音频放大电路课程设计0.0.doc

精品文档，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除模拟电子技术 题目名称：音频放大电路 姓名：高巍巍 学号：0401100441 班级：电气1004 指导老师：皮小力目录1设计指标要求22. 设计目的23.设计步骤和方法23.1、选择电路方案23.2、计算元器件参数23.2.1、确定电源电压23.2.2、确定T2的集电极电阻和静态工作电流33.2.3、确定T2发射级电阻43.2.4、确定晶体管43.3.5、确定T2的基极电阻43.2.6、确定T1的静态工作点53.2.7、确定T1管的集电极电阻和发射级电阻53.2.8、选择T1管53.2.9、T1管基极电阻的选取63.2.10、耦合电容和旁路电容的选取63.2.11、反馈网络的计算74根据上述情况可得示波图形如下85、设计参数的理论验证95.1确定静态工作点。可由直流通路图得95.2计算输入电阻，输出电阻及电压放大倍数105.3、整理数据得116.对收音机放大电路的调试117 收音机安装、调试过程及体会128.收音机元器件对照表12音频放大电路的设计及调试1设计指标要求1.1、电压放大倍数：Au=150。 1.2、最大输出电压：Uo=2.3V。1.3、频率响应：30Hz30kHz1.4、输入电阻：ri>15k 1.5、失真度：<10%1.6、负载电阻：RL=2k1.7、电源电压：EC=1236V2. 设计目的 2.1 培养大学生的实际动手操作能力 2.2 训练毅力和耐心。培养独立思考问题的能力。2.3 较好的把握电路图和实物之间的联系，并且会对造电路图检测错误。2.4 根据原理图测出静态工作点。3.设计步骤和方法3.1、选择电路方案对讲机放大电路的框图如下图所示，根据设计指标选择多级放大电路，前置级为电压放大，输出级为功率放大，主要对前置级电压放大电路进行设计。电路方案的确定包括以下几个方面内容：（1）根据总的电压放大倍数，确定放大电路的级数。（2）根据输入、输出阻抗及频率响应等方面的要求，确定电路晶体管的组态及静态偏置电路。（3）根据三种耦合方式的不同特点，选用适当的耦合方式。3.2、计算元器件参数3.2.1、确定电源电压为保证输出电压幅度能达到指标要求，电源电压EC应满足如下要求：图1 电源电压波形EC>2Vom+VE+VCES式中：Vom为最大输出幅度 VE为晶体管发射级电压，一般取VE=13V。VCES为晶体管饱和压降，一般取VCES=1V。指标要求的最大输出电压Vo=1V，给定电源电压EC=24V，可以满足要求。3.2.2、确定T2的集电极电阻和静态工作电流因为这级的输出电压比较大，为使负载得到最大幅度的电压，静态工作点应设在交流负载线的中点。如图1所示。由图可知，Q点在交流负载线的中点，因此的T2静态工作点满足下列条件。 (1-1)因在晶体管的饱和区和截止区，信号失真很大，为了使电路不产生饱和失真和截止 图2 静态分析图失真，VCEQ2应满足：VCEQ2>Vom+VCES (1-2) 由（1-1）式消去ICQ2并将（1-2）式代入可得：取VE=2V；VCES=1V则： 图3静态工作点分图取R8=6.2k 由（1-1）式消去VCEQ2可得： 3.2.3、确定T2发射级电阻取R9=0.68k3.2.4、确定晶体管选取晶体管时主要依据晶体管的三个极限参数：BVCEO>晶体管c-e间最大电压VCEmax（管子截止时c-e间电压）ICM>晶体管工作时的最大电流ICmax（管子饱和时c-e回路电流）PCM>晶体管工作时的最大功耗PCmax由图一可知：IC2最大值为IC2max=2ICQ2VCE的最大值VCE2max=EC根据甲类电路的特点，T2的最大功耗为：PCmax=VCEQ2·ICQ2因此T2的参数应满足：BVCEO>EC=24V ICM>2ICQ2=5.8mA PCM> VCEQ2·ICQ2=43.5mW选用S9011，其参数为：BVCEO>30V；ICM>30mA；PCM>400mW；满足要求。实测=100。3.3.5、确定T2的基极电阻在工作点稳定的电路中，基极电压VB越稳定，则电路的稳定性越好。因此，在设计电路时应尽量使流过R6和R7的IR大些，以满足IR>>IB的条件，保证VB不受IB变化的影响。但是IR并不是越大越好，因为IR大，则R6和R7的值必然要小，这时将产生两个问题：第一增加电源的消耗；第二使第二级的输入电阻降低，而第二级的输入电阻是第一级的负载，所以IR太大时，将使第一级的放大倍数降低。为了使VB稳定同时第二级的输入电阻又不致太小，一般计算时，按下式选取IR的值：IR=（510）IBQ 硅管IR=（1015）IBQ 锗管在上式中IR的选取原则对硅管和锗管是不同的，这是因为锗管的ICBO随温度变化大，将会影响基极电位的稳定，因此IR取值一般比较大。对硅管来说ICBO很小，因此IR的值可取得小些。本电路T2选用的是硅管，故取IR=5IBQ则：由图4知：取：R7=18k；R8=150k图4 基极电阻R6R7分析图3.2.6、确定T1的静态工作点因为第一级是放大器的输入级，其输入信号比较小，放大后的输出电压也不大。所以对于第一级，失真度和输出幅度的要求比较容易实现。主要应考虑如何减小噪声，因输入级的噪声将随信号一起被逐级放大，对整机的噪声指标影响极大。晶体管的噪声大小与工作点的选取有很大的关系，减小静态电流对降低噪声是有利的，但对提高放大倍数不利。所以静态电流不能太小。在工程计算中，一般对小信号电路的输入级都不详细计算，而是凭经验直接选取： ICQ1=0.11mA 锗管 ICQ1=0.12mA 硅管 VCEQ=（23）V如果输入信号较大或输出幅度较大时不能用此方法，而应该具体计算。计算方法与计算第二级的方法相同。3.2.7、确定T1管的集电极电阻和发射级电阻由图5知： 取：VE1=2V；VCEQ1=3V；ICQ1=1mA则：取：R3=20k图5 电阻R3.R4.R5分析图取：R4=0.051K；R5=1.8k3.2.8、选择T1管选取原则与T2相同：BVCE0Ec=24V； ICM2mA； PCM1.5mW，根据现有条件选用S9011，实测1=100。3.2.9、T1管基极电阻的选取取：IR=10IBQ，VE1=2V由图6知；取：R1=220k；R2=27k图6 T1管电阻选取分析图3.2.10、耦合电容和旁路电容的选取各级耦合电容及旁路电容应根据放大器的下限频率f1决定。这些电容的容量越大，则放大器的低频响应越好。但容量越大电容漏电越大，这将造成电路工作不稳定。因此要适当的选择电容的容量，以保证收到满意的效果。在设计时一般按下式计算：其中：RS是信号源内阻，ri1是第一级输入电阻。其中：r01是第一级输出电阻，ri2是第二级输入电阻。其中：ro2是第二级输出电阻。其中：Rb=R6/R7/R3由于这些公式计算繁琐，所以在工程计算中，常凭经验选取：耦合电容：210F发射极旁路电容：150200F现在用第二种方法确定C1、C2、C3、Ce1和Ce2取：C1=C2=C3=10FCe1=Ce2=160F电容器的耐压值只要大于可能出现在电容两端的最大电压即可。3.2.11、反馈网络的计算根据深反馈的计算方法，由图七知：图7 深反馈网络图 Rf=100R4-R47.5k取： Rf=7.5k，Cf=10F根据上述结果，可得电路图（图8）图8 电路总图4根据上述情况可得示波图形如下。 图9 EWB电路仿真图利用示波器 作出电路的仿真波形图图10 EWB示波器输入输出波形图图11幅频响应图幅频特性：随着频率的增加，赋值也增加。当频率达到100Hz时，赋值趋于稳定。相频特性：随着频率的增加，相位角减小。当频率达到1000Hz时，角度趋于稳定。5、设计参数的理论验证5.1确定静态工作点。可由直流通路图得 图12 图13 5.2计算输入电阻，输出电阻及电压放大倍数。由小信号模型图可知。T1管图14T2管图15 而原始数据；Av=150 误差 =150-144=6 误差在范围内: 5.3、整理数据得（1）确定静态工作点 IB1=0.01mA IC1=1mA VCE1=2.15V IB2=0.029mA IC2= 2.9mA VCE2=4.05V（2）计算输入电阻、输出电阻及电压放大倍数ri1= 6K ro1= 20K Av1= -22.7 ri2= 1.034K ro2=6.2K Av2=-1376.对收音机放大电路的调试 1.在电路；连接完成后，把电池安装上，把开关打开，开始没有声音，调节后发现出声。2.调节频率信号比较强烈后，再调节T3中周信号由小到大，再调节中周（绿）信号由小到大，然后调节中周信号（黑）信号由小到大即可。3.调节到不同的频率，反复操作2步骤2-37 收音机安装、调试过程及体会在此次组装收音机之前，我与同伴认真的学习课程材料，基本上了解了收音机的安装过程。在正式开始组装时，我们基本上没用遇到太大的问题。另外，在老师的耐心指导下，我们更是得心应手，不管是挑选材料、焊接、还是在外部结构的安装上。我们都能很快的完成了任务。通过此次试验，我学会了很多，掌握了如何焊接，更重要的是学会了如何与同学配合，共同完成任务。我希望今后这样的机会在多些，同时，也非常感谢老师的细心指导。8.收音机元器件对照表 表1【精品文档】第 7 页