实训31音频功率放大器的制作与调试

1、深圳职业技术学院Shenzhen Polytechnic实训项目单Training Item编制部门：电子工程系 编制人：梁长垠 审核人： 编制日期：2013.7.20项目编号Item No.05项目名称Item音频功率放大器的制作与调试训练对象Class电子信息工程专业数字音视频方向学生学时Time6课程名称Course音频技术教材Textbook音频技术目 的Objective1掌握OCL放大器恒流偏置电路的原理；2学会OCL放大器直流工作状态的计算与零点故障排除方法；3学会OCL放大器末级偏置电流的调整方法；4训练OCL放大器的设计、分析与制作技能，培养动手能力。实训3 音频功率放大器的

2、制作与调试一、实训设备、工具与要求1实训设备、工具直流稳压电源、万用表、示波器、音频信号发生器、烙铁、吸锡枪、斜口钳、螺丝刀等常用电子工具。 2实训要求 每位学生独立完成项目的制作、调试并撰写实训报告； 项目制作完成后由制作者按“验收标准”测试功能与参数，指导教师验收并登记成绩； 项目经指导教师验收后，由制作者将全部元件拆卸后装入元件袋，交指导教师验收并登记； 实训结束后2周内交实训报告。二、实训涉及的基本知识1差动放大电路图1差动电路是模拟运放的主体，从结构和作用上是把两管（甚至四管）当一个管用，其结果是它的低频特性直逼零频，对抵制温漂及电源的干扰十分有效。最基本的差动电路如图1所示，它们是

3、改进型差动电路。一款功放电路不管它有多么复杂，如何变换花样，均离不开差动电路的框架，尤其是功放电路的输入级，一般都设有差动电路来抑制温漂。2有源负载和电流密勒电路这也是一个常见电路，所谓有源负载就是恒流源电路，用在集电极（漏极）回路中取代RC可提高放大倍数，用在差动电路的发射极（源极）回路中取代Re则具有稳定直流工作点、提高抗干扰能力的作用。图1中的VT5、VD和R5组成一恒流源电路，VT3、VT4、R1、R2组成电流密勒电路。一般场效应管差动电路的两臂加入电流电流密勒电路还有一个作用就是降低FET管的漏源极压差，在用FET管作差动输入级的功放中运用极为普遍，其中电流密勒电路在差动电路的两臂更

4、具有自动平衡两管电流之作用。三、实训电路、原理及器件清单 1、实训电路 图1 音频功率放大器原理图 2、电路原理图2电路主要由一级差分放大输入电路、一级差分电压激励放大及全互补推挽功率放大输出电路组成。为了使电路更加稳定，性能更加优良，还采用了二极管恒流源电路、共射-共基电路、温度补偿恒压偏置、二极管对电压、电流放大级电源隔离电路等。由于采用了两级差分放大电路和恒流源电路，加上二极管的隔离作用，故本电路能在较宽的电源电压变化范围内工作。在差分输入放大电路的输入端，R1、R2、C2组成了低通滤波电路，限制电路的通频带带，将无用的音频范围以外的高频信号滤除掉，提高电路的稳定性、抑制电路的高频噪声和

5、自激。T1、T2组成第一级差分输入放大电路，其发射极电阻R3、R4为电流负反馈电阻；T3为其恒流源，T4为恒流源提供电压基准。R8、R9为两差分管的集电极负载电阻，同时兼做第二差分放大管的基极偏置电阻。T6、T9组成第二级差分放大电路，既作为电压放大级，同时又是输出级的激励级。T6、T7组成了共射共基电路，以改善电路的输出特性，并改善激励级的线性，展宽频带。T9兼为输出级提供偏置电流。D1与T8、R10、R11组成了第二级差分放大电路镜像恒流负载，以稳定第二级差分放大电路的工作，并进行电流电压转换及信号传递。本电路采用二极管D1作为镜像恒流管，虽没有采用集电极与基极短接的三极管电路，但其工作原

6、理是一样的。T8使差分放大电路做“双变单”输出，同时它还是输出级的电压推动级。T5、W1、R13组成了功率放大输出级的恒压偏置电路，T5与功率管一起安装在散热器上进行温度检测，起自动稳定偏置的作用。调节W1可以改变偏置电压，使输出级工作在甲乙类、乙类放大状态。T10与T13组成全互补对称推挽功率输出的NPN复合管，T11与T12组成PNP复合管。R17、R7、C4组成负反馈网络，电路的增益由负反馈电阻R17、R7的比值决定。3、元件清单（见表一） 表一 实训5元件清单编号元件类型型号或参数数量备注1电源变压器220V转双21V，100VA1带电源输入线，每班10台2PCB板按图2设计13继电器

7、欧姆龙MY2，DC24V1按样品采购，配可焊座4桥堆KBU808，800V/8A1按样品采购5大功率三极管2SC32801NPN2SA13011PNP6小功率三级管2N54013PNP2N55516TIP41C1NPN，TO-220封装TIP422PNP，TO-220封装90143NPN90121NPN7二极管1N400721N414818发光二极管519运放集成电路NE5532110三端稳压器LM78151LM7915111音量电位器100K1封装有要求，按样品采购12散热器2SC3280、2SA1301用1配连接线、热缩管、云母片、硅胶、固定螺丝等附件13插座音频输入单声道插座1封装有要求

8、，按样品采购3P间距7.62毫米插座3封装有要求，按样品采购2P间距7.62毫米插座1封装有要求，按样品采购14电阻5K可调电阻1可调电阻0.25，5W2水泥电阻，长方，按样品采购5.1，2W12W金属膜电阻100，1/4W4带装金属膜电阻150，1/4W2220，1/4W1270，1/41620，1/411K，1/4W21.5K，1/4W12.2K，1/4W24.7K，1/4W36.8K，1/4W110K，1/4W122K，1/4W247K，1/4W256K，1/4W2100K，1/4W1270K，1/4W115电 容15PF 1瓷片电容100PF2560PF11043独石电容4.7UF/5

9、0V2电解电容10UF/50V1100UF/50V94700UF/50V216引线0.753卷三种颜色，每色各一卷17线绕电阻8，100W10每班10个188PIN集成电路插座8PIN119其它1mm漆包线、焊锡等四、实训步骤 1、装配、焊接与检查 在PCB上喷了锡的线路上上一层锡，以增大通流量，这些线路中流过的电流较大； 对照图2在PCB板上完成元件的安装与焊接，注意元件的引脚排列与PCB上设计的是否一致，NE5532处焊接8PIN插座； 将2SC3280、2SA1301的E、B、C三级分别焊上不同颜色的三色连线，每根线长35mm，并将其贴上云母片后固定在散热板上； 安装接插件，将2SC32

10、80、2SA1301、电源变压器连接到PCB板上； 反复检查线路有无焊错、元件有无错漏； 用万用表检查正、负电源与之间及正、负电源与地之间有无短路现象，排除故障，准备通电调试。2、零点调试 首先确保W1初始位置在中间，避免开机时后级功放管过流； 首先用稳压电源提供±20V电源（限流300mA左右）为功放供电，若出现过流现象，应检查末级功放管偏置电路是否正常； 用万用表检查D2负端、D3正端对地电压及LM7815、LM7915对地电压是否正常。 用万用表检查运放输出端（NE5532的1脚）零点是否正常，排除故障； 检查功放输出零点是否正常，排除故障（此步工作量可能较大，需要对电路进行分

11、析）。3、偏置调整 用万用表毫伏电压档测量R15或R16上的电压，慢慢调节W1使输出级静态偏置电流为60mA左右（R15或R16的电压为13mV左右）； 用±20V电源供电，在输入信号为零（将输入端开路）的情况下，测量并记录R5、R6、R8、R9、R3 、R12、R10、R14两端电压及T4、T5、T8的Vce。4、指标测试 功放改由100VA变压器提供电源，在功放的输出端接8，100W假负载； 输入1KHz正弦波，用示波器观察输出波形，输入幅度由零逐渐增大直至输出信号为最大不失真为止，记录最大输出电压，计算放大倍数及输出功率。 输入方波，用示波器观察输出波形，输入幅度由零逐渐增大，观察并记录输入、输出波形。5、试听： 在功放输出端接上音箱，输入音乐信号，逐渐增加音量，试听效果。五、验收标准 当输入为零时，输出零点电压不超过0.5V； 100VA变压器提供电源、接8，100W假负载时，输出不失真电压峰峰值达到30V以上； 试听效果良好。六、实训报告 实训报告必须应包括以下几个部分： 1实训名称及目的 2实训电路图： 要求手工规范绘制或用PROTEL等软件绘制好后粘贴于文档中。3理论计算与数据记录 计算R5、R6、R8、R9、R3 、R12、R10、R14两端电压及T4、T5、T8的Vce； 输入为零时，