模拟电子技术基础课程设计.

课程设计–1模拟电子课程设计课程设计–2一、具有推动级的标准互补功率放大电路1、电路构成T1—推动级，又叫激励级，甲类工作状态.T2、T3—构成OTL互补功率放大电路,甲乙类工作状态.课程设计–3C3作用：电路工作时，减少交流信号的损失。调节Rp1使UK=Vcc/2。通过对Rp2的调节（Rp2产生的电压发生变化），保证T2、T3的正常工作，消除电路的交越失真。课程设计–42、工作原理输入信号ui经T1放大后，经T2、T3功率放大。ui的正半周—uo1负半周—T3导通ui的负半周—uo1正半周—T2导通T2和T3轮流导通，保证输出有完整的电压波形。课程设计–5推动级NPNPNP二、OTL电路—准互补对称功率放大器1、电路构成1）T2、T4和T3、T5分别构成复合管--组成互补对称电路称为准互补对称电路，以提高晶体管的电流放大倍数β，其放大倍数近似等于两个单管放大倍数的乘积。课程设计–6减小穿透电流R8(R9)RL复合管的出现，使电路的穿透电流增大，为此加电阻R6、R8和R7、R9以减小复合管穿透电流，提高电路的稳定性，且要求R8RL。课程设计–7消除交越失真2）通过对Rp2的调节（Rp2产生的电压发生变化），给后面的功放管提供合适的偏置电流，保证T2、T4和T3、T5的正常工作，克服交越失真。课程设计–83）C3用来旁路Rp2两端的交流成分，使加到两个复合管的基极激励信号电压相等。课程设计–94）调节Rp1使UK=Vcc/2，且Rp1具有电压负反馈的作用，可以提高K点的直流电位的稳定性，又有交流负反馈的作用，以改善非线性失真，降低输出电阻和输入电阻。调节Rp1使UK=Vcc/2课程设计–105）R1提高电路的输入电阻。课程设计–116）R2、C2组成自举电路。提高输入信号负半波的输出幅度；其作用避免ui足够大时，T2饱和，限制IB2的增加，从而限制uo的增加。所以其作用最终是使功率放大电器的输出电压幅度增加，从而获得较大的输出功率。（参见实验讲义p62）课程设计–122、工作原理输入信号ui经T1放大后，经T2、T4和T3、T5功率放大。ui的正半周—uo1负半周—T3、T5导通ui的负半周—uo1正半周—T2、T4导通T2、T4和T3、T5轮流导通，保证输出有完整的电压波形。课程设计–133、电路的重要指标及测量方法：（1）最大输出功率Pom理论上最大输出功率：LCESCCLomomRUVRUP2)21(22实际测量最大输出功率：LomomRUP2课程设计–14（2）直流电源消耗的平均功率Pv：oMLLCESVPR)Vcc(R)UVcc(VccP4212212122理想情况下理论计算实际测量IoVccPV课程设计–15（3）效率η（4）输出功率Pom时，晶体管的管耗PTVomPPomVTPPP课程设计–16OTL功率放大电路设计方法OTL音频放大器是一种典型的多级放大电路。它包含了多种电子器件和基本电路形式。完成它的设计，可以得到较全面的训练。OTL音频放大器主要由三部分组成：ui前置级音频控制电路OTL功放课程设计–17前置级：主要是同信号源阻抗匹配，并有一定的电压增益。一般要求输入阻抗高，输出阻抗低，为后级提供具有一定信噪比的信号电压。音频控制电路：主要实现高低音的提升和衰减。OTL功放：将电压信号进行功率放大，保证在扬声器上得到不失真的额定功率。课程设计–18设计OTL音频放大器，一般给出以下指标要求：额定输出功率Po（或最大输出功率Pom）负载阻抗RL频率响应fL~fH音频控制fLX、fHX处提升和衰减量（dB)失真度γ输入灵敏度（注明输入阻抗），以及稳定度、噪音电压的要求。课程设计–19设计OTL功放的方法和步骤：1、电路的选择；2、确定电源电压；3、计算功率输出级电路；4、计算推动级电路；5、计算输入级电路；6、计算反馈支路；7、补偿元件的选取。课程设计–201、电路的选择OTL功放电路通常分为：功率输出级、推动级（激励级）和输入级三部分。为了完成给定的技术指标，确定电路。课程设计–211）功率输出级：由T2、T4和T3、T5复合管构成的准互补对称电路，以提高晶体管的电流放大倍数β，可以得到较大的Po。电阻R6、R7、R8、R9，用来减小复合管的穿透电流，增加电路的稳定性，且要求R8RL。课程设计–22R4、Rp2保证功率输出管有合适的初始电流，以克服交越失真。课程设计–232）推动级、输入级：采用T1构成的普通共射放大电路。为了扩大输出管的动态范围，本级加自举电容R2、C2，①避免ui足够大时T2饱和，限制Io、Uo的增加。②使功率放大电路的输出电压幅值增加。课程设计–24通过调节Rp1使UK=Vcc/2，且Rp1具有电压负反馈的作用，可以提高K点的直流电位的稳定性，又有交流负反馈的作用，以改善非线性失真，降低输出电阻和输入电阻。R1提高电路的输入电阻。C3用来旁路Rp2两端的交流成分，使加到两个复合管的基极激励信号电压相等。课程设计–252、确定电源电压一般取最大输出功率Pom=(1.5~2)Po（额定输出功率）LomomRPV2电源电压）Vcc(VccVom其中η为电源的利用率，一般：双电源η=0.6~0.8，单电源η=0.2~0.3。LomomRPVccV21即：课程设计–263、计算功率输出级电路T承受的最大反向电压集电极最大电流集电极最大功耗课程设计–271）选择大功率管T4、T5主要考虑三个因素Tce承受的最大反向电压集电极最大电流集电极最大功耗课程设计–28（1）T4、T5承受的最大反向电压UCEmax≈Vcc（2）每管最大集电极电流，如果忽略管压降，Icmax≈Vcc/(RL+R8)一般取:R8=R9=(0.05~0.1)RL如果R8=R9=0.5Ω，则：R8RL,Icmax≈Vcc/RL课程设计–29（3）单管最大集电极功耗:两管在推挽工作时，单管最大集电极功耗为：oMoMmaxP.PPc2022考虑到功率管Q电流IcQ，一般IcQ为20mA~30mA，所以单管最大管耗为：Pcmax≈0.2Pom+IcQVcc课程设计–30（4）根据功率管极限参数选T4和T5；选择合适的大功率管，其极限参数应满足：CCCECEOVUBUmaxLCCCCMRVIImaxIcVccPPPomcCM2.0max两管，参数尽量对称，为满足电路性能的要求，并便于设计计算，本课题中的T和D均选用硅管。54课程设计–312）选择互补管T2和T3，并计算R6和R7。（1）确定R6、R7因为T4和T5的输入电阻为：84441R)(rrbei95551R)(rrbei课程设计–32大功率管的rbe4、rbe5一般为10Ω左右。又要求T2的发射极电流大部分注入T4的基极，所以通常取：R6=(5~10)ri4，同理：R7=(5~10)ri5。因为两管参数对称，所以ri4=ri5，则取：R6=R7=(5~10)ri4课程设计–33（2）选择T2和T34432max)5.1~1.1(maxmaxIcIcIcmax)5.1~1.1(maxmax432PcPcPcCCCEVUmax课程设计–34选择T2、T3，使其极限参数满足：VccBVCEO44max)5.1~1.1(IcIcMmax)5.1~1.1(4PcPcMT2为NPN型晶体管、T3为PNP型晶体管,且：32课程设计–354、计算推动级、输入级电路T1课程设计–36确定T1的工作电流，为保证信号不失真，T1工作在甲类放大状态，要求：ICQ13IB2max≈3IC2max/β2一般取：ICQ1=(2~10)mA因为T1是工作在甲类放大状态，一般要求：BVCEOVCE1max=Vcc(最大反向电压）PCMVCCICQ1(一般取5VccICQ1)课程设计–37(1)电阻RP1、R3、R5的选择3121BECCCQUVUCESCEQUU11CEQ1CQ1EQUUU一般取：ICQ1=(2~10)mA15CQEQIUR课程设计–38111BEQEQBQUUUKPBQURRRU3131)21(CCKVU1351//10~5)1(PRRR求得：RP1,R3课程设计–39(2)电阻R2、R4的选择BEQCCCQUVRRI2214214223120RRRRL求得：R2,R4课程设计–40(3)电阻RP2的选择3422BEBEBERPUUUU12CQRPII求得：RP2课程设计–41模拟电子课程设计说明书（格式）封面目录：一、设计任务书二、电路原理图三、电路组成及工作原理四、电路设计计算五、实验数据整理（实验报告）六、收获和体会见实验指导书参见课程设计指导书课程设计–42任务书：主要技术指标（1）输出功率Po=0.5wⅩx自动化1~2x=1;生医1~2x=2（2）负载RL=1~15#8Ωβ1=30+学号16#~16Ωβ1=60+学号β4=β5=40β2=β3=50课程设计–43二、设计一压控振荡器（电路输出方波的频率正比与输入电压）参考电路：P64图3-3-3三、设计一直流稳压电源，要求能输出正负电压，最大输出电压为（-12V〜+12V）参考电路：P69图3-3-9四、火灾报警电路参考电路：P67图3-3-7课程设计–44五、波形发生电路，要求能够输出正弦波、方波、三角波。提示：RC正弦波振荡电路，电压比较器，积分电路课程设计–45六、电路如图T8.6所示。（1）分别说明A1和A2各构成哪种基本电路；（2）求出uO1与uO的关系曲线uO1＝f（uO）；（3）求出uO与uO1的运算关系式uO＝f（uO1）；（4）定性画出uO1与uO的波形；（5）说明若要提高振荡频率，则可以改变哪些电路参数，如何改变。课程设计–460)(21N1OO1O212O1211P1uuuuRRRuRRRu)()(2000)()(11O12O11O12O14OtuttututtuCRu解:（1）A1：滞回比较器；A2：积分运算电路。可得uO1与uO的关系曲线如解图T8.6（a）所示。(3)uO与uO1的运算关系式0)(21N1OO1O212O1211P1uuuuRRRuRRRu(2)根据V8TU课程设计–47（4）uO1与uO的波形如解图T8.6（b）所示。（5）要提高振荡频率，可以减小R4、C、R1或增大R2。V8TU