模电课程设计音频功放设计,仿真和测试报告.doc

模电课程设计 -音频功放设计,仿真和测试报告 电信二班 张迪 2009221105200004一、 设计要求及指标： 音响放大器（简单音频通带放大电路）（输入语音信号麦克风）注：功放电路原则上不使用功放集成电路。技术要求：前置放大、功放：输入灵敏度不大于10mV,fL500Hz,fH20kHz；有音量控制功能；额定输出功率PO5(测试频率：1kHz)；负载：扬声器（、）。 主要测量内容：最大输出功率，输出电阻，输入灵敏度，fL，fH。二，设计思路：主要有三部分组成。输入级，中间放大级，输出级。输入级：采用差分放大电路可以抑制共模，减小温漂，增大输入电阻。中间级：用共射放大电路同时放大电压和电流。输出级：互补输出可以减小管上功耗，增大效率。通过反馈来调节音量。三，原理图及仿真： 1，原理图： 2.设计要点：×由电阻R8,R14和三极管Q6组成的恒流源提供电流偏置，大小约为2mA。×差分放大电路的输出电压应尽量大（约为13.5V），以增大中间放大级的放大倍数，差分要尽量对称，以保持最佳输出。×中间放大级采用PNP管子，来构成共射放大，三极管的集电极电流应为1.52mA。在中间级设置两个电位器R2,R6来对电路的静态进行调节，其中R2为粗调，R6为精调电阻，用二极管和精调电位器消除交越失真。在中间放大级的Q3的基级和集电极加电容消除集间电容防止出现自激振荡。×第三级采用复合管构成互补输出级。3.元件报表三极管NPN2N22193个PNP2N29051个对管2N3904,2N39061对TIP41C,TIP42C1对二极管电容电解100uF3个470uF2个瓷片180pF1个100nF1个电位器电位器1K2个200欧1个电阻5K1个电阻68k2个11k1个4.3k1个3.3k1个9.1k1个扬声器220欧1个51欧2个100欧1个4.计算过程：5.仿真参数：（1）静态参数：第一级输出电压13.3v第一级电流1.11mA第二级电流1.55mA第二级对称电压（上）786mV第二级对称电压（下）-894mV第三级输出电压-41.9uV（2）动态参数：当输入信号为5mV是输出如图所示此时=20.3vw=6.5W>5W.符合要求输出与输入相位没有改变，符合要求。下截频：由图得：当信号为500HZ时，输出基本不变，符合要求。由图得：当信号为55HZ时，输出刚好下降到0.7.所以下截频为55hz上截频：由图得：当信号为20kHZ时，输出基本不变，符合要求。由图得：当信号为290kHZ时，输出刚好下降到0.7.所以上截频为290khz附：和上图比较的加上电容后，虽然消除了自激振荡，但是却影响频率特性也不符合要求需改进。输出电阻： =8，=6.46 =20，=6.55 得r=0.23四制PCB版：（1）考虑到实际元件原理图要做一些修改： &第一级的输出电阻R1应该换成电位器,以便和中间放大级耦合. &调节音量的可以在反馈来调输出幅度来实现,也可以调节差分放大电路的电流来实现,即将R3换成电位器来实现。（2）PCB制作 ×画PCB时要注意正负电源和接地线应尽量粗； ×布线的线宽应设置为60mil100mil，且最好不要拐直角； ×覆铜时间距最好保持100mil以上； ×最后的大功率管留出散热片的空间； ×电容需注意根据是瓷片还是电解电容留出相应的空间。五调试和测试：（1）焊接: ×焊接前，先要检查板子腐蚀程度，是否有应该断的地方而没有断开，有不应该断的地方而断开。 ×把板子和元件的脚用砂纸仔细打磨一遍，以防止出现虚焊。 ×焊接时要先对元件的脚进行预热再送锡进行焊接。（2）调试： ×由于整个电路比较复杂，不要把所有元件都焊接好再调试，这样容易因各级耦合不好而烧坏元器件。应该分级调试 ×第一级：把第一级的反馈大电阻接地，使差分放大电路对称。调节电流源的电流为2mA，第一级输出电压为为1.5v2v。 ×第二级：这一级是整个电路的调节核心，应保持这一级的电流为1.52mA；9015发射级的1k电位器实现了与第一级的耦，也可以控制第二级的电流。9015集电极的500电位器用来使互补输出管对称. ×第三级：互补输出级主要在于选取大功率管和互补管。六：测试参数即实物电路图： 静态参数：正电源15v中间放大级电流1.6mA负电源-15v0.86V第一级电流1.2mA-0.91V第一级输出电压1.7V-42mV电流源电流2.33mA动态参数：输入信号5mV上截频9.3Khz输出电压（8）521v下截频60hz输出电流（8）930mA输出电压（无负载）3.524v输出功率<=6.9W输出电流（无负载）150mA实物电路原理图：