音频功率放大器

附录三模拟电路课程设计报告设计题目： 音频功率放大器 专业班级： 15电子信息工程 学生姓名： 肖明慧 学号：指导教师： 曾祥华 设计时间：2017.2.20-2017.3.30 设计OTL音频功率放大器五一、设计任务与要求1用分立元件放大电路和OTL集成功放块设计OTL功放电路2输入信号为vi10mV, RI100K;额定输出功率Po1W；负载阻抗RL=8；3用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的直流电源。二、方案设计与论证首先要设计一个桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的直流电源，其次用分立元件放大和集成放大构成二级放大电路。1.方案一方案一由分立元件和集成运放电路组成，如图2-1所示。 喇叭功率放大器带通滤波前置放大器 12V稳压电源电路 图2-1 OTL功放电路方案一方案一原理分析通过前置放大器对其信号进行放大，随后用功率放大器进行放大，两者综合放大300到320倍，满足实验要求。2.方案二方案二由分立元件和集成运放电路组成，如图2-2所示。OTL集成运放电路分立元件放大电路 +12V稳压电源电路 图2-2 OTL功放电路方案二方案二原理分析：课程设计的要求是用分立元件放大电路和OTL集成功放块设计OTL功放电路，那么可以分成两级放大。第一级可放大15倍，第二级放大20倍，加起来共300倍左右，由于存在误差，所以只需两级放大300到320倍即可基本满足需求。通过分析，结合设计电路性能指标方案一不能满足题目所需，且难以焊接，元件数量较多，器件的性价比低。方案二满足题目所需，较易焊接，元器件较少，性价比高。本设计电路选择方案二。三、单元电路设计与参数计算1.直流稳压电源电路设计直流电源由电源变压器，整流电路，滤波电路，稳压电路四部分构成，稳压电源的组成框图3-1所示。 + 电 源 + 整 流 + 滤 波 + 稳 压 u1 u2 u3 uI U0 _ 变压器 _ 电 路 _ 电 路 _ 电 路 图3-1 稳压电源的组成框图（1） 整流，滤波电路 整流部分：用桥式整流法对交流进行整流，（用N4007二极管）整流后电压为Uo1=0.9U2=13.5V。 滤波部分：电容滤波电路是最常见也是最简单的滤波电路，在整流电路的输出端并联一个电容即构成电容滤波电路,用大电容（3300的电解电容），因为设计中要求输出正12V所以要用一个大电容，滤波之后电压为Uo2=1.2U2=18V。（2）稳压电路 用LM7812进行稳压，讲电压稳定在正12V，要注意对稳压块的保护，所以安装保护二极管，最后的输出部分应装发光二极管，观察电路时候导通。 直流稳压电路图如图3-1所示。 图3-1 直流稳压电路图 2.功放电路设计（1） 分立元件放大电路 101.0=10 242.4=10 （2） 集成功率运放电路 功能部分电路如图3-2所示。 图3-X 分立元件和集成功率放大电路四、总原理图及元器件清单1.总原理图 图4-1音频功率放大电路2.元件清单表1 元件清单元件序号型号主要参数数量备注（单价/元）R1定值电阻10.0K10.8R2定值电阻24K10.8R3定值电阻2.4K10.2R4定值电阻10010.1R5定值电阻1010.1R6单连电位器100K10.8R11定值电阻1.0K10.1C1耐压值50V3300uF11.5C2耐压值50V0.1uF10.1C3耐压值50V0.33uF10.1C4耐压值50V220uF20.4C10耐压值50V10uF20.2C6耐压值50V47uF10.3C9耐压值50V0.05uF10.2TI12V变压器110D11N400750.2稳压器件W781210.5三极管805010.5集成功率放大LM38610W/8欧11.1扬声器1.52V,10mV20mV12发光二极管10.1五、安装与调试1.电路安装 首先，要先看懂安装电路图。讲电路图中的元件与实物件进行对照，对号入座。在对元件进行检测确保每一个元件都是完好无损，可以正常工作的，排除有故障的元件。其次，对元件的引脚进行预成型处理。安装注意：先小后大，先里后外，先低后高，先轻后重的原则。最后，用电烙铁和焊锡进行焊接工作。 2.电路调试（1）静态调试在不加输入信号或只加固定的电平信号的条件下进行直流测试，用万用表测得电路中各点的电位，通过和理论估算值比较，结合电路原理的分析，判断出电路直流工作状态正常，发现电路中已损坏或处于临界工作状态的元器件。最后通过更换器件或调整电路参数，使电路直流工作状态符合设计要求。（2） 动态调试 在静态调试的基础上进行，在电路的输入端加入Vi=10mV，频率f=1KHz的信号，用示波器观测该级输出波形，并测量各项性能指标时候满足题目要求，如果相差很大，应检查电路是否接错，相应的地是否接上，元器件数值是否合乎要求，否则是不会出现很大误差的。由信号的流向，顺序检测各测试点的输出信号，未发现不正常现象，经过调试，满足要求。六、性能测试与分析1.直流电源测试与分析（1） 测试步骤 接通电源后，静置一会电路稳定后没有出现任何故障（如芯片被烧等）再进行测量，发现发光二极管有亮，用示波器观察输出波形，随后将万用表分别测量变压器原、副边线圈的输出电压，滤波后的输出电压W7812的输出和输出电压。（2） 测试数据 测得原边电压Uo=220V，副边电压U2=12V，输出电压=12.16V。（3） 数据处理 所得实际电压为12.16V。（4） 误差计算 （12.16-12）/12=0.01333（5） 结论分析（包含误差分析） 结论与所需电源12V误差不大。微小误差可能是由电容的大小误差所造成的。2.功能电路测试与分析（1） 测试步骤 分立元件输入端接函数信号发生器，输入1000Hz，10mV。在8050后的输出端接示波器与信号毫伏表，负极接地。芯片LM386的输入端接函数信号发生器，输入1000Hz，10mV，在输出端接示波器与信号毫伏表，负极接地。最后分立元件8050输入端接1000Hz,10mV,LM386输出端接示波器与信号毫伏表，负极共地。（2）测试数据测得8050输出端示波器出现正弦波，同时示波器显示161.2mV。测得LM386输出端示波器出现正弦波，同时示波器显示201.5mV。最后统一测试时，测得输出端出端示波器正弦波，同时示波器输出310.6mV.（3）数据处理 第一级放大倍数Au1=161.210=16.12， 第二级放大倍数Au2=201.510=20.15, 总电路放大倍数Au=16.1220.15=324.6568， 310.6mV.（4）误差计算 第一次：(324.6568-2202）2202=0.04348。 第二次：(310.6-2202)2202=-0.0021.（5）结论分析（包含误差分析） 由第一次与第二次的结果可知误差小于0.1，前后误差相差不大，实验较为成功，出现些许误差的原因可能是由于电容与电阻本身存在误差。读数不准确造成误差；信号发生器不稳定造成误差；静态工作点设置得不是很合理。七、结论 （介绍电路组成部分、实现了哪些功能，电路的优点及不足。对本次课程设计出现的问题、解决的方法和建议）通过为期一个月的课程设计，我深刻体会到了自己知识的匮乏。我也深深的感觉到自己所学的知识的肤浅，自己原来所学的东西知识一个表面性的，理论性的，而且是理想化的。根本不能够解决自己在显示生活中还存在的很多问题。因此，学习中应该多于实际应用相联系。音频功率放大器较为成功，本电路共分桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的直流电源部分，分立元件部分和集成放大部分。电源部分需供电+12V的电压，经过测试，基本实现所需电压。但还是变压器部分固定不是很稳定，有些缺点。分立元件使用的是三极管8050，基极接10uF的电容，集电极接2.4K欧的电阻，发射极接1K欧电阻。本电路较为稳定，同时实现了放大15到16倍的需求。集成放大部分使用的芯片是LM386，在这里需要放大20倍，与前面的分立元件部分相乘组成放大300到320倍的放大电路满足本课程设计的要求。同时基本满足要求，放大了20.14倍。本电路的优点是放大的倍数比较准备，误差较小。同时所需的器件也比较简单，不怎么复杂。缺点是焊点有些问题，同时布线部分出现倾斜，没有直线。本次课程设计出现了许多问题，其一便是由于电路的不成熟导致出现很多问题，如出现的波形失真和导致芯片烧掉等问题，方法就是通过调试电阻与电容的大小，重新布线，最终解决问题。建议：希望老师能在课程设计的中途，也就是开始了两周的时候，再集合同学们，对出现的电路的问题以及我们不懂得问题，再进行一次比较深入的讲解