模拟电子综合实验教案设计音频信号放大电路的设计与综合测试.docx

模拟电子综合实验教案设计音频信号放大电路的设计与综合测试模电综合实验 课时授课计划 20 20 年 第 学期 日 月 班 级 课 题： 编 号 签 名 1 音频信号放大电路的设计与综合测试 教学目的： 1、 熟悉电源、振荡电路、电压放大器和功率放大器等单元电路的工作原理和电路特性。 2、 初步掌握单元电路的选择方法和电子系统的设计方法。 3、 培养学生对复杂系统的综合调试和测试能力。 重点： 培养学生的系统综合设计能力和对复杂系统的统调测试能力。 难点： 复杂电路的整合、统调、测试。 授课方式：讲授与实操相结合 教学过程时间分配： 时间：4学时 第一节课 1、下达实验任务。 2、提出设计要求及技术指标。 3、布置预习报告。 第二节课 单元电路的连接与测试。 第三节课 复杂电路的整合与统调。 第四节课 整合电路的综合测试、验收、总结。 教学过程： 一、 主要任务： 根据给定的电路性能指标、结合实验箱现有的条件选择合适的单元电路，整合设计一款带功率输出、输出幅度可调的音频信号发生电路。 二、 电路的技术指标： 1、正弦波振荡电路: 要求信号源频率工作在100Hz-10KHz，输出幅 度0-500mv可调。 2、隔离放大电路: 要求以放大倍数为1、输入阻抗大于1M、输出阻抗小于1k的放大电路作为隔离缓冲，减少功率输出级对信号产生电路的影响。 3、功率放大电路：要求最大不真输出功率达0.2W(负载：8喇叭)。 4、功率放大电路电源：电压6-12V可调、电压调整率为0.02、最大输出电流1.5A。 三、 实验仪器 示波器、信号发生器、数字毫伏表、数字万用表、频率计、模电实验箱。 四、 实验安排 1、从电工电子实验中心网站上下载打印实验箱的面板图。 2、利用实验箱面板提供的单元电路，根据给定的电路性能指标选择合适的单元电路模块，整合设计一款带功率输出、输出幅度可调的音频信号发生电路。 3、在打印出的面板图上画出连接线 4、分析写出自己所选电路的构成原理、参数。 5、部分电路可用EWB软件仿真、测试电路的性能指标是否与老师的要求相符。 6、学生根据自己设计的电路图进行电路的实物连接。 7、电路的综合统调与测试。 8、总结。 五、 电路的基本构成与原理 5V 5V 隔离放大电路 正弦波振荡电路 -5V -5V 图1 实验原理框图 12V 功率放大电路 如图1所示电路主要由正弦波振荡电路、隔离放大电路、功率放大电路三大部分构成。其中±5V电压由实验箱提供，为了保证充足的电力，功率放大电路+12V电源另外单独供电。 1、 功率放大电路+12V电源可选电路有： 分立元件构成的串联型稳压电路：电路复杂、稳压精度不高。 由集成稳压电路7805构成的电压可调稳压电源：电路较简单、稳压精度一般，电压可调范围不宽。 由集成稳压电路LM317构成的电压可调稳压电源：电路简单、稳压精度高、输出电压可调范围宽、输出电流最大达1.7A。 2、正弦波振荡电路可选电路有： 集成电路RC桥式正弦波振荡电路：振荡频率50Hz10kHz、电路较为简单。 图 RC桥式振荡电路 分立元件振荡电路：振荡频率10kHz100kHz、振荡频率较高、电路较为复杂。 图 振荡电路 、隔离放大电路可选电路有： 1比1负反馈放大电路：线性较好、输入阻抗不高。 图 1比1负反馈放大电路 集成运放构成电压跟随器：输入阻抗高、输出阻抗低。 图 电压跟随器 4、功率放大电路可选电路有： 分立元件OTL互补对称功率放大电路：电路较为复杂，频率响应好、负载能力强。 图 OTL互补对称功率放大电路 由LM386构成的集成功率放大电路：电路简单、频率响应差、负载能力差、容易出现自激现象。 图 集成功率放大电路 六、 电路的连接安装与测试 音频发生电路 1、音频信号发生电路由RC桥式振荡电路构成，如图2所示，按图接线。 2、用示波器观察输出波形。如无输出或波形失真，适当改变W1值。 3、用频率计测输出频率f0并与 计算值比较。改变文氏电桥电容C1=C2=0.2u再测频率。 隔离放大电路 隔离放大电路由电压跟随器构成，如图5所示，将音频信号发生电路的输出经由R 、W2构成的幅度调节电路接至电压跟随同相输入端，构成输出幅度可调且带隔离输出的音频信号源，调节W2使信号源输出为0-500毫伏可调。 功率放大电路 1、功率放大电路有OTL互补对称功率放大电路构成如图6所示，按图接线。为保证足够的供电和电压稳定性，其+12V电压由LM317构成。 2、调整W3，使n点电压为0.5 VCC。 3、音频信号源的输出接至Vi，调节音频信号源的输出幅度并用示波器观察功率输出波形，测量最大不失真输出功率和效率。 4、改变电源电压，测量并比较输出功率和效率。 5、用LM386构成集成功率放大电路替换OTL电路重做3、4步实验。比较两电路的优缺点。 七、报告要求 1、分析各单元电路的工作原理. 2、计算实验内容要求的参数，分析比较实验结果。 3、总结复杂电路的统调测试方法。 4、收获与体会. 八、思考题 1、为何RC桥式振荡电路的放大倍数接近于3？ 2、为何OTL电路最大输出幅度只能达到电源电压的一半？ 说明：任课教师要严格填写各栏内容； 时间分配应包括内容小结及布置作业。 No: