基本放大電路和功率放大電路報告

1、綜合性、設(shè)計性實驗報告電子技術(shù)實驗（模擬部分）學(xué) 期：2015-2016（II）班 級：電自卓越141姓 名：朱振鐸日 期：2016.6.14一 設(shè)計要求 設(shè)計一個振蕩器，產(chǎn)生低頻正弦波，并且輸出信號必須經(jīng)低頻功率放大器放大。因此設(shè)計的正弦波振蕩電路，使它能輸出頻率一定的正弦波信號，振蕩頻率測量值與理論值的相對誤差小于5%，電源電壓變化1V時，振幅基本穩(wěn)定，振蕩波形對稱，無明顯非線性失真。當(dāng)輸入正弦信號電壓有效值為5mV時，在負(fù)載上輸出波形無明顯失真。二 設(shè)計原理及框圖正弦波振蕩器是一個沒有輸入信號的正反饋放大電路，電路框圖如圖1所示。正弦波振蕩器由放大電路和反饋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。放大電路可以由三極管

2、構(gòu)成，也可以是由集成運放構(gòu)成。反饋網(wǎng)絡(luò)能是振蕩電路引入正反饋，同時還有選頻調(diào)幅的功能。在直流電源閉合的瞬間，頻率豐富的干擾信號串入振蕩電路的輸入端，經(jīng)過放大后出現(xiàn)在電路的輸出端，但是由于幅值很小而頻率又雜，不是所要求的信號。此信號再經(jīng)過選頻及正反饋網(wǎng)絡(luò)把某一頻率信號篩選出來（而其他信號被抑制），再送回放大電路的輸入端，整個電路的回路增益應(yīng)略大于1，這樣不斷循環(huán)放大，得到失真的輸出信號，最后經(jīng)穩(wěn)幅環(huán)節(jié)可輸出一個頻率固定、幅值穩(wěn)定的正弦波信號?；痉糯箅娐稟反饋網(wǎng)絡(luò)F圖1 正弦波振蕩電路原理框圖 如圖2所示，橋式正弦波振蕩電路由RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)和同相放大電路組成。電路中RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)，將輸出

3、電壓u0反饋到集成運放的同相輸入端，形成正反饋。以滿足振蕩的相位條件。R3和Rw組成電壓串聯(lián)負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，以穩(wěn)定振蕩器輸出電壓。并聯(lián)在R3上的兩個二極管起穩(wěn)幅的作用。當(dāng)電源電壓或溫度變化時，由于二極管的非線性特性，能夠起到抑制輸出電壓的幅度的變化，電路的振蕩頻率為 f0 = 。圖2 集成運放構(gòu)成的RC橋式正弦波振蕩器功率放大電路是在保證輸入信號不出現(xiàn)失真的條件下，向負(fù)載提供足夠信號功率的放大電路即為功放。從能量控制和轉(zhuǎn)換的角度看，功放與其他放大電路在本質(zhì)上沒有根本區(qū)別。從電路組成和分析方法到元器件的選擇，功放與小信號放大電路有著明顯的區(qū)別。功率放大電路的設(shè)計原則是以消耗最少的直流電源，而向負(fù)載輸

4、出最大的信號功率為重點。這一點與電壓放大電路不同。功放不單純追求輸出高電壓或輸出打電流，而是追求在電源電壓確定的情況下，輸出盡可能大的功率。圖3是由集成功放LM386構(gòu)成的功率放大電路，電路為Au=20時的功放圖3 LM386構(gòu)成的20倍運放三 主要器件說明LM324LM324內(nèi)含4個獨立的高增益、頻率補(bǔ)償?shù)倪\算放大器，圖4為內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。既可接單電源使用(330V)，也可接雙電源使用(1.515V)，驅(qū)動功耗低，可與TTL邏輯電路相容。圖5為管腳圖。圖4 LM324內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖5 LM324引腳圖LM324的特點：1.短跑保護(hù)輸出2.真差動輸入級3.可單電源工作：3V-32V4.低偏置電流：最

5、大100nA（LM324A）5.每封裝含四個運算放大器。6.具有內(nèi)部補(bǔ)償?shù)墓δ堋?.共模范圍擴(kuò)展到負(fù)電源8.行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的引腳排9.輸入端具有靜電保護(hù)功能LM386LM386是一種音頻集成功放，具有自身功耗低、更新內(nèi)鏈增益可調(diào)整、電源電壓范圍大、外接元件少和總諧波失真小等優(yōu)點的功率放大器，廣泛應(yīng)用于錄音機(jī)和收音機(jī)之中。LM386是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的音頻功率放大器，主要應(yīng)用于低電壓消費類產(chǎn)品。為使外圍元件最少，電壓增益內(nèi)置為20。引腳如圖5。在1腳和8腳之間增加一只外接電阻和電容，便可將電壓增益調(diào)為任意值，直至200。輸入端以地位參考，同時輸出端被自動偏置到電源電壓的一半，在6V電源電壓下，它

6、的靜態(tài)功耗僅為24mW，使得LM386特別適用于電池供電的場合。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖6所示：圖5 LM386引腳圖圖6 LM386內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖其他器材：表1 使用器材一覽表LS3241片二極管2只LS3861片開關(guān)1個滑動變阻器2個電容250uF1只電容0.05uF1只10歐姆電阻1只電容0.047uF2只100k電阻1只2k電阻2只四 設(shè)計過程（1） 熟練掌握正弦波振蕩電路的起振條件和穩(wěn)幅特性。穩(wěn)幅條件：|AF|=1相位條件：，（n=0,1,2，）（2） 集成運放構(gòu)成的RC橋式正弦波振蕩電路的工作原理和調(diào)試方法調(diào)節(jié)滑動變阻器，構(gòu)成RC振蕩電路。（3） 運用功率放大電路的工作原理是指主要工作在低頻狀態(tài)

7、下的功率放大器，把微弱的低頻信號放大，其電子元件適應(yīng)與低頻狀態(tài)（多為 音頻信號）。在高頻狀態(tài)下其放大作用與效率降低，甚至無放大作用。（4） 掌握功率放大電路的調(diào)試及主要性能指標(biāo)。五 仿真調(diào)試過程按照設(shè)計連好電路圖，運行仿真。滑動變阻器阻值為10k，在正弦波振蕩電路中，波形嚴(yán)重失真，輸失真波形如圖6所示:圖6 正弦波振蕩電路失真波形緩慢調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，使輸出波形不失真，并保持正弦波形。如圖7所示：圖7 正弦波振蕩電路產(chǎn)生的正弦波在低頻功率放大電路中，輸入端暫時加入一個函數(shù)發(fā)生器，示波器顯示的波形如圖8所示：圖8 功率放大電路調(diào)節(jié)前的波形調(diào)節(jié)滑動變阻器，使波形變成正弦波后。如圖9所示：圖9 功率放大電路調(diào)節(jié)后的波形之后將正弦波振蕩電路輸出與低頻功率放大電路的輸入連接，電路圖如圖10所示：圖10 適當(dāng)調(diào)節(jié)兩個滑動變阻器的阻值，使輸出的波形呈現(xiàn)出兩個正弦波（分別為放大前和放大后的正弦波）。如圖11所示：圖11 最終輸出的正弦波六 設(shè)計體會及收獲通過這次設(shè)計，我掌握了常用元件的識別和測試;熟悉了常用儀器、儀表;了解了電路的連線方法;以及如何提高電路的性能等等。我認(rèn)為，在這次實驗中，不僅培養(yǎng)了獨立思考、動手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，親自動手，熟練地運用仿真軟件，使我學(xué)會了很多學(xué)習(xí)的方法，同時不僅可