功率放大器电路设计

吉林工程技术师范学院课程设计论文1电子技术课程设计论文---功率放大器电路设计院系：电气工程学院专业：测控技术与仪器班级：姓名：学号：指导教师：2014年6月24日吉林工程技术师范学院课程设计论文2目录第一章绪论................................................................................................................................1第二章系统总体设计方案........................................................................................................22.1功率放大电路................................................................................................................22.2放大器原理.....................................................................................................................22.3方案设计.........................................................................................................................32.3.1前置放大极........................................................................................................42.3.3三极管性能的简单测试....................................................................................42.3.3电路形式的选择................................................................................................42.3.4电路原理............................................................................................................5第三章仿真及电路焊接及调试..................................................................................................63.1Protues简介................................................................................................................63.2原理图绘制的方法和步骤............................................................................................63.3电路板的制作................................................................................................................93.4电路焊接........................................................................................................................93.5元器件安装与调试....................................................................................................10第四章元器件介绍....................................................................................................................114.1LM386............................................................................................................................114.29013晶体管.................................................................................................................124.3电容...............................................................................................................................134.4扬声器..........................................................................................................................134.5驻极体...........................................................................................................................14第五章总结..............................................................................................................................15致谢..............................................................................................................................................16附录..............................................................................................................................................17吉林工程技术师范学院课程设计论文11第一章绪论现在多用于高校功放课程设计的有两种电路，一种是集成功放LM386组成的音频功率放大电路，一种是集成功放TDA2030A组成的音频功率放大电路。我们此次的课程设计所用的芯片是集成功放LM386。本次音频功率放大系统的设计，我们采用了LM386音频功率放大器作为核心元件。它具有自身功耗低、更新内链增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点的功率放大器，主要应用于低电压消费类产品，广泛应用于录音机和收音机之中。应用LM386时，为使外围元件最少，电压增益内置为20。但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻和电容，便可将电压增益调为任意值，直至200。输入端以地位参考，同时输出端被自动偏置到电源电压的一半，在6V电源电压下，它的静态功耗仅为24mW，使得LM386特别适用于电池供电的场合。吉林工程技术师范学院课程设计论文22第二章系统总体设计方案2.1功率放大电路1、要求输出功率尽可能大为了获得大的功率输出，要求功放管的电压和电流都有足够大的输出幅度，因此器件往往在接近极限运用状态下工作。2、效率更高由于输出功率大，因此直流电源消耗的功率也大，这就存在一个效率问题。所谓效率就是负载得到的有用信号功率和电源供给的直流功率的比值。这个比值越大，意味着效率越高。3、非线性失真要小功率放大电路是在大信号下工作，所以不可避免地会产生非线性失真，而且同一功放管输出功率越大，非线性失真往往越严重，这就使输出功率和非线性失真成为一对主要矛盾。4、功率器件的散热问题在功率放大电路中，有相当大的功率消耗在管子的集电结上，使结温和管壳温度升高。为了充分利用允许的管耗而使管子输出足够大的功率，放大器件的散热就成为一个重要问题。2.2放大器原理功放(功率放大器)的原理就是利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。因为声音是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β是三极管的交流放大倍数，应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流(或电压)是原先的β倍的大信号，这现象成为三极管的放大作用。经过不断的电流及电压放大，就完成了功率放大。而场效应管则是用栅极电压来控制源极与漏极的电流，其控制作用用跨导表吉林工程技术师范学院课程设计论文33示，即栅极变化一毫伏，源极电流变化一安，就称跨导为1，功率放大器就是利用这些作用来实现小信号控制大信号，从而使多级放大器实现了大功率的输出，并非真的将功率放大了。2.3方案设计本课题采用LM386作为功率放大器确定各级的增益分配放大倍数Vs.dB数0dB：一般将信号电平（0dB）即0.775V作为衡量放大器灵敏度的参考标准。5mV的dB数为：dB44)775.0/005.0lg(20因为采用的集成芯片LM386，其输出功率为20W，则负载上的电压：VRPULoL136.12又话筒输入为5mV，则整个电路的增益为20lg（13/0.005）=68dB。考虑到音调级必要的衰减，增益为－2dB左右。所以取整个电路的增益为70dB。则各级的增益如下：功放级：26dB（厂家给定的）音调控制级：-2dB。前置放大级：44dB。图2-1系统构成框图前置放大级功率放大级电源负载吉林工程技术师范学院课程设计论文442.3.1前置放大极采用共射极放大电路构成前置年放大极，三极管最基本的作用是放大作用，它可以把微弱的电信号变成一定强度的信号。当三极管的基极上加一个微小的电流时，在集电极上可以得到一个是注入电流b倍的电流，即集电极电流。集电极电流随基极电流的变化而变化，并且基极电流很小的变化可以引起集电极电流很大的变化，这就是三极管的放大作用。2.3.2三极管性能的简易测量(1)用万用表电阻档测ICEO和β基极开路，万用表黑表笔接NPN管的集电极c、红表笔接发射极e(PNP管相反)，此时c、e间电阻值大则表明ICEO小，电阻值小则表明ICEO大。用手指代替基极电阻Rb，用上法测c、e间电阻，若阻值比基极开路时小得多则表明β值大。(2)用万用表hFE档测β有的万用表有hFE档，按表上规定的极型插入三极管即可测得电流放大系数β，若β很小或为零，表明三极管己损坏，可用电阻档分别测两个PN结，确认是否有击穿或断路。2.3.3电路形式的选择芯片选用LM386，主要应用于低电压消费类产品。为使外围元件最少，压增益内置为20。但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻和电容，便可将电压增益调为