模拟电子技术课设08361第一组OCL(已修改)

第1页共11页模拟电子技术课程设计课设名称：OCL音频功率放大器专业：电子工艺与管理班级：08361班姓名：王建梁军伟倪亮王蕊敏指导教师：崔老师时间：2009年06月第2页共11页目录一、引言...............................................................3二、设计目的............................................................3三、设计任务和要求......................................................3四、设计步骤............................................................3五、总体设计思路........................................................4六、实验设备及原器件...................................................7七、测试内容...........................................................8八、设计报告要求........................................................10九、参考文献资料...........................................................10十、个人体会.....................................................10第3页共11页一、引言OCL功率放大器是一种直接耦合的功率放大器，它具有频响宽、保真度高、动态特性好及易于集成化等特点。性能优良的集成功率放大器给电子电路功放级的调试带来了极大的方便。集成功率放大电路具有输出功率大、外围元件少、使用方便等优点，因此在收音机、电视机、扩音器、伺服放大电路中得到了广泛的应用。二、设计目的1．学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。2．学会OCL音频功率放大器的设计方法和性能指标测试方法。3．培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。三、设计任务及要求OCL功率放大器的设计、安装与调试（实训实验）本节主要是通过一个OCL功率放大器的设计、安装和调试，进一步加深对互补对称功率放大电路的理解，增强实际动手能力。1.实训任务安装并调试一个OCL功率放大器，要求技术指标如下：额定输出功率：10W负载：8Ω频响：20HZ∽20KHZ2.实验仪器：电路模板一块、元件若干3.设计要求OCL音频功率放大器(1)采用集成元件设计一个OCL音频功率放大器(2)额定功率放大器P.≥1W（3）负载阻抗：8Ω（4）失真度V≤3%（5）5.3dB带宽20—30KHZ（6）输出灵敏度不低于150mV四、设计步骤1．电路图设计（1）确定目标：设计整个系统是由哪些模块组成，各个模块之间的信号传输，并画出OCL音频功率放大第4页共11页器的方框图。（2）系统分析：根据系统功能，选择各模块所用电路形式。（3）参数选择：根据系统指标的要求，确定各模块电路中元件的参数。（4）总电路图：连接各模块电路。五、总体设计思路电路基本原理：该电路主要包括两部分，第一部分是由本班另外一组所做的输出电压连续可调的直流稳压电源这里我们将其电压调试到需要的值充当直流稳压电源；另外一部分是由我们这组所做的OCL音频功率放大器。（1）输出直流稳压电源设计思路：要求设计一个输出电压稳定的电压源，现采用第五组的由输入端至输出端的降压，稳压，最终达到0～40v的可调电压。设计分电源，整流，滤波，稳压和滤波五大模块。电源部分是由一个降压变压器来构成，实现了将220V电压降至适当电压，从而才能使下一模块中的桥式整流能够正常工作。整流部分是采用桥式整流，经整流的文博电压为0.5mv～1v，接下来再进入下一部分的滤波，采用一个电容进行，主要是为了滤掉杂波。然后再进入稳压部分，此阶段是采用一个三端稳压器LM317H来完成，为了保证经文压后的波形不再有杂波，因此在最后一个模块再利用一个电容滤波，最后信号输出。D13N2471243D21GH62R550ΩRL220ΩU3LM317HLINEVREGCOMMONVOLTAGEL11HR6500ΩT1V1220Vrms50Hz0¡ã9876513C810nFC9100nFC10100nF40直流稳压电源电路图（2）OCL音频功率放大器。设计思路：要求设计一个采用集成元件的电路其中额定功率要大于1W，负载阻抗LR=8Ω，利用课本上第三章相关知识点来计算。5.3dB宽带20—30KHZ这里我们利用第五章所学的有源带通滤波电路中计算第5页共11页中心频率.品质因素.该电路模拟课本中的TDA2040集成功率放大器原理在±16V双电源下供电。在LR=8Ω的情况下保证了P≥1W，失真度V≤3%，而因为在我们所模拟的multisim10.0的版本中不能找到TDA2040所以我们采用TDA2030替代TDA2040，经过查阅芯片手册后计算得到该芯片可以用TDA2030替代。调节R3和R2构成的负反馈回路，使电路的闭环增益为5.3DB，C4.R7构成频率补偿电路，改善电路的高频特性。C3~C6为电源滤波电容，用以防止电源引线太长时造成放大器低频自激。U1TDA203012354R1127ΩR212kΩR322kΩR45ΩRL8Ω045320010VCC16VVEE-16VVEEC19uFC222uFC3100nFC4220uFC5100nFC6220uFC710nFVCCOCL音频功率放大器电路图（3）完整的OCL音频功率放大电路将两部分组合在一起就构成了一个完整的OCL音频功率放大器，该电路可直接采用日常生活用电进行供电第6页共11页U1TDA203012354R1127ΩR212k¦¸R322kΩR45ΩRL8Ω532001D13N2471243D21GH62R550ΩR7220ΩU3LM317HLINEVREGCOMMONVOLTAGEL11HR6500Ω1187T1V1220Vrms50Hz0¡ã10131415170C19uFC222uFC3100nFC4220uFC710nFC5100nFC6220uFC9100nFC10100nFC810nF904总原理图（4）数据的计算首先说明的是功率的计算HzRCf3.139109127212160WRUPLommom16821622284.284.11123RRAuf则电路的闭环增益为：DBLgAuf3.520品质因素：25.616.0131ufAQ则带宽：HZQfBW3.2225.63.1390第7页共11页六、实验设备及原器件变压器：电源变压器的功能是功率传送、电压变换和绝缘隔离，作为一种主要的软磁电磁元件，在电源技术中和电力电子技术中得到广泛的应用。根据传送功率的大小，电源变压器可以分为几档：10kVA以上为大功率，10kVA～0.5kVA为中功率，0.5kVA～25VA为小功率，25VA以下为微功率。传送功率不同，电源变压器的设计也不一样。LM317：首先317稳压块的输出电压变化范围是Vo＝1.25V—37V（高输出电压的317稳压块如LM317HVA、LM317HVK等，其输出电压变化范围是Vo＝1.25V—45V），所以R2/R1的比值范围只能是0—28.6。其次是317稳压块都有一个最小稳定工作电流，有的资料称为最小输出电流，也有的资料称为最小泄放电流。最小稳定工作电流的值一般为1.5mA。由于317稳压块的生产厂家不同、型号不同，其最小稳定工作电流也不相同，但一般不大于5mA。当317稳压块的输出电流小于其最小稳定工作电流时，317稳压块就不能正常工作。当317稳压块的输出电流大于其最小稳定工作电流时，317稳压块就可以输出稳定的直流电压。如果用317稳压块制作稳压电源时（如图所示），没有注意317稳压块的最小稳定工作电流，那么你制作的稳压电源可能会出现下述不正常现象：稳压电源输出的有载电压和空载电压差别较大。TDA2030：TDA2030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2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。第8页共11页图2电路特点：[1].外接元件非常少。[2].输出功率大，Po=18W(RL=4Ω)。[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、8Ω阻抗时能够输出16W的有效功率，THD≤0.1%。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。引脚情况：1脚是正相输入端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脚是正电源输入端七、测试要求（1）测试直流稳压电源第9页共11页D13N2471243D21GH62R550ΩRL220ΩU3LM317HLINEVREGCOMMONVOLTAGEL11HR6500ΩT1V1220Vrms50Hz0¡ã9876513U1DC10MW16.047V+-XSC1ABExtTrig++__+_40C810nFC9100nFC10100nF示波器波形：观察示波器的波形可知到该电源在工作范围内。（3）测试波形的OCL音频功率放大器的波形按总原理图接好电路，在C1处用信号发生器接入1KHz150mV的电压源，用示波器观察RL和输入的波形进行对比结果如下图所示（A端口接RL；B端口接函数信号发生器）：第10页共11页波形没有失真说明的确得到放大八、设计报告要求1．设计目的。2．设计指标。3．总体设计框图，并说明每个模块所实现的功能。4．功能模块，可有多个方案，并进行方案论证与比较，要有详细的原理说明。5．总电路图设计，有原理说明。6．实现仪器，工具。7．分析测量结果，并讨论提出改进意见。8．总结：遇到的问题和解决办法、体会、意见、建议等。九、参考文献资料《模拟电子技术》（第三版）高等教育出版社胡宴如主编耿苏燕副主编《电子线路EDA仿真技术》西安交通大学出版社十、个人体会通过这次对OCL音频功率放大器的设计与制作，让我了解了设计电路的程序，也让我了解了关于OCL音频功率放大器的原理与设计理念，要设计一个电路总要先用仿真成功之后才实际接线的。但是最后的成品却不一定与仿真时完全一样，因为在实际接线中有着各种各样的条件制约。但也有些电路在仿真中无法成功，而在实际中因为芯片本身的特性而成功的。所以，在设计时应考虑两者的差异，从中找出最适合的第11页共11页设计方法。在为期一周的课程设计中我深深的感觉到自己专业知识的匮乏，对一些工作感到无从下手，茫然不知所措，这时才真正领悟到学无止境的含义，千里之行，始于足下。这次学习，让我对各种电路都有了大概的了解，所以说，坐而言不如立而行，对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解。这次课程设计终于顺利完成了，虽然在设计中遇到了很多问题，但是都被我们一一克服。最后，我要感谢我的老师以及同学，在做课程设计期间对我的帮助，尤其是这次指导我的崔老师，他将自己宝贵的经验毫无保留的传授给我，让我体会到什么叫用心良苦。