項(xiàng)目四 mp3擴(kuò)音電路

項(xiàng)目四MP3/隨身聽擴(kuò)音器電路制作與調(diào)試目錄學(xué)習(xí)目標(biāo)項(xiàng)目要求項(xiàng)目引導(dǎo)知識(shí)鏈接制作調(diào)試項(xiàng)目驗(yàn)收學(xué)習(xí)目標(biāo)會(huì)篩選常用電子元器件。會(huì)檢測功放的性能指標(biāo)。能完成功率放大電路的制作與調(diào)試。知識(shí)目標(biāo)能力目標(biāo)了解擴(kuò)音器電路的工作原理，能識(shí)別、檢測電路中的元器件，掌握差動(dòng)放大電路、單管放大電路、功率放大電路的工作原理，會(huì)進(jìn)行電路制作與調(diào)試。返回項(xiàng)目要求1、能放大音頻信號(hào)、不失真。2、能對(duì)照電路圖分析電路各部分的工作原理，會(huì)排除可能出現(xiàn)的故障。返回制作聲光控節(jié)能燈要求如下：項(xiàng)目引導(dǎo)返回（1）小組制訂工作計(jì)劃。（2）完成電路原理設(shè)計(jì)圖。（3）畫PCB布線圖并制作PCB板。（4）填領(lǐng)料單領(lǐng)取元器件。（5）檢測元器件，完成檢測報(bào)告。（6）根據(jù)布線圖制作電路。（7）電路功能檢測與故障排除。（8）產(chǎn)品展示&項(xiàng)目匯報(bào)。虛擬工作室返回甲乙類功率放大電路原理圖任務(wù)一分析電路工作原理[子任務(wù)1]識(shí)別元器件符號(hào)[子任務(wù)2]繪制電路原理圖返回[子任務(wù)3]繪制PCB圖子任務(wù)1識(shí)別元器件符號(hào)元件符號(hào)元件名稱

各元件標(biāo)號(hào)及阻值正電源18V接地負(fù)電源-18V甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路差動(dòng)放大輸入級(jí)直流穩(wěn)壓電源MP3/隨身聽擴(kuò)音器電路組成

MP3/隨身聽擴(kuò)音器電路由電源電路、輸入電路、電壓放大電路、功率放大電路四部分組成。

電源電路電壓放大功率放大差動(dòng)輸入1.電源電路電源電路是變壓器、橋式整流電路、電容等器件組成，它的作用是將交流220伏電壓變換為直流正負(fù)18V直流電壓，給功放電路供電。變壓器是帶有中間抽頭的,為了輸出正負(fù)兩種電壓。整流電路采用橋式整流，濾波電路采用4個(gè)大電容組成橋式結(jié)構(gòu)保證中間點(diǎn)電位位零。2.輸入電路輸入電路采用的是單差分放大電路，單差分放大電路特點(diǎn)是輸入阻抗很大，既可以可以抑制共模干擾信號(hào)，抑制零點(diǎn)漂移又可以放大放大差模輸入信號(hào)，提高整個(gè)擴(kuò)音器電路的性能。

激勵(lì)放大電路采用的PNP型大功率三極管，主要是對(duì)電路中的電壓信號(hào)進(jìn)行放大。所以三極管VT3又叫做激勵(lì)放大管。電路如圖所示。C3是防自激電容。在不自激的情況下，取值愈小愈好，一般取47pF以下。3、中間激勵(lì)放大電路末級(jí)功率放大電路采用的是互補(bǔ)對(duì)稱OCL功率放大電路,由VT4－VT7組成。以最簡方式復(fù)合而成，元件少且不需要調(diào)整，使采用功率較小的推動(dòng)管VT4、VT5也足以滿足推動(dòng)末級(jí)輸出100W以上的要求。4、末級(jí)功率放大電路

電源指示電路由發(fā)光二級(jí)管LED和其限流電阻R21組成。

5、電源指示電路想一想議一議1.電路中的為什么要用有中間抽頭的電源變壓器？2.電路中的差動(dòng)放大電路的作用是什么？3.電路中VT1－VT14的作用各是什么？4.電阻器R4的作用是什么？5.電容器VD1的作用是什么？任務(wù)2識(shí)別并檢測元器件[子任務(wù)1]識(shí)別元器件符號(hào)[子任務(wù)2]識(shí)別元器件[子任務(wù)1]檢測元器件

1.達(dá)林頓管

達(dá)林頓晶體管DT（Dar1ingtonTransistor）亦稱復(fù)合晶體管，它是由兩個(gè)大功率三極管按一定的規(guī)律組合而成的，它也有NPN和PNP兩種類型。

達(dá)林頓管與普通大功率三極管相比它的優(yōu)點(diǎn)是電流放大倍數(shù)大，輸出功率大。

因?yàn)檫_(dá)林頓管的E-B電極之間包含多個(gè)發(fā)射結(jié)，所以必須選擇萬用表R×10k檔進(jìn)行檢測，該檔可提供較高的測試電壓。檢測內(nèi)容包括：①識(shí)別電極；②區(qū)分NPN型、PNP型；③檢查放大能力。注意事項(xiàng)：1）不宜用R×1k檔檢查達(dá)林頓管的放大能力。因該檔電池電壓僅1.5V，很難使管子進(jìn)入放大區(qū)工作。2）測量時(shí)不得用手摸住管殼。3)集電極與發(fā)射極之間的阻值，一般為∞附近。

項(xiàng)目型號(hào)測量極間電阻管腳判斷管型判斷放大能力紅筆接2腳黑筆接2腳黑筆接1腳黑筆接3腳紅筆接1腳紅筆接3腳ebc做一做：檢測達(dá)林頓管想一想1．用萬用表檢測普通達(dá)林頓管時(shí)，一般選擇萬用表的

檔位，基極與發(fā)射極間的阻值約為

歐姆，基極與發(fā)射極間的阻值約為

歐姆。2．用萬用表檢測改進(jìn)型達(dá)林頓管的B與C之間的正、反向阻值時(shí)，一般選擇萬用表的

檔位，正向電阻一般為

歐姆，反向電阻一般為

歐姆。檢測B與E之間的正、反向阻值時(shí)，一般選擇萬用表的

檔位，正向電阻一般為

歐姆，反向電阻一般為

歐姆。測量E與C之間的電阻值，正向電阻一般為

歐姆，反向電阻一般為

歐姆。2.大功率三極管大功率三極管是指管子集電極耗散功率大于lW以上的晶體管。它們的特點(diǎn)是工作電流大，而且體積也大，各電極的引線較粗而硬，集電極引線與金屬外殼或散熱片相連。

要求：根據(jù)前面所學(xué)的知識(shí)，識(shí)別本項(xiàng)目所給的大功率三極管的管腳，用萬用表檢測其好壞。方法步驟：方法步驟：（1）判斷大功率三極管的引腳。（2）用萬用表判斷大功率三極管的發(fā)射極、集電極，并用紅色的塑料套管套在發(fā)射極引腳上。（3）用萬用表估測大功率三極管的放大倍數(shù)。做一做：檢測三功率三極管項(xiàng)目型號(hào)測量極間電阻管腳判斷管型判斷放大能力紅筆接2腳黑筆接2腳黑筆接1腳黑筆接3腳紅筆接1腳紅筆接3腳ebc1．大功率三極管為

個(gè)PN結(jié)，其中基極與發(fā)射極間的PN結(jié)稱作

，基極與集電極間的PN結(jié)稱作

。2．大功率三極管的極限參數(shù)主要有

，

和

。大功率三極管正常工作時(shí)，實(shí)際參數(shù)一定要其極限參數(shù)，否則大功率三極管會(huì)因過熱而損壞。3．某大功率三極管的型號(hào)為3DX，則此大功率三極管是

（硅/鍺）材料，

（NPN/PNP）型，

（高頻/低頻），

（小功率/大功率）大功率三極管。想一想3.常用散熱器大功率元器件在工作過程中發(fā)出熱量而產(chǎn)生較高的溫度，要采取散熱措施，保證元器件和電路能在允許的溫度范圍內(nèi)正常工作。電子元器件的散熱一般使用鋁合金材料制成的散熱器。

任務(wù)3制作并調(diào)試電路工作任務(wù)1．對(duì)元件進(jìn)行整形與裝配。2．按工藝要求制作電路。3．用低頻信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生正弦交流調(diào)試信號(hào)。4．會(huì)用示波器觀察擴(kuò)音器的輸入/輸出信號(hào)波形。5．按工藝要求對(duì)電路進(jìn)行進(jìn)行調(diào)試。子任務(wù)1：電路元器件的裝配與布局

做一做要求：根據(jù)前面所學(xué)的知識(shí)，對(duì)元器件進(jìn)行正確的裝配與布局。操作步驟：（1）按工藝要求安裝色環(huán)電阻器及電位器（2）按工藝要求安裝電解電容器（3）按工藝要求安裝電源變壓器（4）按工藝要求安裝二極管和三極管（5）按工藝要求安裝達(dá)林頓管和大功率三極管想一想1．安裝布局元器件時(shí)應(yīng)遵守什么原則？2．達(dá)林頓管安裝時(shí)要注意什么問題？3．大功率三極管安裝時(shí)要注意什么問題？子任務(wù)2：制作MP3/隨身聽擴(kuò)音器電路

做一做要求：按制作要求制作MP3/隨身聽擴(kuò)音器電路，并撰寫制作報(bào)告。方法步驟：（1）對(duì)安裝好的元件進(jìn)行手工焊接。（2）檢查焊點(diǎn)質(zhì)量議一議1.手工焊接達(dá)林頓管要注意什么問題？2.焊接整流橋時(shí)應(yīng)注意什么問題？3.如何判斷焊點(diǎn)可靠，沒有虛焊？子任務(wù)3：調(diào)試MP3/隨身聽擴(kuò)音器電路

做一做要求：按調(diào)試要求調(diào)試MP3/隨身聽擴(kuò)音器電路，并撰寫調(diào)試報(bào)告。1．?dāng)嚯姍z查電路的通斷

接通電源前，用萬用表檢測電路是否接通，對(duì)照電路圖，從左向右，從上到下，逐個(gè)元件進(jìn)行檢測。（1）檢測所有接地的引腳是否真正接到電源的負(fù)極（2）檢測所有接電源的引腳是否真正接到電源的正極（3）檢測相互連接的元件之間是否真正接通2．通電調(diào)試MP3/隨身聽擴(kuò)音器電路（1）電路元件作用（2）調(diào)試過程1）調(diào)試電源部分

電壓波形環(huán)節(jié)電壓波形測量電壓值（V）輸入~220V變壓器輸出電壓整流輸出電壓濾波器輸出電壓2）調(diào)試輸入級(jí)用信號(hào)發(fā)生器給LIN或RIN端輸入一個(gè)正弦交流信號(hào)（模擬音頻輸入信號(hào)）。用示波器測試VT1、VT2各級(jí)的電壓波形以及VT1與VT2兩集電極之間的電壓波形。將各波形記錄到表4-10中。信號(hào)名稱信號(hào)波形信號(hào)發(fā)生器輸入的信號(hào)三極管VT1BCE三極管VT2BCEVT1與VT2集電極之間用萬用表測量差動(dòng)放大電路的輸入電阻，將結(jié)果記錄到表4-11中。并與計(jì)算出來的理論值作比較。

電阻值輸入形式測量值理論計(jì)算值偏差單端輸入單端輸出單端輸入單端輸出雙端輸入單端輸出雙端輸入雙端輸出3）調(diào)試功率放大電路將功率放大電路與差動(dòng)放大電路之間斷開，用信號(hào)發(fā)生器給功率放大電路輸入正弦交流信號(hào)。用示波器測試功率放大電路的輸出波形。將波形記錄在表4-12中。

9014的發(fā)射極9012的發(fā)射極輸出極（VT6的發(fā)射極）正常時(shí)各點(diǎn)的波形VD1與R7短路后各點(diǎn)的波形短路后出現(xiàn)的現(xiàn)象產(chǎn)生的原因4）電路整體調(diào)試對(duì)制作好的MP3/隨身聽擴(kuò)音器進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)試，先斷開負(fù)載，測試電路中各關(guān)鍵點(diǎn)的電位，再接上負(fù)載，測量電路中各關(guān)鍵點(diǎn)的電位，然后進(jìn)行比較，分析電路的帶負(fù)載能力。將調(diào)試結(jié)果填入表4-13中?？伎寄?.在圖4-1的MP3/隨身聽擴(kuò)音器電路中，二極管VD1的作用是

。電阻器R7的作用是

。2.差動(dòng)放大電路的特點(diǎn)是

，最主要的作用是否。3.按功率放大電路的工作點(diǎn)來分，功率放大電路分為

，

以及

三種；在這三種功放電路中

的效率最高，

的效率最低；

的失真最小，

的失真最大。在這三類功放電路中，互補(bǔ)對(duì)稱乙類功率放大電路存在

失真，一般都要給它設(shè)置合適的

使其工作在甲乙類狀態(tài)。4.按輸出端與負(fù)載的連接方式不同，功率放大電路可分為

、

以及

和

四種。這四種功放電路中不體積大，不便于集成的是

，由于有電容器的存在，低頻特性差的是

輸出功率大，轉(zhuǎn)換效率高的是

。5.差動(dòng)輸入放大電路按輸入/輸出形式不同，分為

，

以及

和

四種。6.差動(dòng)輸入放大電路的作用是

。7.共模抑制比KCMRR反映了差動(dòng)放大電路對(duì)信號(hào)的抑制能力和對(duì)的放大能力。一般來講，共模抑制比

(越大/越小)越好，理想差動(dòng)放大電路中KCMRR為

（無窮大/零）。知識(shí)鏈接1、差動(dòng)放大電路2、功率放大電路1.結(jié)構(gòu):對(duì)稱知識(shí)鏈接1:差動(dòng)放大電路uoui1+UCCRCR1T1RBRCR1T2RBui22.抑制零漂的原理:uo=VC1-VC2

=0當(dāng)ui1

=

ui2

=0時(shí)：uoui1+UCCRCR1T1RBRCR1T2RBui2IC1=IC2VC1=VC2uo=(VC1+VC1

)-(VC2+VC2)=0當(dāng)溫度變化時(shí)：IC1=IC2VC1=VC2靜態(tài)時(shí)3.信號(hào)輸入(1)共模信號(hào):ui1=ui2uo

=

VC1VC2=0,AC=0(2)差模信號(hào)ui1=-ui2設(shè)ui1>0,則ui2<0IC1>0,VC1<0;IC2<0,VC2>0uo=VC1VC2設(shè)VC!=-1V,VC2=1V則uo=-2VVC1=VC2(3)比較輸入ui1與ui2是任意則設(shè)ui1為給定信號(hào),ui2為反饋信號(hào)uo=Au(ui1-ui2)為了便于分析與處理,可以將這種即非共模、又非差模的信號(hào),分解為共模分量和差模分量。ui1=uc1+ud1ui2=uc2+ud2—共模分量—差模分量例題:

ui1=20mv,ui2=10mv

則：ud=5mv,uc=15mvui1=15mv+5mv,ui2=15mv-5mv1.結(jié)構(gòu):二、

典型差動(dòng)放大電路ui1uo+UCCRCT1RBRCT2RBui2EERERp(1)RE

穩(wěn)定Q點(diǎn)RE:

強(qiáng)負(fù)反饋?zhàn)饔肬BE1UBE2IB1IB2自動(dòng)穩(wěn)定自動(dòng)穩(wěn)定也叫共模反饋電阻不影響差模信號(hào)的放大溫度TIE

=2ICUREIC1IC2IC2IC1(2)EE:抵償RE的壓降(3)RP:調(diào)零電位器2.靜態(tài)分析設(shè)IB1=IB2=IB,IC1=IC2=IC則:RBIB+UBE+2REIE=EERBIB+UBE2REIE則:ICIEVE0EE+UCCRCT1RBREIC

UCEIBUBE2IE1)雙端輸入——雙端輸出ui

=ui1-ui2

=2ud即:-EEuiuoRCT1RBRCT2RBRERR++--ui1ui2ui3.動(dòng)態(tài)分析:RCT1RBib+-ui1+-uo1ic雙端輸出電壓為uo=uo1-uo2=Ad1ui1-Ad2ui2=Ad1(ui1-ui2)=Ad1ui1(a):

電壓放大倍數(shù)：RCT1RBib+-ui1+-uo1ic雙端輸入—雙端輸出差動(dòng)電路的差模電壓放大倍數(shù)為加負(fù)載時(shí)ro=2RC

ri

ri

ro輸入電阻：輸出電阻：（b）輸入輸出電阻:RR

C1B1C2EB2RCT1RBRCT2RB反相端輸出同相端輸出ui2ui同相端輸出反相端輸出+UCC-EEuoRCT1RBRCT2RBRERR

uod1

uod2++--ui12)雙端輸入——單端輸出ri=2(RB+rbe)ro=RCUCCRCRC-EEuiT1RBT2RBREui1ui2

uod1T2

uod2是單端輸入,另一管還能取得信號(hào)嗎?ui1=ui,ui2=0盡管信號(hào)是由單端輸入,但由于RE的耦合作用,事實(shí)上是兩管同時(shí)取了信號(hào)的。3)單端輸入——單端輸出RCRC-EEuiT1RBT2RBREui1ui2

uod1T2

uod2當(dāng)T1管輸入信號(hào)電壓ui且極性如圖所示,T1的集電流增大,其增大量為IC(正值),流過RE的電流也增大,因而發(fā)射極電位升高,使T2基—射極電壓減小UBE2,T2的集電極電流也就減小,其減小量為IC2(負(fù)值)。IC1和IC2的相對(duì)大小,取決于RE的大小,RE大,T1的輸入信號(hào)耦合(傳送)到T2管的作用也強(qiáng)。VE=RE(IC1+IC2)是一有限值當(dāng)RE足夠大時(shí),IC1+IC20對(duì)信號(hào)講,RE電路可認(rèn)為是開路的,如圖所示。ui11/2uiui2-1/2uiuiRBRBrberbe在單端輸入的差動(dòng)放大電路中,只要共模反饋電阻RE足夠大時(shí),兩管所取得的信號(hào)就可以認(rèn)為是一對(duì)差模信號(hào)。從這一點(diǎn)來看,單端輸入和雙端輸入是一樣的RCRC-EEuiT1RBT2RBREui1ui2

uod1T2

uod2ui1=ui,ui2=0是一對(duì)比較信號(hào)，可分解為一對(duì)共模信號(hào)和一對(duì)差模信號(hào)iu21=iu21=(4)共模抑制比：1差模輸入:ui1=-ui2=ud差模電壓放大倍數(shù):共模輸入:2ui1

=ui2=uC共模電壓放大倍數(shù):共模抑制比:KCMRR=KCMR=(dB)(分貝)（Common-ModeRejectionRatio)(differentialmode)(commonmode)

功率放大的特殊要求

Pomax

大，三極管盡限工作=Pomax

/PDC

要高失真要小知識(shí)鏈接2：功率放大電路二、共發(fā)射極放大電路的效率問題+VCCRLC1+RBuce

=uouCE

iCO

tiCO

QIcmUcem設(shè)“Q”設(shè)置在交流負(fù)載線中點(diǎn)VCCIC三、放大電路的工作狀態(tài)甲類(=2)tiCO

Icm2ICQtiCO

Icm2ICQ乙類(=)tiCO

IcmICQ2甲乙類(

<<2)QuCE

iCO

tiCO

QQ乙類工作狀態(tài)失真大，靜態(tài)電流為零，管耗小，效率高。甲乙類工作狀態(tài)失真大，靜態(tài)電流小，管耗小，效率較高。甲類工作狀態(tài)失真小，靜態(tài)電流大，管耗大，效率低。乙類雙電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路(OCL)(OCL—OutputCapacitorless)一、電路組成及工作原理RLV1V2+VCC+ui+uoVEEui

>0V1導(dǎo)通V2截止iC1io

=iE1=iC1,uO

=iC1RLui

<0V2導(dǎo)通V1截止iC2io

=iE2=iC2,uO

=iC2RLui

=0V1、V2截止問題：當(dāng)輸入電壓小于死區(qū)電壓時(shí)，三極管截止，引起

交越失真。交越失真輸入信號(hào)幅度越小失真越明顯。令則：時(shí)管耗最大，即：每只管子最大管耗為

0.2Pom5.選管原則PCM>0.2PomU(BR)CEO>2VCCICM>VCC/RLRLV1V2+VCC+ui+uoVEE4.管耗例已知：VCC=VEE=24V，RL=8，

忽略UCE(sat)

求Pom

以及此時(shí)的PDC、PC1，并選管。[解]PDC=2V2CC/RL=2242//(8)=45.9(W)RLV1V2+VCC+ui+uoVEE=0.5(45.936)=4.9(W)U(BR)CEO>48VICM>24/8=3(A)可選：U(BR)CEO=60100VICM=5APCM=1015W2甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路一、甲乙類雙電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路給V1、V2提供靜態(tài)電壓tiC0ICQ1ICQ2克服交越失真思路：電路：RLRV3V4V1V2+VCC+ui+uoVEEV5當(dāng)ui

=0時(shí)，V1、V2微導(dǎo)通。當(dāng)ui

<0(至)，

V1

微導(dǎo)通充分導(dǎo)通微導(dǎo)通；V2微導(dǎo)通截止微導(dǎo)通。當(dāng)ui

>0(至)，

V2

微導(dǎo)通充分導(dǎo)通微導(dǎo)通；

V1微導(dǎo)通截止微導(dǎo)通?？朔辉绞д娴碾娐稸1V2V3V4V1V2RtB1B2V1V2V3R2R1實(shí)際電路V4RL+VCC+uoV1V2V3VEER*1R2R3R4RL+VCC+uoV1V2V3V4V5VEE+uiR二、功率和效率RLV1V2+VCC+ui+uoVEE1.輸出功率最大不失真輸出電壓、電流幅度：最大輸出功率最大輸出功率2.電源功率PDC=IC1VCC+IC2VEE=2IC1VCC=2VCCUom/RL最大輸出功率時(shí)：PDC=2V2CC/RLPDC=2V2CC/RL3.效率PDC=2VCCIcm/

實(shí)際約為60%最大輸出功率時(shí)：二、復(fù)合管互補(bǔ)對(duì)稱放大電路1.復(fù)合管(達(dá)林頓管)目的：實(shí)現(xiàn)管子參數(shù)的配對(duì)ib1(1+1)

ib1(1+1)(1+2)ib1=(1+1+2+12)ib1

1

2

rbe=rbe1+(1+1)rbe22(1+1)ib11ib1ibicie(1+2+12)ib1V1V2V1V2NPN+NPNNPNV1V2PNP+PNPPNPV1V2NPN+PNPNPNV1V2PNP+NPNPNP構(gòu)成復(fù)合管的規(guī)則：1)B1為

B，C1或E1接B2

，C2、E2為

C或E；2)

應(yīng)保證發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏；3)

復(fù)合管類型與第一只管子相同。V1V2練習(xí)：接有瀉放電阻的復(fù)合管：V1V2ICEO12ICEO1R瀉放電阻減小V1、V3—NPNV2、V4—PNPR3、R5—

穿透電流泄放電阻準(zhǔn)互補(bǔ)對(duì)稱電路2.復(fù)合管互補(bǔ)對(duì)稱電路舉例RLRPV4+VCCV5V1V2R2RB1RB2+uo+ui+++V6V7V8EUB3R1R5R3IC8RE1RE2R4V3U