低頻功率放大器畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、基于 Multisim 的實(shí)用低頻功率放大器仿真設(shè)計(jì)學(xué)員:指導(dǎo)教員：?jiǎn)挝唬耗夸浀谝徊糠终⒁远?、三?低頻功放的概念.設(shè)計(jì)框架的形式四 第二部分一、.系統(tǒng)總增益各部分電路的選擇與設(shè)計(jì).輸入級(jí)的設(shè)計(jì)二、1，2，三、.前置放大級(jí)的設(shè)計(jì)電路的設(shè)計(jì)電路參數(shù)的計(jì)算.音頻控制級(jí)的設(shè)計(jì)1，2，四、1，2，3，五、六、第三部分 結(jié)束語(yǔ)參考文獻(xiàn)反饋式高低音電路的設(shè)計(jì)電路工作原理 設(shè)計(jì)方法.末級(jí)功率放大級(jí)的設(shè)計(jì)基本要求 電路形式的要求 末級(jí)功放參數(shù)計(jì)算.供電電路與接地總體電路問(wèn)題與分析正文1.1摘要1.2低頻功率的理念 低頻功率放大器是一種能量轉(zhuǎn)換電路， 在輸入信號(hào)的作用下， 電路把直流電源的 能量，通過(guò)前置

2、放大級(jí)， 功率放大級(jí)， 轉(zhuǎn)換成隨輸入信號(hào)變化的輸出功率送給負(fù) 載。功率放大器不僅僅是消費(fèi)產(chǎn)品中不可缺少的部分， 例如音響， 還廣泛應(yīng)用于控制 系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)中，用途相當(dāng)?shù)膹V泛。在科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，低頻功 率放大器已經(jīng)是一個(gè)技術(shù)相當(dāng)成熟的領(lǐng)域。 很多年以來(lái)， 人們付出了 不懈的努力，使它無(wú)論是在線路技術(shù)方面還是在元器件方面乃至思想 認(rèn)識(shí)上都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。由于低頻功率放大器運(yùn)行中的信號(hào)幅度，如電壓、電流都很大，其突 出的問(wèn)題是要解決非線性失真和各種瞬態(tài)失真。 因?yàn)?，功率放大器?主要任務(wù)是在不失真的前提下放大信號(hào)的功率。一般在功放電路結(jié)構(gòu)上可采用不同的形式， 以滿足人們對(duì)音響設(shè)備的 不同

3、要求。1.2設(shè)計(jì)框架的形式常見(jiàn)的音頻功率放大器電路可以分為甲類，乙類和甲乙類三種。另外 為了完全消除甲乙類和乙類功率放大器產(chǎn)生的交越失真， 又出現(xiàn)了超 甲類放大器和直流放大器等等。 可供選擇的方案有很多。 根據(jù)設(shè)計(jì)題 目要求，功率放大可由分立元件組成，也可以由集成電路完成。當(dāng)然 如果電路選擇的好，參數(shù)恰當(dāng)，元件性能優(yōu)越，制作調(diào)試得好，則由 分立元件組成的功放的性能還有可能高過(guò)集成功率放大器。由于本設(shè)計(jì)不是對(duì)單一信號(hào)頻率實(shí)施放大， 而是對(duì)一個(gè)輸入電壓變化幅度大(5700mV,頻帶范圍寬(5010000Hz )的頻帶信號(hào)實(shí)施功 率放大，所以不能只從簡(jiǎn)單的功率放大上考慮。 至少應(yīng)從以下幾方面 作較為

4、全面的考慮：1，解決本設(shè)計(jì)的電路對(duì)信號(hào)源，尤其是信號(hào)幅度小的影響。2, 要求對(duì)整個(gè)頻帶內(nèi)不同頻率范圍 i ，不同電壓幅值信號(hào)都能均勻 放大。因此，所設(shè)計(jì)的低頻功率放大電路，既能有效實(shí)現(xiàn)隔離，完成電路阻 抗匹配，又能在一個(gè)頻率范圍內(nèi)進(jìn)行信號(hào)均衡放大的實(shí)用性電路。 均衡部分， 借鑒了音頻放大電路的音調(diào)控制電路， 將音調(diào)控制的輸出 信號(hào)送入功放，提升到所需的額定輸出功率。作為信號(hào)電路，還有波 形變換電路，來(lái)增加對(duì)稱方波的輸出功能，故得設(shè)計(jì)的方框原里圖： 1.2.10 6設(shè)計(jì)的整個(gè)電路有正弦信號(hào)源，放大通道，直流電源，負(fù)載部分組成。 在放大通道的正弦信號(hào)輸入幅值大約在 5700mv,在等效負(fù)載電 阻R

5、L為8偶的情況下，其放大通道的額定功率應(yīng)大于或等于 10W 通道帶寬大于或等于50 10000Hz 在額定功率小劍俠非線性失真 小于或等于 3%系統(tǒng)組成：系統(tǒng)主要是有輸入級(jí)，前置放大、音調(diào)控制，功率放大器級(jí)等幾個(gè)部分組成。其中，變換電路負(fù)責(zé)執(zhí)行波形變換，前置放大級(jí)主要完成信號(hào)電壓的 分幅度范圍放大任務(wù)音調(diào)控制電路實(shí)施完成對(duì)幾段音調(diào)控制中心頻率電平控制； 功率放大 級(jí)則是實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的電壓和電流放大任務(wù)。 直流穩(wěn)壓電源部分則是為 整個(gè)電路提供能量。下面作介紹。1.3系統(tǒng)總增益由于任務(wù)要求額定功率不小于 10W 考慮流出 50%勺裕量，所以輸出功率應(yīng)該在 15W 以上，同時(shí)輸出電阻負(fù)載為 8Q。則：

6、= 72x15x8 =15. 5016VFHB系統(tǒng)的最大增益為Amax20lg（乞）71dB5 10系統(tǒng)的最小增益為心20lg（173） 27.7dB700 103所以在整個(gè)放大電路的增益應(yīng)該在 27.7dB71dB 范圍內(nèi)可調(diào)。為了保證放大器的性能，單級(jí)放大器的增益不宜過(guò)高，通常 2040d（放大倍數(shù)在 10100 倍之間）第2章 各部分電路的選擇設(shè)計(jì)2J輸入級(jí)的設(shè)計(jì)2,1,1設(shè)計(jì)說(shuō)陰的輸入級(jí)是描事級(jí)放人器扱詢面的卜2級(jí)。對(duì)它的墓求是：I、應(yīng)孌求具冇很高的輸入電阻，以免影響信號(hào)源的作.英阻值高達(dá)幾卜千歐到幾兆歐n2、 它的輸出阻抗更越小越好。3、 山J輸入級(jí)在多級(jí)放大級(jí)的晟前面，輸入信號(hào)電平

7、很低，輸入級(jí) 本少產(chǎn)生的噪聲要和信號(hào)起經(jīng)過(guò)放大器金程放大，、”I噪盧較大時(shí)，就可 能將信號(hào)淹沒(méi)，這就要求噪聲系數(shù)茨小。什対上述要求本設(shè)il擬采用山NE5532構(gòu)成的屯壓跟碗電路作為信 號(hào)源與放大電路之間的連接電路，如圖2.1.1開(kāi)關(guān)KI作為方波，止弦波轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。將電路分為兩檔，一檔是直接輸出到前置放人級(jí)；牙外 串是進(jìn)行波形轉(zhuǎn)換后再順至前盤(pán)放大級(jí)。采用NE5532作為阻抗變換電路的原因是為了滿足題目指標(biāo)耍求，減小豐 線性央真提高電路的低城特件冷輸入級(jí)電路割分的正黴波方波轉(zhuǎn) 擷電路中采用11成運(yùn)枚NF5532. W/j-hiJt他處成運(yùn)算放大黑和比.NE5532貝有高瞬度，低噪聲高阻抗.高速*額帶

8、寬籌優(yōu)良特性. 下血對(duì)NE5532逬廳以卜簡(jiǎn)單的介紹：NE5532加 種內(nèi)灘補(bǔ)償?shù)恼柜l低咪川的運(yùn)算放大拆，英具體描標(biāo)塞 數(shù)為；轉(zhuǎn)換速率為15F/爪增益帶寬積為10MH2直流增益為1(/倍址高T作電壓為22甘這種集成運(yùn)放的舟速轉(zhuǎn)換件能可以大大改瞽電路的瞬態(tài)性能，較寬的帶寬能保證信號(hào)在低中高頻均能不失真的輸出，使電路的整體指標(biāo)大大提咼內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖:圖2. 1.2 NE5532內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖堆大額定值如表212. 1.1 NE5532額定值NE5532標(biāo)忐范國(guó)牟位工作業(yè)蛋VCC一2222V左模輸入電缶VD 1313V工作謝度范囤TOPR170 C輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)隔肉電容Cl和NE5532 Z不進(jìn)入輸入級(jí)的第二

9、部分.該級(jí)的第二部分足 個(gè)比較器。通過(guò)該比較器.使信兮轉(zhuǎn)化為H1應(yīng) 的方波信小正孩波一一方波轉(zhuǎn)換電路如圖2.3所晶 利用運(yùn)放NE5532任開(kāi)壞狀態(tài)下的飽和特性，丁弦波信號(hào)經(jīng)過(guò)西次運(yùn)放放人Z丿 G 產(chǎn)生了正歿波飽和失克的方波信號(hào).由于方波幅值遠(yuǎn)大于卷H要求 于繪采用 兩個(gè)二極骨削波，便將方波形式鉗制在7C0mV以下，最終得到正負(fù)對(duì) 稱（fy 200mVP_P的方波信號(hào)*由于該電路利用了高精度集成運(yùn)算放大器NE5532的開(kāi)環(huán)狀態(tài)下的飽和特性和鳥(niǎo)轉(zhuǎn)換速率因而諭出的方波信號(hào)瞬態(tài)特性好，11升沿和下降沿都韭常陡,施達(dá)到設(shè)計(jì)翌求。具體膽路罔如rm 2.1.3：電壓比較器(Voltage Comparato

10、r)的功能； 比較兩個(gè)電壓的人小 (用輸HI電壓的髙或低電平.衣示兩個(gè)輸入電壓的大小關(guān)系)電壓比較器的作臍 它可用作模擬電路和數(shù)字電路的接口,還可以 用作波形產(chǎn)住和變換電路等.注，電壓比較簽中的集成運(yùn)放通常工作在II線性區(qū)。及淌足如下關(guān) 系：UU+時(shí)：U-UOLU_ 16dB有20lg(1Ri)16R2R40.81 10 8R3-iianR147kli+ 10VR427k(l圖2. 2.2前置放大級(jí)R2R47R2若取R24.7k則可得：R47R233k取標(biāo)稱值為R,27 k又因?yàn)楫?dāng)輸入在 540mV 時(shí)，開(kāi)關(guān)閉合，要求：&/R3旦440064m400 R3“cR2 400R340020lgA3

11、5dB20lg(1昴）351亠R2/R33.51065其耦合電容等，考慮信號(hào)低頻率低，均采用耐壓 50V、容量為 33 的電解電容輸入端電阻 R1 取 100kQ 電阻（應(yīng)遠(yuǎn)大于前級(jí)輸出阻抗），并一 個(gè)小電容改善輸入特性。2.3音調(diào)控制級(jí)的設(shè)計(jì)人們?cè)谛蕾p音樂(lè)時(shí)， 總希望聽(tīng)到悅耳的聲音， 但是由于愛(ài)好不一， 有的喜歡音渾厚深沉， 有的人則喜歡清脆嘹亮。 而低頻功率放大器是 一般音響設(shè)備中最為重要的一部分，這就要求在該級(jí)中對(duì)信號(hào)頻率特 性進(jìn)行人為控制，使頻率特性中某一頻率的功率增益增加或是降低達(dá) 到音調(diào)控制的效果，這就是音量調(diào)節(jié)控制。在一般音響設(shè)備中都裝有音調(diào)控制電路， 普通收音機(jī)中音調(diào)控制 電路

12、比較簡(jiǎn)單，高質(zhì)量的收錄機(jī)、擴(kuò)音機(jī)中電路則比較復(fù)雜。音調(diào)控 制又稱音質(zhì)調(diào)節(jié)，按其調(diào)節(jié)的頻率范圍分，有高低音音質(zhì)和多頻音質(zhì) 調(diào)節(jié)。高低音音質(zhì)調(diào)節(jié)，即取標(biāo)稱值 470 Q。最后經(jīng)過(guò)核算，能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求在通頻帶的兩端進(jìn)行頻率特性調(diào)節(jié)時(shí)，例 如 100Hz 左右，10KHz 左右，并且要求在進(jìn)行高低音調(diào)節(jié)時(shí)，中音頻 率（一般指 1KHZ 附近頻率特性應(yīng)該保持基本不變，以保持音量。 多頻段音質(zhì)調(diào)節(jié)，如五頻段其調(diào)節(jié)頻段一般在 60Hz、250Hz 、 1KHz、 5KHz 15KHz 附近， 十頻段調(diào)節(jié)頻段 100Hz. 180Hz、 310Hz.550Hz、 1.8KHz、3.1KHz、5.5KHz、1

13、0KHz 16KHz 各頻率附近。音調(diào)控制電路種類很多，有 RC 無(wú)源調(diào)節(jié)電路，有有源反饋音質(zhì) 調(diào)節(jié)電路等等。RC 無(wú)源調(diào)節(jié)電路，調(diào)節(jié)范圍寬，但中音電平也要衰 減，并且在調(diào)節(jié)過(guò)程中，整個(gè)電路的阻抗也在改變，失真較大。而有 源反饋式音質(zhì)調(diào)節(jié)電路中，RC 調(diào)節(jié)電路僅作為放大器反饋電路的一 部分， 用來(lái)改變反饋量的頻率成分， 使調(diào)節(jié)器的提升或衰減更加顯著，S2.3. 1囚種電略緒構(gòu)失真較小，使用的較多，本設(shè)計(jì)按要求進(jìn)行通頻帶兩端頻率特性調(diào)節(jié), 即高低音音質(zhì)調(diào)節(jié)。2.3.1 反饋式高低音調(diào)節(jié)電路的設(shè)計(jì)和電路工作原理231.1電路組成反饋式高低音調(diào)節(jié)是由放大電路中的阻抗元件R、C 組成的。為了使這種電路

14、得到滿意的效果，要求電路輸入信號(hào)源的內(nèi)阻應(yīng)足夠 小，另外要求用來(lái)實(shí)現(xiàn)反饋式高低音單調(diào)節(jié)電路的放大級(jí)開(kāi)開(kāi)環(huán)增益 應(yīng)足夠大（電路中運(yùn)放的采用正是為此）。當(dāng)頻率改變時(shí)，ZF，Zf的比值改變，放大器增益隨之改變。若改 變阻抗元件的電路結(jié)構(gòu)，ZF,Z 隨頻率而改變，即達(dá)到了由改變電路 結(jié)構(gòu)來(lái)改變高低音的目的。從圖 2.3.1 的 4 種電路結(jié)構(gòu)就可以清楚的看到這些電路對(duì)不同頻率其增益改變的情況放大增益為AufZFZf一 十Ui-Ui0在圖 231(a)的電路里,ZfRiZFR2jJCjwC1當(dāng) Ci取值較大時(shí)，其容抗只有在低頻時(shí)才有較大的變化， 頻率越 低，ZF越大，電路增益越高，這樣就達(dá)到了低音提升的

15、目的。在圖 2.3.1(b)的電路里，把容量較小 G 放在輸入電路中，此電路ZFR2由于 G3容量較小，只有在咼頻時(shí) 乙隨頻率明顯的變化，頻率越 高，電路增益越高，達(dá)到了高頻提升的目的。同理，圖 2.3.1 (C) 可以使高音衰減，圖 2.3.1(d)可以使低音衰減。綜合以上 4 種情況，可以得到圖 2.3.2 所示的反饋式音調(diào)控制電 路，圖中 FW2為低音調(diào)節(jié)，F(xiàn)L 為高音調(diào)節(jié)，為了使電路得到較滿意的 效果，G、G2容量要適當(dāng)，其容抗和有關(guān)電阻相比在低頻時(shí)要夠大，在中高頻時(shí)要足夠小，而 G 的容抗選擇是在低、中頻時(shí)足夠大，而在 高頻時(shí)要足夠小，就是說(shuō) G、G 只讓中、高音信號(hào)通過(guò)不讓低音信號(hào)

16、 通過(guò)，而 G 只在電路設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)常設(shè)：R R2R3R出RV29RR1/1JwC1圖?3.P反煤式昔調(diào)拎制申貯 電路的幅頻特性1、信號(hào)在低頻區(qū)由于 C3的數(shù)值較小低頻時(shí)呈現(xiàn)的阻抗很大，上下兩個(gè)支路相比R4、C3支路相當(dāng)于開(kāi)路。設(shè)運(yùn)算放大器為理想元件，則同、反相端電 位相等且近于 0，F(xiàn)3的影響可以忽略。當(dāng) Rw2 的觸點(diǎn)移到 A 點(diǎn)時(shí) C 被 短路。在此電路中信號(hào)通過(guò) R 加到反相輸入端，對(duì)中、高音信號(hào)而言， C2相當(dāng)于短路，反饋支路只有Ri,反饋量最大時(shí)的電路增益很小，輸 出 UO很小。隨著頻率的降低，G 容抗增大，反饋支路除 F2夕卜，還有 RW2/ Xc2,而且由于 Rv2R

17、，此時(shí)反饋量極小，從而獲得最大增益， 輸出 U 很大，這就是低頻提升。低頻提升的數(shù)學(xué)關(guān)系式為：此時(shí):Q nilK3GR44UC一丄昌1ZFR2乙Ri叫/1jwC2則:20lg | Auf| 3dB即在此時(shí)頻率上調(diào)節(jié)電路可以提升 3dB當(dāng)w WL時(shí)其中:(23.3)04根據(jù)假設(shè)條件:即:WL2時(shí)（信號(hào)頻率接近中頻時(shí)）-=- = 1WL2時(shí)2!3L2, 3 3L2,3=3L2,3VV3L2,時(shí)，對(duì)應(yīng)的提升量為 0dB, 3dB, 17dB, 20dB,低頻提升量較大。兩轉(zhuǎn)折頻率 3LI，3L2之間按照倍頻程 6dB 變化。利用同樣的分析方法，當(dāng) FW2滑動(dòng)到 B 點(diǎn)時(shí)。對(duì)高、中音信號(hào)來(lái) 說(shuō)，此電路

18、中的 C1相當(dāng)于短路，RWZ被短路，放大倍數(shù)為 1,無(wú)衰減 也沒(méi)有提升。隨著頻率的降低，C 的容抗增大，輸入信號(hào)衰減量增大，反饋量也加大，增益下降。當(dāng)頻率很低時(shí)，Ci相當(dāng)于開(kāi)路，輸入信號(hào)衰減最大，反饋?zhàn)钌?，增益最小，這就是低頻衰減。其幅頻特性 的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：!*1 2 3 3齊調(diào)控和鐮誼間n的無(wú)效麻朋花城特國(guó)用低頻提升電路同樣的分析方法，可得到圖 2.3.3b 的幅頻特性 曲線，在中頻區(qū)域增益為 0dB，在 3 =3LI時(shí)增益為-3dB,3 =3L2時(shí)增益為-17dB，在 3L2和 3L1之間為倍頻程 6 dB 變化，最大衰減為20dB ,3L1、3L2為轉(zhuǎn)折頻率。即:WTi rnTIf2.

19、3JO)1 +& +備尺4盤(pán)廬1+3%!*1 2 3 3齊調(diào)控和鐮誼間n的無(wú)效麻朋花城特國(guó)n2 信號(hào)在咼頻區(qū)由于頻率較高，大電容 C、C2 可以視為短路，而 G 再不能視為 開(kāi)路了，其等效電路如圖 2.3.4a 所示，為了討論方便，把 Y 型接法改成接法，2.3.4b 所示 Z 3 4 整擇注與八槿滋Ji鼻無(wú)+和陛RJ其中：從圖 2.3.4B 的電路可以看出，通過(guò) Rc、Ra 反饋到輸入端的信號(hào)極小，這一支路的反饋信號(hào)大部分被信號(hào)源短路，同樣，信號(hào) U1 通過(guò) Rc、Rb 加到反相輸入端的也極小，可見(jiàn)，Rc 對(duì)電路的影響相當(dāng)于 開(kāi)路。C Rwi D高頻衰減:其規(guī)律為：高頻提升：（2.3.17）

20、其中（2.3.18）123.19）式中:（2 JJ0）（23.21）t23.2J）S ? 3 5警前申，餡叫1廠（皿+1中頻區(qū)增益為 OdB, 3 =3 H 時(shí)增益為土 3 dB, 3 = 3 H時(shí)增益為土 17dB, H 與 3 H2 之間為 6 dB 倍頻程變化， 最大提升和衰減量為 20dB.把上面討論的 4 種情況高低間提升和高低間衰減畫(huà)在一坐標(biāo)上，可得以下曲線曲線在f-、fL2之間或是fH2、筑之間有倍頻程，土 6dB 的變化規(guī)律。設(shè)fLx為忙、fL2之間的某一頻率，fHx為fH2、fHi之間的某一頻率，則有以下關(guān)系式:通過(guò)以上分析可以看出:I、RW2 控制低音，RW1 空制高音H、

21、當(dāng) RW2 從, A 向 B 滑動(dòng)時(shí)，低音信號(hào)衰減逐漸加強(qiáng)使低音從提升轉(zhuǎn)向衰減， 同樣道理，當(dāng) RW1 從 C 向 D 滑動(dòng)時(shí)，高音信號(hào)衰減加大，反饋也增強(qiáng)，使高音信號(hào)從提升轉(zhuǎn)向衰(dB)H16dB(2324)(2325)fL1減，把 RW2、RW 倣在不同的位置時(shí)，可以得到高低音的不 同提升和衰減。川、音調(diào)控制電路中增益 A 不因 RW2 RW1 改變而改變。W、電路的最大提升量信號(hào)是依靠減少輸入衰減和減弱 負(fù)反饋量來(lái)達(dá)到的， 因此電路的放大級(jí)必須有足夠的開(kāi)環(huán)增 益，才能依靠強(qiáng)的負(fù)反饋獲得較寬的調(diào)節(jié)量。232 設(shè)計(jì)方法232.1 選擇組件根據(jù)對(duì)組件的要求選擇組件，因高低音調(diào)節(jié)電路一般放 在多

22、級(jí)放大器的中間部位，對(duì)其沒(méi)有特殊要求故選用通用型就可以了。 確定轉(zhuǎn)折頻率在已知f-、fL2轉(zhuǎn)折頻率及要求的fLx、fHx的處的提升或是 衰減量時(shí)，可以根據(jù) 忙與fLx、b與仏之間的關(guān)系求出。2.323 確定數(shù)值前面假已經(jīng)假定 RW=RW2=9R 它的確定影響若轉(zhuǎn)折頻率 及其元件參數(shù)。因組件差模電阻較大，RW1 RW2 可以選的大 些，一般選幾十千歐到幾百千歐。 元件參數(shù)計(jì)算由上面公式 2-3-25 可知扎C, = C =!-2 譏心由上面公式 2-3-18 可知耦合電容Flll21ftPl設(shè)放大器的下限頻率為，在低頻時(shí)音調(diào)控制電路的輸入電阻為 R1,按照一般 RC

23、耦合電路計(jì)算出電容:綜上所述：可以得到如圖 237 所示電路。運(yùn)算放大器選用單電源供電的四運(yùn)放 LM324,其中 RP3 稱為音量控制電器，其滑臂在最上端時(shí)，輸出最大在功率轉(zhuǎn)折頻率fL2以及忙兀心 2400 他232.5R247WS ? 3.7育闌授制繳=竺竺E 出R4AHPR?10UUi c OlifClI c曠 g則則:ZtKr 47kQ怎式23.4町得R1、R2、RP1 不能取的太大，否則運(yùn)放飄移電流的影響就不可忽略，也不能太小，否則流過(guò)它們的電流將超過(guò)運(yùn)放的輸出能力，一般取幾歐到幾百千歐LM324 內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖 238 所示111 GMD-IIQ-N3(+j-T3L & :-IN3

24、( -8;auT3取RPl +7nkQ .取杯劇:勉O CHiiF、Wq =c?=Vimin/1.1=12/l.1,取V2=llV,副邊電流I2Iomax=0.8A,則取b=1A,變壓器副邊輸出功率P2|2V2=11W。若變壓器的效率0.7,則原邊輸入功率P1P2/=15.7W。為留有余地，選功率為20W的電源變壓器。4、選整流二極管及濾波電容整流二極管D選IN4001，其極限參數(shù)為 VRM50V, IF=1A。滿足 VRM IF=Iomax的條件。濾波電容C可由紋波電壓Vop-p和穩(wěn)壓系數(shù)Sv來(lái)確定。已知，Vo=9V,Vi=12V, Vop-p=5mV,553 X 10。則得穩(wěn)壓器的輸入電壓

25、的變化量由基礎(chǔ)知識(shí)得濾波電容IctItCcOmax3636 FViViViVOP PViVOSV2.2V5、設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓電源電路原理圖電容C的耐壓應(yīng)大于2V2=15.4V。故取4700F/25V的電容器，如圖1中C1所示。0X(aooFW2圖 i 直流穩(wěn)壓電源電路圖2. 6 總體電路低頻功率放大器是一個(gè)小型的電路系統(tǒng)，要將各級(jí)進(jìn)行合理布 局，一般按照電路的順序一級(jí)一級(jí)的布局，每一級(jí)的地線要盡量接在 一起，連線盡量短，否則很容易出現(xiàn)自激。將已經(jīng)設(shè)計(jì)好的各級(jí)電路連接起來(lái)， 組成一個(gè)完整的低頻功率放 大器電路。這里就要考慮級(jí)間耦合的方式了。一般來(lái)說(shuō)，放大器的級(jí)間耦合方式有變壓器耦合、 阻容耦合和直

26、接耦合幾種。變壓器耦合：級(jí)與級(jí)之間采用變壓器耦合連接， 其優(yōu)點(diǎn)是級(jí)與級(jí) 之間能夠較好的匹配，耗能少，缺點(diǎn)是通頻帶較窄，只有幾百茲到幾 千赫茲，非線性失真較大，加上本身體積大、笨重、價(jià)格較貴等等特 點(diǎn)，一般只使用在需要節(jié)省能源的功率輸出級(jí)。隨著對(duì)放大器通頻帶 要求的增寬以及小型化、集成化的發(fā)展，變壓器耦合的場(chǎng)合越來(lái)越少 了。阻容耦合：前后級(jí)通過(guò)電容連接，它具有體積小、其1 A2400Cfl:)|iFRLISW1N400OlpFRPD(T FU,1N4囪x重量輕，頻率響應(yīng)好，各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)獨(dú)立等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是各級(jí) 之間不容易實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，功率增益比變壓器耦合要小，為了獲得同 樣的增益使用級(jí)數(shù)，能量損

27、耗較大。但是由于它的優(yōu)點(diǎn)突出，仍然是 目前使用最多的一種。直接耦合：前后級(jí)直接連接，比阻容耦合頻率響應(yīng)要好，又因無(wú) 需大電容量集成，提高了電流增益和放大器效率，被廣泛用于線性集 成電路中。我們?cè)谶@里采用的是第二種方式即阻容耦合方式，按上述各部分所設(shè)計(jì)的電路，對(duì)各電路的元件，進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)后可得總體電 路如圖261 所示。Lee打葉-R1Bu二M lOk n“2Vj1一|丹m lh一.*IZI I mlRJTL(1 4711Pgc.H)rrC-CLQIW + J2VT Jtiippf 470k Q匸 樂(lè)1fiTJAQrj4 h -22E RrRtx7Th實(shí)際輸出第三章問(wèn)題與分析在該低功率放大器的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1、音調(diào)控制級(jí)宜設(shè)置于末級(jí)功放級(jí)前，以防止前置級(jí) 噪音毫無(wú)保留地被放大，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)信噪比的降低。2、當(dāng)多級(jí)電路相連時(shí)，須注意地線的處理。應(yīng)嚴(yán)格一 點(diǎn)接地。接地是抑制噪聲和干擾的重要手段。不合理的接地將引起嚴(yán)重的交流哼聲或使放大日歷聘自激振蕩。常用的接地方式有逐級(jí)串聯(lián)接地法與并聯(lián)一點(diǎn)接地法。應(yīng)根據(jù)具體情況采用或同時(shí)采用。各級(jí)之間宜采用串聯(lián)接地為主，輸出地 負(fù)載地電源地應(yīng)采用并聯(lián)一點(diǎn)接地，并接機(jī)殼，這樣有利于抑制放大器的自激3、為保證充分發(fā)揮電路的性能，電源電壓應(yīng)使用推薦值 ，不可使用極限值，以免造成不可挽回的損失，但也不可降 額使用，以免造成電路