模拟电子技术实验讲义.doc

1电子工程设计电子工程设计 （一）综合实验模拟部分（一）综合实验模拟部分适用班级：自 Z09 学时数：6 学时 指导教师： 音响放大器电路一、实验目的： 知识点：（信号产生电路（选作）知识点：（信号产生电路（选作） ）+放大电路放大电路+功率放大电路功率放大电路+直流稳压电源电路直流稳压电源电路模拟电子技术综合实验注重实验的基础性、验证性、综合性、设计性和探索性。因为学时紧张， 学生要充分预习学生要充分预习。 能力方面：主要锻炼学生以下几方面能力：根据给出电路图，读懂电路原理，会照图正确连接电 路；不理解的内容，学生会主动查阅资料；会使用基本仪器仪表测量和调试电路。 由于电子工程训练采用的是温度检测系统，是检测缓慢变化信号的系统，为了与之互补，模拟电 子技术实验采用放大交流信号的方式。 学习思路：学习思路： 1.认识基本电子元器件：二极管、三极管、运算放大器（LM324,uA741） 、功率放大器 （TDA2030） 、三端稳压器（7805,7905，7809,7909,7812,7912） 。预习这些元器件的管脚功能、典型电预习这些元器件的管脚功能、典型电 路、电路工作原理。路、电路工作原理。 2.学会使用常用仪器仪表：万用表，信号发生器，双踪示波器；认识试验箱。 （0.5 学时） 3.用集成运算放大器组成放大电路的方法。 （2 学时） 4.掌握集成功率放大电路的用法。 （2 学时） 5.掌握 RC 正弦波振荡电路的工作原理、频率的调整和测量方法。 （1 学时） 6.掌握用三端稳压器构成直流稳压电源的方法。 （1 学时） 注：根据学时要求，可以简化 5 为用信号发生器，或者 6 用试验箱的直流稳压电源。 进行实验之前，以上内容都需要预习。凡是没有完成预习的不准参加实验。只能重修。 下面有一些参考电路，请同学们自己查阅其它资料，搜索一些其它信息。开拓视野。 三、实验内容与要求（参考参考） （一） 、认识基本半导体元器件 1.认识二极管、三极管（9013） 、运算放大器（LM324,uA741） 、功率放大器（TDA2030） 、三端稳 压器（7805,7905，7809,7909,7812,7912）等元器件。以下为部分元器件的管脚图。2Lm324 op07（uA741）tda20301 脚是正向输入端 2 脚是反向输入端 3 脚是负电源输入端 4 脚是功率输出端 5 脚是正电源输入端。 2.查阅相关资料了解这些芯片的用法。 （附 1：各种芯片的说明书） （二） 、各种仪器仪表的使用 1.学习使用示波器、信号发生器。 （查阅相关资料，了解这些仪器的使用方法，或者到实验室预习）2.用示波器直接测量信号发生器的信号，学习仪器的使用方法。（三） 、信号产生电路 RC 正弦波振荡电路如图（选作）看模拟电子技术实验部分。（四） 、交流信号放大电路 电路如图所示：3C12R11 10k1F10k2312VR12 75kA14111C1110F输入C13C14RP11 10k10F1 4LM32410k1.理解单电源放大电路的组成原理。 2.通过调节电阻 R12来调节电路的放大倍数。 3.用示波器观察电路的输入输出波形（五） 、功率放大电路用用 TDA2030TDA2030 制作的有源功放电路图制作的有源功放电路图TDA2030 是德律风根生产的音频功放集成电路，采用 V 型 5 脚单列直插式塑料封装结构,它外接元 件非常少，价格实惠,输出功率大，Po=18W(RL=4)。电源电压为±6±18V。输出电流大，谐波失真 和交越失真小（±14V/4 欧姆，THD=0.5%）。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、地线偶然开路、电源极性反接（Vsmax=12V）以及负载泄放电压反冲等。是许 多电脑有源音箱所采用的 Hi-Fi 功放集成块。其接法分单电源和双电源两种：1.单电源接法2.双电源接法41.输入信号发生器信号，观察输出信号的幅值，得出放大倍数。 2.用 mp3 或者是手机的耳机作为输入信号，听输出声音。（六） 、直流稳压电源电路如图所示为双极性对称稳压电源电路，它采用两只三端稳压器，7812 和 7912 构成的简单实用的 对称型正负稳压电源。该电源输出电压为±12V，输出电流最大为 l.5A。对 7812 和 7912 的选择，力 求性能参数尽量对称。正、负三端稳压器均要加装合适的散热器。 正负 12V 电源电路图：多路输出直流稳压电源电路图：5这几部分电路组合在一起，可以组成一个音响放大器电路，总原理图附 2 所示。附 1：几种芯片的说明书 lm324LM324 引脚图 简简介介： 6LM324 系列器件为价格便宜的带有真差动输入的四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。该四放大器可以工作在低到3.0 伏或者高到 32 伏的电源下，静态电流为 MC1741 的静态电流的五分之一。共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。每一组运算放大器有 5 个引出脚，其中 “+”、“-”为两个信号输入端， “V+”、“V-”为正、负电源端， “Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo 的信号与该输入端的位相反； Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端 Vo 的信号与该输入端的相位相同。 LM324 的引脚排列见图。 参参数数描描述述： 运放类型:低功率 放大器数目 :4 带宽:1.2MHz 针脚数:14 工作温度范围 :0°C to +70°C 封装类型:SOIC 3dB 带宽增益乘积 :1.2MHz 变化斜率:0.5V/s 器件标号:324 器件标记:LM324AD 增益带宽:1.2MHz 工作温度最低 :0°C 工作温度最高 :70°C 放大器类型 :低功耗 温度范围:商用 电源电压 最大:32V 电源电压 最小:3V 芯片标号:324 表面安装器件 :表面安装 输入偏移电压 最大:7mV 运放特点:高增益频率补偿运算 逻辑功能号 :324 额定电源电压 , +:15V L LM M3 32 24 4 的特点： 1.短路保护输出 2.真差动输入级 3.可单电源工作： 3V-32V 4.低偏置电流：最大 100nA 5.每封装含四个运算放大器。 6.具有内部补偿的功能。 7.共模范围扩展到负电源 78.行业标准的引脚排列 9.输入端具有静电保护功能 行行情情分分析析：据华强北中国电子市场价格指数网统计： LM324 平均报价 0.22 元/PCS。各商家报价有一定的差异，最低 0.16 元/PCS，最高 0.3 元/PCS。在华强北电子市场中， LM324 最近价格在 0.2-0.3元/PCS 之间波动，大部分时候集中在0.2-0.22 元/PCS 之间。主流的品牌是 ST、TI 和国产品牌，在价格上，国产品牌和国外品牌差异不大，而市场中，国产品牌占主要地位。 下图即为最近华强北市场 LM324 价格走势： uA741 资料资料uA741 资料资料:仙童 uA741 通用高增益运算通用放大器,早些年最常用的运放之一.应用非常广泛, 双列直插 8 脚或圆筒 8 脚封装。工作电压±22V,差分电压±30V,输入电压±18V,允许功耗 500mW.其管脚与 OP07（超低失调精密运放）完全一样，可以代换的其他运放有 uA741,uA709,LM301,LM308, LF356,OP07，op37,max427 等，说明一下 uA741 通用放大器,性能不是很好,但满足一般需求，因为他 太老了，下面给出这一系列产品的引脚图tda2030tda2030基基本本介介绍绍：8TDA2030A 是德律风根生产的音频功放电路，采用V 型 5 脚单列直插式塑料封装结构。如图1所示，按引脚的形状引可分为H 型和 V 型。该集成电路广泛应用于汽车立体声收录音机、中功率音响设备，具有体积小、输出功率大、失真小等特点。并具有内部保护电路。意大利 SGS 公司、美国 RCA 公司、日本日立公司、 NEC 公司等均有同类产品生产，虽然其内部电路略有差异，但引出脚位置及功能均相同，可以互换。 电电路路特特点点：1.外接元件非常少。 2.输出功率大， Po=18W(RL=4)。 3.采用超小型封装（ TO-220）,可提高组装密度。 4.开机冲击极小。 5.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、地线偶然开路、电源极性反接（ Vsmax=12V）以及负载泄放电压反冲等。 6.TDA2030A 能在最低±6V 最高±22V 的电压下工作在 ±19V、8 阻抗时能够输出 16W 的有效功率， THD0.1%。无疑，用它来做电脑有源音箱的功率放大部分或小型功放再合适不过了。 引引脚脚情情况况：1 脚是正向输入端 2 脚是反向输入端 3 脚是负电源输入端 4 脚是功率输出端 5 脚是正电源输入端。 极极限限参参数数：TDA2030 极限参数参数名称极限值单位电源电压(Vs)±18V输入电压(Vin)VsV9差分输入电压(Vdi)±15V峰值输出电流(Io)3.5A耗散功率(Ptot)(Vdi)20V工作结温(Tj)-40-+150存储结温(Tstg)-40-+150注注意意事事项项：1.TDA2030A 具有负载泄放电压反冲保护电路，如果电源电压峰值电压40V 的话，那么在5 脚与电源之间必须插入 LC 滤波器，二极管限压（ 5 脚因为任何原因产生了高压，一般是喇叭的线圈电感作用，使电压等于电源的电压）以保证5 脚上的脉冲串维持在规定的幅度内。 2.热保护：限热保护有以下优点，能够容易承受输出的过载（甚至是长时间的），或者环境温度超过时均起保护作用。 3.与普通电路相比较，散热片可以有更小的安全系数。万一结温超过时，也不会对器件有所损害，如果发生这种情况， Po=（当然还有 Ptot）和 Io 就被减少。 4.印刷电路板设计时必须较好的考虑地线与输出的去耦，因为这些线路有大的电流通过。 5.装配时散热片与之间不需要绝缘，引线长度应尽可能短，焊接温度不得超过260，12 秒。 6.虽然 TDA2030A 所需的元件很少，但所选的元件必须是品质有保障的元件。 10附 2：音响放大器的电路图C1R11 10k 1F 10k 2 3 9V R12 75k A1 4 11 1 C11 10F 话筒 C13 C14 RP11 10k 10F 1 4 LM324 10F 电子混响器 R31 47k RP31 470k R32 47k C31 0.01F C32 0.01F 9V R34 47k 9 10 R22 9V 30k 6 10k 5 10k A2 7 C24 10F 1 4 LM324 R21 10k R23 30k C21 10F C23 10F 录音机 C22 10F RP21 10k RP32 470k R33 13k A3 10k 1 4 LM324 C35 10F RP33 10k 470pF C33 10k 10k 4 11 8 4 11