OCL功率放大器课程设计

模拟电子技术课程设计设计题目：OCL功率放大器学院：专业：年级：学生姓名：学号：指导教师： OCL功率放大器实验报告摘要：OCL功率放大器的应用意义、设计目的、设计任务、设计要求及其他相关内容。OCL功率放大器不仅能放大普通信号，还能放大一些极其微弱的信号。其根据乙类推挽功率放大器的工作原理：选用两只特性完全相同的异型晶体管，使它们都工作在乙类状态，且两只晶体管轮流工作。关键词：失真度OCL原理稳压电源输出功率一、设计任务及要求1.设计任务a.采用全部或部分分立元件设计一个OCL音频放大器，末级功放分立元件。B3dB带宽20HZ~20KHZ，.额定输出功率不小于2W。c.负载阻抗：8Ωｄ.输入音频信号为各种音频音源的音频线路输出信号，输入灵敏度不低于150mV.e.使用220V交流电源供电，可使用实验室的直流电源。2.实验仪器：1N418型二极管两个，12Ｖ直流电源两个，20kΩ、5kΩ,300Ω,2N930三极管三个，8Ω扩音器一个。二、题目分析OCL（OutputCapacitorless无输出电容器）电路是采用正负两组对称电源供电，没有输出电容器的直接耦合的单端推挽电路，负载接在两只输出管中点和电源中点。OCL功率放大器是在OTL功率放大器的基础上发展起来的一种全频带直接耦合低功率放大器，它在高保真扩音系统中得到广泛应用。三、整体构思1、输出直流稳压电源设计思路：根据乙类推挽功率放大器的工作原理：选用两只特性完全相同的异型晶体管，使它们都工作在乙类状态。两只晶体管轮流工作，一只晶体管在输入信号正半周导通，另一只晶体管在输入信号负半周导通，这样两管轮流工作犹如一推一挽，在负载上合成完整的波形。如上图所示：信号由点4处输入正向偏压是利用D1和D2正向导通电压，Q1、Q2、Q3、Q4推挽管提供需要的偏压。V1提供+12V的直流电压，V2提供-12V的直流电压。R4为恒定的负载电阻。当负载电阻RL保持不变时输入电压Ui变化时，电路会通过多级放大器稳定输出电压值。2、电路图设计（1）确定目标：设计整个系统是由哪些模块组成，各个模块之间的信号传输，并画出OCL音频功率放大器的方框图。（2）系统分析：根据系统功能，选择各模块所用电路形式。（3）参数选择：根据系统指标的要求，确定各模块电路中元件的参数。（4）总电路图：连接各模块电路。四、具体实现1、电路解析原理图如上：信号由点4处输入正向偏压是利用D1和D2正向导通电压，Q1、Q2、Q3、Q4推挽管提供需要的偏压。V1提供+12V的直流电压，V2提供-12V的直流电压。R4为恒定的负载电阻。当负载电阻RL保持不变时输入电压Ui变化时，电路会通过多级放大器稳定输出电压值。此功率放大器不仅能放大普通信号，还能放大一些极其微弱的信号。经过计算此功率放大器的输出功率大约为2.0～3.0W失真度约为0.72℅，基本符合设计要求。2、电路特点：[1].外接元件非常少。[2].输出功率大，Po＞2W(RL=8Ω)。[3].开机冲击极小。[4].内含各种保护电路，因此工作安全可靠。主要保护电路有：短路保护、热保护、电源极性反接（Usmax=12V）以及负载泄放电压反冲等。外连电路情况：V1是正相输入端V2是反向输入端接负载处是负电源输出端R2与D2连接处为功率输入端3、输出波形五、定性说明及计算（1）定性说明信号由点4处输入正向偏压是利用D1和D2正向导通电压，Q1、Q2、Q3、Q4推挽管提供需要的偏压。V1提供+12V的直流电压，V2提供-12V的直流电压。R4为恒定的负载电阻。当负载电阻RL保持不变时输入电压Ui变化时，电路会通过多级放大器稳定输出电压值。（2）计算最大输出功率为：Pomax=Ucc2/2Rl=122/2×8W=9W最大集电功耗为：PcM≥0.2Po=9×0.2W=1.8W功放管的耐压值为：UCEO≥2UCC=2×12V=24V流过管子的最大电流为：ICM＞UCC/RL=12/8A=1.5A根据调试及经验得出R1=20kΩ,R2=5kΩ,R3=300Ω;二极管的型号应为1N4148,而NPN型三极管的型号应为2N930，PNP型三极管的型号应为2N905。六、在实验实现过程中遇到的问题及排除措施在实验过程中输出信号往往会产生较大的失真，对此我调解了电阻的阻值，经过多次调解输出波形的失真度渐渐减小；同时还应更改二极管的型号以及三极管的型号已达到减小失真度的目的。最好是事先通过合理的计算得出各个电阻的大小以及各个二极管和三极管的型号，这样会使用仿真软件仿真的时候会方便快捷的多。在焊接电路板时往往会和电路图不一样，由于平时一直都在看电路图，对电路板接触较少，不能及时转换思维，造成焊接时错误频繁发生。对此我多次试验，积极分析，把电路图与电路板有效的联系起来，最终发现电路图和电路板其实是一样的。不过在焊接电路板时把电路图中的元件符号换成实际的原件而已。七、设计心得体会在完成这个设计之后，我也有一定的思考，重新将自己的设计细细看了几遍，同时也把做同样设计的几个同学的设计借来观摩了一番。在进行对比和分析之后，又有很多所得。一开始进行设计的时候，我基本上都是参照书本或者网上的例子进行，甚至就是按照它的步骤再做一遍。当然在初学阶段这未必不可以，这样做可以让我熟悉软件的操作环境，了解设计方法和步骤，更加深刻理解基本概念。但是等到自己设计的时候，我觉得就应该抛开例子，完全按照自己的思路独立进行，这样可能会在设计中碰到更多的问题，但是这样也能让我学到更多，而且在解决遇到的问题时会更加引发自己的思考，说不上创新，但可能会有新意产生，也就是自己的东西了。在这方面我做的也不是很好，所以设计之后再回想一下，里面自己的东西很少，这也是以后需要改进的地方。这一点我想在任何一门课程的学习，在今后任何一行工作都是很重要的。如果没有探索性，我们只会走着前人走过的路，踩着前人踏过的脚印。在这这个设计过程中，探索性主要可以体现在下面几个方面。一个是绘图所用的软件，很多人推荐我们使用Protel、EWB等，因为这几个软件有它们很大的优势，在学习使用过程中我也深有体会，特别是EWB，功能很强大，基本上能满足我在设计中的任何要求。但是我们同样可以自己摸索，用其他差不多或者更好的软件。还有设计时所采用的公式，每个设计书上基本都有较为成熟的公式让我们参考。但它们不一定就是最好的，我们也可以到图书馆到网上去查阅更多的资料，比如在进行电路参数计算时我就发现书本的公式好象可能有印刷错误，在不能确定的前提下我去图书馆查阅资料，发现好几本参考书上计算参数时都是采用另一个公式，于是我暂时先采用这个公式，计算出数据后进行仿真，发现近似性很好，能满足设计指标。第三点，在整个设计过程中都会有很多的计算，如果靠笔算会很麻烦也不能保证准确性。这个时候我们就可以把以前学的本领用出来了VC、matlab都是很好的工具，利用它们编写一些小工具进行计算，大大方便了我们的设计，减少了设计中的机械性，何乐而不为呢？没有探索就没有创新，没有创新很可能就会被淘汰，在今后的学习和设计中，我也会更加注重这方面的锻炼和培养，希望会有所进步。我的设计缺少系统性，在整个设计过程中探索性也不够。不过这毕竟是初次设计，我