OCL音频功率放大器.doc-资料库

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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 1 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.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 第 2 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∽20KHZ 2. 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 3 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。 4 2 3 3 3N247 9 D2 1GH62 7 L1 1H U3 LM317H LINE VREG VOLTAGE COMMON 1 R5 50Ω 8 D1 1 T1 6 V1 220 Vrms 50 Hz 0¡ã 4 C10 100nF C8 10nF 5 R6 500Ω C9 100nF 0 RL 220Ω （2） OCL 音频功率放大器。直流稳压电源电路图设计思路：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 4 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 =8 Ω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。 VCC 16V VCC C5 100nF 0 C6 220uF 0 R4 5Ω 2 C7 10nF 4 RL 8Ω U1 4 TDA2030 5 3 1 2 R3 22kΩ VEE VEE C3 100nF C4 -16V 220uF C1 9uF R1 127Ω 0 5 3 R2 12kΩ 1 C2 22uF 0 OCL 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 5 页共 11 页

14 D1 1 T1 3N247 15 D2 1GH62 13 L1 1H 10 V1 220 Vrms 50 Hz 0¡ã U3 LM317H LINE VREG VOLTAGE COMMON 7 R6 500Ω 8 R5 50Ω C10 100nF C9 100nF R7 220Ω 4 2 3 11 C8 10nF 总原理图 17 C5 100nF 0 U1 4 TDA2030 5 3 1 2 R3 22kΩ 9 C3 100nF C4 220uF C1 9uF R1 127Ω 0 5 3 R2 12k¦¸ 1 C2 22uF C6 220uF 0 4 R4 5Ω 2 C7 10nF 0 RL 8Ω （4）数据的计算首先说明的是功率的计算 f 0  P om   1 2 RC  2 U 2 omm R L  139 3. Hz  6 10 1  9 16 W 2 127   2 16 82    Auf 1  R R 3 2  84.11  84.2 则电路的闭环增益为： 20 LgAuf  3.5 DB 品质因素： Q  1 ufA  3  1 16.0  25.6 则带宽： BW  f 0 Q  139 3. 25.6  3.22 HZ 第 6 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、LM 317HVK 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 1.5 mA。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 7 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 8 页共 11 页

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