毕业设计论文

1、目 录一、功率放大器简介4二、功率放大器电路的工作原理51、甲乙类功率放大电路52、电路工作原理73、元器件的选择84、安装制作85、调试9四、解决功放问题111、克服零点漂移问题112、克服功放的失真情况12五、心得与体会13六、参考文献15功率放大器电路设计【摘要】本课题主要设计一个OCL功率放大器，来满足设计要求。OCL功率放大器即为无输出电容功率放大器。这类无变压器功放电路甩掉了极间耦合用的输入、输出变压器，改用直接耦合，采用两组电源供电，使用了正负电源，在电压不太高的情况下，也能获得比较大的输出功率，省去了输出端的耦合电容。使放大器低频特性得到扩展。OCL功放电路也是定压式输出电路，

2、其电路由于性能比较好，所以广泛地应用在高保真扩音设备中。OTL功率放大器，它具有非线性失真小，频率响应宽，电路性能指标较高等优点，也是目前OTL电路在各种高保真放大器应用电路中较为广泛采用的电路之一。【关键词】OCL功率放大器、反馈、耦合一、功率放大器简介功率放大器的作用是放大来自前放大器的音频信号，产生足够的不失真输出功率，以推动扬声器发生。功率放大器的种类繁多，且有不同的分类方法。（1）按输出级与扬声器的连接方式分类 变压器耦合电路：这种电路效率低、失真大、频响曲线难以平坦，在高保真功率放大器中已极少用。 OTL电路：它是一种输出级与扬声器之间采用电容耦合的无输出变压器功放电路，其大容量耦

3、合电容也对频响有一定影响，是高保真功率放大器的基本电路。 OCL电路：它是一种输出级与扬声器之间无电容耦合的功放电路，频响特性比OTL好，也是高保真功率放大器的基本电路。BTL电路：BTL电路是一种平衡无输出变压器功放电路，其输出级与扬声器之间以电桥方式直接耦合，因而又称为桥式推挽功放电路，也是高保真功率放大器的基本电路。（2）按功率管工作状态分类又可分为 甲类：甲类又称A类。在输入正弦电压信号的整个周期内，功率管一直处于道通工作状态。其特点是失真小，但效率低、耗电多。 乙类：乙类又称B类。每只功率管导通半个周期，截止半个周期，两只功率管轮流工作。其特点是失真小，但效率低、耗电多。 甲乙类：甲

4、乙类又称为AB类。每只功率管导通时间大于半个周期，但又不足一个周期，截止时间小于半个周期，两只功率管推挽工作。这种电路可以避免交越失真，因而在高保真功率放大器中应用最多。后面将结合图具体分析其电路原理。（4）按功能分类可分为 前级攻放：其主要作用是对信号源传输过来的节目信号进行必要的处理和电压放大后，再输出到后级功放。 后级功放：它是进行单纯功率放大的部分，它的作用就是尽可能原原本本地放大来自于前级的信号，我们对它的要求就是，放大倍数尽可能高，而放大后信号的失真程度应尽可能低。 合并式功放：将前级放大器和后级放大器合并为一台功放，兼有前两者的功能，通常所说的放大器都是合并式的。合并式功放的功率

5、较前、后级功放小，重放的效果也比前、后级功放差，但合并式功放价钱较便宜，且使用方便。二、功率放大器电路的工作原理1、甲乙类功率放大电路图1 功率放大电路图2、电路工作原理图1是OCL电路，它是由三部分组成：电源部分，左（即L）声道放大器，右（即R）声道放大器。在以下的电路分析时只分析左声道放大器，右声道放大器与它完全相同。由图1可以看出，扬声器与放大器的输出端是直接耦合，中间省掉了隔直流用的输出电容，为了使电路输出端的直流电位为零伏，采取了正负对称电源供电，差分放大器输入等措施。在图1中，VT1、VT2是差分放大输入级，VT3是激励级，VT4VT7是复合互补输出级，输出信号从VT6的e级到VT

6、7的c级取出。音频信号经过耦合电容C1和R1送到VT1的基极，经放大后，由VT1的集电极输出，并送至VT3进一步放大，VT3集电极输出的激励信号去推动功率输出级VT3VT7工作，这样经功率放大后的音频信号可以推动扬声器工作。为了便于进一步分析，可将图1简化成图2 的形式。VT4和VT6复合后等效为一只NPN型晶体管，而VT5和VT7复合等效为一只PNP型晶体管。从图1可以看出VT4、VT6和VT5、VT7以及电源滤波电容C9、C10可以看出，它们相当于一个电桥。当VT4、VT6、VT5、VT7完全相同，C9、C10也完全相同时，桥臂平衡，扬声器没有直流通过。若正负两组电源完全对称，则可以保证输

7、出端点位为零伏。由于电路全部是直接耦合，环境温度好原件参数的任何变化都会影响输出端（图2中A点）的电位。为此，VT1、VT2组成了差分放大器以克服零点漂移，电路中还施加了电流负反馈，即输出端通过R6加至VT12的基级，这样就可以保证输出端（A点）的电位为零伏。其反馈过程是：A点电位 Ube2Ie2 Ur4 Ube Ic1 Uc1 Ube3 Ie2 Ur7 Ube4、Ube6 （Ube5、Ube7 ）VT4、VT6内阻 (VT5、VT7内阻)A点电位 。反之，如果A点电位 ，将通过相反变化过程使A点电位 。图2 简化图3、元器件的选择输出级选用进口的优质大功率三极管：2N3055，值尽可能高一些

8、，其余晶体管选用南韩进口的三极管9014和9012，VD3VD6选用桥堆1N4001，VD1、VD2选用1N4148.电源滤波电容器C7C10选用的电解电容器1000u/35V，其余原件见原件清单表，即图3。序号名称型号规格位号数量1三极管3DD15DVT6、7、13、144只2三极管9014VT1、2、4、8、9、116只3三极管9012VT3、5、10、124只4二极管1N4001VD3 VD64只5开关二极管1N4148VD1、22只6发光二极管LED1只7电解电容器1000uf/25VC7C104只8电解电容器47uf/25VC2、C52只9电解电容器10uf/25VC1、C42只10

9、瓷介电容100PFC3、C62只11电阻器220R7、10、18、214只12电阻器240R5、9、11、16、20、226只13电阻器270R1、122只14电阻器4.7KR3、8、14、194只15电阻器10KR231只16电阻器33KR2、4、6、13、15、176只17散热器4个18螺丝、螺帽3*88套19印刷电路板225*70mm1块20装配说明书1张图3 元器件4、安装制作此电路的印刷电路图见图9，它包括二路OCL功放电路及直流供电电路，4只大功率管2N305 5的管身与印刷电路板间需加装散热板，用螺丝固定。电阻器一律卧式安装，电容器及三极管采用立式安装，并紧贴电路板，焊接要求牢固

10、可靠，电路板上有两根跳线，用铁线焊接即可。5、调试本电路所用的电源变压器需自行准备，采用中心抽头双输出变压器（AC：15V*2），功率不低于40瓦，接在印制电路板的AC和上处，通电后在C9和C10两端产生±18V的直流电压，扬声器两端的电压为零伏。首先调整查分放大器VT1、VT2的电流，为了避免功率管有大电流流过，先用导线将VT4、VT5的基级短接，使VT4VT7截至，然后把电阻R6接输出的一端焊下来接地。差分放大级的射极总电流由R4决定，调节R4使VT4、VT2的射极总电流为1mA，把电阻R6复员后，扬声器两端电压应为0，若有偏移可调整R3。三、波形调试红色-rout蓝色-rin图

11、4 波形图四、解决功放问题1、克服零点漂移问题由两个参数特性相同的晶体管用直接耦合方式构成的放大器称为差分放大器。若两个输入端上分别输入大小相同且相位相同的信号时，输出为零，从而克服零点漂移。适于作直流放大器，如图5所示。图5 直流放大器因为使用差分放大器可以有效的抑制零点漂移，可以从图看出差分放大器的左右两部分是对称的，这时在静态时尽量保证差分放大器的稳定，不让它在零输入时的静态就偏移零点，即产生两点漂移现象，将直接影响差分放大器的正常工作。图6 克服零点漂移电路如图6的第一级采用互补对称差分电路，每管的静态工作电流约1mA， 选用优质低噪声互补管2SC1815、2SA1015作互补差分对管

12、，有较低的噪声和较高的动态范围。第二级电压放大采用互补推挽电路，采用高互补对管A180、C180，工作电流约5mA，两管集电极串接的二极管和电阻为缓冲级提供约1.6V 的偏置电压。两只互补中功率对管TIP41C、TIP42C构成射随器缓冲驱动级，增设射随器缓冲驱动级是现代OCL电路的主要特点之一，它主电压放大级具有较高的负载阻抗，有稳定而较高的增益。同时它又为输出级提供较低的输出内阻，可加快对输出管结电容Cbe 的充电速度改善电路的瞬态特性和频率特性。2、克服功放的失真情况功放电路存在明显的失真情况，为了克服交越失真，应将推挽管的静态工作点设置在甲乙类状态。消除失真最常见的办法是在两三极管之间

13、接二极管，因为二极管为负温度系数，对三极管具有温度补偿作用。补偿原理：当环境温度上升时，互补管的放大倍数，流过三极管的集电极发射极电流会有上升的趋势，而二极管的管压降却随温度升高略有下降，从而使互补管的静态电流保持稳定。实际电路常用二极管串联一小电阻提供偏置的方式，该电阻的作用是微调偏置电压的大小，使输出配对管有合适的静态电流。图7 互补对称OTL功率放大电路五、心得与体会通过这次毕业设计使我对模拟电子技术和高频电子线路及protel电路设计有了一步的了解。这次设计将理论和实际联系了起来，一个看似简单的电路，实际操作起来却会遇到很多的问题，比方说画protel原理图时找不到结点及封装等问题，过

14、自己的努力这些问题都得到了解决。这次设计不但巩固了自己所学的知识，同时也提高了自己的动手能力，并且也提高了我们组织材料的综合能力。同时这次设计也使我明白了做任何事情都要全面考虑问题，认真分析每一个细节，然后再做总体分析。通过这次设计让我对理论知识的学习和动手能力都有了极大的兴趣，我也掌握了理论及动手方面遇到了问题应该怎样去解决。图8 OCL电路PCB图9 印刷电路图六、参考文献【1】王增福，新编线性直流稳压电源， 北京，电子工业出版社，2004；【2】高吉祥，模拟电子技术，北京，电子工业出版社，2004；【3】林春方，高频电子线路，北京，电子工业出版社，2006；【4】樊会灵，电子产品工艺，北京，机械工业出版社，2002；【5】郭勇，EDA技术基础，北京，机械工业出版社，2004。武汉软件工程职业学院毕业论文成绩鉴定表姓名别丽丽系光电系专业通信技术班级通信0802论文题目功率放大器电路设计指导教师耿晶晶关键词OCL功率放大器、反馈、耦合论文内容摘要本课题主要设计一个OCL功率放大器，来满足设计要求。OCL功率放大器即为无输出电容功率放大器。这类无变压器功放电路甩掉了极间耦合用的输入、输出变压器，