分类,只用无源器件R、L、C构成的滤波电路，称无源滤波电路；若滤波电路电路中包含有源器件（需要提供电源才能正常工作的器件，如集成运算放大器），这样的滤波电路就叫作有源滤波电路。有源滤波电路与无源滤波电路相比，具有体积小、重量轻、成本低、质量高等优点，在通信、测量及自动控制系统等领域应用十分广泛。,（1） 滤波器的功能及其分类,(a) 低通滤波器,截止角频率：c带宽：BW = c,(b) 高通滤波器,截止角频率：c带宽：BW = (理论上),定义：通带：能够通过的信号频率范围 阻带：阻止信号通过或衰减信号的频率范围,（1） 滤波器的功能及其分类,(c) 带通滤波器,截止角频