常見異常事件信令分析

1、電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告專業(yè)班級(jí)： 設(shè)計(jì)題目： 學(xué)生學(xué)號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 完成時(shí)間： X X 學(xué)院目 錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求.（3）二、電路原理分析與方案設(shè)計(jì).（3）三、單元電路分析與設(shè)計(jì).（6）四、總原理圖及元器件清單.（8）五、電路仿真與調(diào)試.（9）六、實(shí)驗(yàn)分析與結(jié)果.（10）七、結(jié)論與心得.（10）八、參考文獻(xiàn).（11）設(shè)計(jì)課題題目(模擬部分)： O C L 功 率 放 大 器一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求設(shè)計(jì)任務(wù)：利用運(yùn)放741、三極管等搭建基本的OCL功率放大電路，為解決正向傳輸小于負(fù)向傳輸?shù)膯?wèn)題，采取兩種方式：加入自舉電路、加入有源負(fù)載搭建電路。1、 學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)功率放大電路； 2、 使用ED

2、A仿真軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)參數(shù)指標(biāo)：1、額定輸出功率Pom2W；2、負(fù)載阻抗RL=20；3、失真度。設(shè)計(jì)要求：1、方案論證，確定總體電路原理方框圖； 2、單元電路設(shè)計(jì)，合理選擇元器件； 3、仿真調(diào)試及測(cè)量結(jié)果。設(shè)計(jì)意義：熟練掌握二極管、三極管、電阻、電容、電位器等器件的測(cè)試判斷以及參數(shù)的查閱與運(yùn)用。通過(guò)OCL功放電路的制作，熟悉OCL功放的工作原理掌握電子產(chǎn)品的制作和調(diào)試方法，提高實(shí)踐動(dòng)手能力，培養(yǎng)工程實(shí)踐觀念。二、電路原理分析與方案設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)工作原理2.1.1 OCL互補(bǔ)對(duì)稱電路特點(diǎn)：1） 雙電源供電;2） 輸出端不加隔直電容。C的作用：隔直通交；儲(chǔ)存電能，代替一個(gè)電源。OCL全對(duì)稱功率放

3、大器要求中點(diǎn)電壓接近0V，當(dāng)制作功放調(diào)試時(shí)中點(diǎn)電壓不為OV時(shí)，就需要調(diào)整，由于OCL功放是全對(duì)稱電路，所以電路中元器件參數(shù)也要求完全對(duì)稱，如果元器件參數(shù)不對(duì)稱，功放輸出中點(diǎn)電壓會(huì)超過(guò)規(guī)定幅度，例如大于200mV，此時(shí)就需要對(duì)功放中點(diǎn)電壓進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整時(shí)主要更換輸入差分電路三極管，輸入差分電路某一只三極管和別的三極管參數(shù)差別較大，會(huì)引起功放輸出的中點(diǎn)直流電壓較大，此時(shí)需要逐個(gè)更換差分三極管，每更換一只差分電路三極管就測(cè)試一下中點(diǎn)電壓，當(dāng)中點(diǎn)電壓比較小時(shí)，就不需更換了，另外需對(duì)整個(gè)電路的對(duì)稱性檢查，差分以后電路參數(shù)不對(duì)稱也需更換，制作功放時(shí)，電阻最好選擇金屬膜電阻，要求精度在5%以內(nèi)，最好為精度1

4、%，差分電路三極管選擇差分電路專用三極管而不是普通三極管。2.1.2 靜態(tài)分析如圖2-1所示：靜態(tài)時(shí)，ui = 0V ， T1、T2均不工作 uo = 0VUce1=+Vcc， Uce2=Vcc2.1.3 動(dòng)態(tài)分析 圖2-1 OCL電路 圖2-2 消除交越失真的OCL電路 ui0,T1導(dǎo)通T2截止，iL=iC1,RL上得到上正下負(fù)的電壓； ui0,T1截止T2導(dǎo)通，iL=iC2,RL上得到上負(fù)下正的電壓。設(shè)三極管T1、T2特性曲線對(duì)稱，則Icm1=Icm2=Icm, Ucem1=|Ucem2|=Ucem,則 集電極最大輸出電壓為 Ucem=VccUCES集電極最大輸出電流為 Icem=（Vcc

5、UCES)/RL每個(gè)三極管的最大功耗：PTm=0.2Pom優(yōu)點(diǎn)：電路省掉大電容，改善了低頻響應(yīng)，又有利于實(shí)現(xiàn)集成化。缺點(diǎn)：三極管發(fā)射極直接連到負(fù)載電阻上，若靜態(tài)工作點(diǎn)失調(diào)或電路內(nèi)元器件損壞，將造成一個(gè)較大的電流長(zhǎng)時(shí)間流過(guò)負(fù)載，造成電路損壞。實(shí)際使用的電路中常常在負(fù)載回路接入熔斷絲作為保護(hù)措施為了解決正向傳輸小于負(fù)向傳輸?shù)膯?wèn)題，可以采取兩種方式：加入自舉電路和加入有源負(fù)載搭建電路。 方案一、加入自舉電路 電路圖2-3所示，C3稱為自舉電容，和R7共同組成了自舉電路（Bootstrap Circuit），可以解決正向傳輸小于負(fù)向傳輸?shù)膯?wèn)題。圖2-3 方案二、加入有源負(fù)載 電路圖2-4所示，接入恒流

6、源，也可以解決正向傳輸小于負(fù)向傳輸?shù)膯?wèn)題。圖2-4三、單元電路分析與設(shè)計(jì)1原理分析 電路中，R8和C2是運(yùn)放的電源濾波電路；D1,D2是Q1和Q2的靜態(tài)偏置二極管, R4是偏置電阻，用于調(diào)整復(fù)合管的微導(dǎo)通狀態(tài)；C3和R7構(gòu)成自舉電路可以解決電阻R3所帶來(lái)的影響（如圖3-1所示），也可以通過(guò)加入有源負(fù)載，如加入一恒流源I1（如圖3-2所示）；R8、R9構(gòu)成平衡電阻；R10和R11可減少?gòu)?fù)合管的穿透電流，提高電路的穩(wěn)定性；Q1、Q3以及Q2、Q4構(gòu)成復(fù)合管；VCC為直流穩(wěn)壓電源產(chǎn)生的12V直流電。圖3-1 加自舉電路的OCL放大器仿真圖圖3-2加有源負(fù)載的OCL放大器仿真圖2仿真分析：仿真電路圖如

7、圖3-1，3-2 所示。仿真電路圖3-1仿真波形如圖3-3，仿真電路圖3-2仿真波形如圖3-4所示。 圖3-3加自舉電路的仿真波形圖3-4加有源負(fù)載的仿真波形四、總原理圖及元器件清單1總原理圖 通過(guò)兩者的實(shí)驗(yàn)論證及綜合比較，選用帶自舉電路的OCL電路比較好，電路圖如圖3-1所示。2. 元件清單元件序號(hào)型號(hào)主要參數(shù)數(shù)量備注1R120k12R21k13R32k14R414315R52k16R620k17R747018R851019R9100m110R10510111R11100m112R128113Q12N3904 1TO-9214Q22N3904 1TO-9215Q32N3905 1TO-921

8、6Q42N3904 1TO-9217C14.7uF118C2100uF119C3100uF120VDD12V121VCC-12V122V10.45V 1KHz123D11N41481DO-3524D21N41481DO-3525U1 741-DIV 1DIP-8五、電路仿真與調(diào)試1調(diào)試過(guò)程描述仿真時(shí)，兩個(gè)電容取值分別為4.7uF和100uF，可以使下限頻率更低。在MultiSIM9中進(jìn)行仿真，電路圖幾參數(shù)如圖所示。仿真時(shí)，適當(dāng)調(diào)整R4（兼顧輸去波形的交越失真與放大器的功率，比如R4=143，同時(shí)在Q3的發(fā)射極上串入10的平衡電阻），在輸入端加入電壓幅值為0.42V，頻率為1KHz的正弦信號(hào)，測(cè)

9、得輸出信號(hào)電壓幅值為8.8V，波形失真度為0.0220，電源提供電流為359mA，放大電路的下限頻率約為2.6Hz, 上限頻率約為38KHz。由此可得電源提供功率為8.62W，負(fù)載消耗功率為4.84W，功率放大器的效率為56.1，放大器的電壓放大倍數(shù)為20.95，其帶寬約為38KHz，符合設(shè)計(jì)要求。交越失真 調(diào)整R4為較小值時(shí)（比如R4=10）遠(yuǎn)放輸出端的電壓波形如圖所示，而功放的輸出波形如圖所示。說(shuō)明功放部分已出現(xiàn)交越失真。由于電路的整體負(fù)反饋?zhàn)饔?，使運(yùn)放輸出信號(hào)波形恰好與功放部分的交越失真波形相反，起相抵作用，從而使功放輸出波形趨于正常。為了使運(yùn)放輸出不是真，通過(guò)調(diào)整R4，比如R4=143

10、，此時(shí)輸出管的集電極電流為1.25mA，處于甲乙類狀態(tài)，既保證交越失真最小，同時(shí)功放部分的效率較高。2仿真結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照1）仿真電路中輸入音頻信號(hào)用函數(shù)發(fā)生器代替頻率1000Hz振幅0.45v2）當(dāng)輸入為正弦信號(hào)時(shí)輸入輸出波形如圖2-3所示：圖2-3正弦波測(cè)試波形當(dāng)R5為80%時(shí)仿真測(cè)得輸入功率為9.556mW，輸出功率為5.086W，功率放大倍數(shù)為532.23，波形沒(méi)有失真。3）當(dāng)輸入為三角波信號(hào)時(shí)輸入輸出波形如圖2-4所示：圖2-4三角波測(cè)試波形當(dāng)R5為80%時(shí)仿真測(cè)得輸入功率為6.306mW，輸出功率為5.086W，功率放大倍數(shù)為806.53，波形沒(méi)有失真。4）當(dāng)輸入為三角波信號(hào)

11、時(shí)輸入輸出波形如圖2-5所示：圖2-5方波測(cè)試波形當(dāng)R5為80%時(shí)仿真測(cè)得輸入功率為18.998mW，輸出功率為5.079W，功率放大倍數(shù)為267.34，波形沒(méi)有失真。六、實(shí)驗(yàn)分析與結(jié)果通過(guò)對(duì)加自舉電路的OCL功率放大電路和加入有源負(fù)載的OCL功率放大電路的仿真和調(diào)試，可以知道OCL功率放大電路處于甲乙類狀態(tài)，既保證交越失真最小，同時(shí)功放部分的效率較高，在理想狀態(tài)下可以達(dá)到78.5%；再加入加自舉電路或加入有源負(fù)載，解決了正向傳輸小于負(fù)向傳輸?shù)膯?wèn)題；且總諧波失真只有0.374%左右，非常理想；信號(hào)噪聲失真在45.833dB左右。七、結(jié)論與心得結(jié)論 造成本次電路設(shè)計(jì)很難成功的一個(gè)主要因素是細(xì)心，

12、不管在選用器材方面還是在調(diào)試方面，都要做到仔細(xì)認(rèn)真。OCL功放電路設(shè)計(jì)也比較成功基本上達(dá)到題目要求，并且測(cè)試了三種波形均無(wú)失真現(xiàn)象，用在音響放大電路中很好，電路比較簡(jiǎn)單，成本比較低，效果也比較好。心得與體會(huì) 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我對(duì)模擬電子技術(shù)有了更進(jìn)一步的熟悉和了解，實(shí)際操作起來(lái)很困難，要將實(shí)際和理論聯(lián)系起來(lái)需要不斷的下功夫，它和課本上的知識(shí)有很大聯(lián)系，但又高于課本，一個(gè)看似很簡(jiǎn)單的電路，要?jiǎng)邮职阉O(shè)計(jì)出來(lái)就比較困難了，因?yàn)槭窃O(shè)計(jì)要求我們?cè)谝院蟮膶W(xué)習(xí)中注意這一點(diǎn)，要把課本上所學(xué)到的知識(shí)和實(shí)際聯(lián)系起來(lái)，同時(shí)通過(guò)本次電路的設(shè)計(jì)，不但鞏固了所學(xué)知識(shí)，也使我們把理論與實(shí)踐從真正意義上結(jié)合起來(lái)，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)

13、的興趣，考驗(yàn)了我們借助互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)搜集、查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，和組織材料的綜合能力。在進(jìn)行一個(gè)綜合性的硬件設(shè)計(jì)時(shí)，要全面考慮問(wèn)題，如想用其他信號(hào)來(lái)控制一個(gè)信號(hào)，就要考慮到和這個(gè)信號(hào)直接或間接關(guān)系的信號(hào)，必須是最重要相關(guān)的信號(hào)，然后用真值表來(lái)解決他們的關(guān)系，通過(guò)門電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)我們拿到一個(gè)課題時(shí)，一定要先仔細(xì)分析要求，然后做出總體設(shè)計(jì)方案，再進(jìn)一步細(xì)化各單元電路，最后將整個(gè)電路組合在一起，畫出最終的邏輯電路圖。最后，在通過(guò)這兩個(gè)禮拜地設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)，讓我真正理解了書本上知識(shí)，也讓我知道我們課本上的知識(shí)在實(shí)際中怎么應(yīng)用，理論聯(lián)系實(shí)踐，相互關(guān)系。通過(guò)此次設(shè)計(jì)，我對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)有了很大的興趣，現(xiàn)在我可以主動(dòng)的去學(xué)習(xí)，我明白自己該學(xué)習(xí)那個(gè)方面，重點(diǎn)是什么？我也掌握的了在理論中遇到問(wèn)題，應(yīng)該怎樣去解決，在實(shí)際中遇到迷團(tuán)應(yīng)該怎樣去檢查調(diào)試。課程改革的建議：(1) 這門課能很好的培養(yǎng)大家的創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作精神,是一種很好的課程改革方式,我們支持繼續(xù)開展下去。(2)有一點(diǎn)讓我們感到不方便的是，大家沒(méi)有很好的學(xué)習(xí)參考資料,我們也相信以后學(xué)弟學(xué)妹們?cè)趯W(xué)習(xí)這門課時(shí)會(huì)有很好的學(xué)習(xí)參考資料。(3) 沒(méi)必要給出太多的現(xiàn)成的課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目,應(yīng)該鼓勵(lì)大家自己去開發(fā)課題,自己動(dòng)手解決,