OCL功率放大器.docx
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OCL功率放大器
课程设计报告
课程名称:
电子技术课程设计
设计题目:
OCL功率放大器
系别:
专业:
班级:
学生姓名:
学号:
起止日期:
指导教师:
教研室主任:
指导教师评语:
指导教师签名:
年月日
成绩评定
项目
权重
成绩
1、设计过程中出勤、学习态度等方面
2、课程设计质量与答辩
3、设计报告书写及图纸规范程度
总成绩
教研室审核意见:
教研室主任签字:
年月日
教学系审核意见:
主任签字:
年月日
摘要
本次设计分为两部份,第一部份是一个线性正负对称电源的设计,将220V交流电降压后(采纳三端输出的电压器)采纳桥式整流、再用简单的滤波电路滤波、三端集成稳压器稳压,最后再经滤波电路滤波做成一个电压稳固的线性正负电源。
第二部份是基于甲乙类功率放大原理采纳正负对称电源供电的OCL功率放大电路。
由于采纳正负对称电源供电故此电路输出端的直流电压等于0V,输出级不需接电容,提高了电路的工作效率,同时也增加了电路的复杂性。
此电路不仅能提高电器的工作效率节约能源而且克服了交越失真,因此普遍地应用在高保真扩音设备中.。
本文的要紧工作是介绍OCL功放电路的设计进程,包括系统框图、模块功能、工作原理、元件功能介绍、元件选择、实测数据、结论等。
整个制作进程完全以此为依据,并最终论证了此设计原理的可行性。
关键词:
桥式整流;线性电源;正负电源;滤波;OCL功放电路;
OCL功率放大器
设计要求
1、采纳全数或部份分立元件设计一个OCL音频放大器2、额定输出功率不小于2W3、负载阻抗为8Ω
4、输入音频信号为各类音源的音频线路输出信号5、利用220V交流电源供电,自己设计功率放大器所需要的直流电源
1方案论证与对照
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,动态特性好及易于集成化等特点。
性能优良的继承功率放大器给电子电路攻防级的调试带来了极大的方便。
为了培育学生的设计能力,本课题要紧采纳分立元件电路进行设计[2]。
OCL功放电路也是定压式输出电路,为钏电路由于性能比较好,因此普遍地应用在高保真扩音设备中。
依照设计要求,本次设计的OCL功率放大电路包括以下几个部份:
电源电路、输入级放大,中间级放大,输出级放大,每一个部份都是由不同的元器件组成。
因此咱们提出以下两种不同的方案。
方案一
第一做一个简单的线性电源,将220V交流电降压后(采纳三端输出的电压器)采纳桥式整流、再用简单的滤波电路滤波、三端集成稳压器稳压,最后再经滤波电路滤波,选取VCC/2为地,由于输出功率比较大,将VCC定值为30V,最后做成一个电压稳固的正负15V电源。
然后将信号经过差分式放大电路,放大差模信号,再通过中间级放大电流,最后采纳甲乙类互补对称电路进一步放大电流,最后取得波形稳固的输出信号。
全数采纳分立原件,中间放大级采纳直接耦合。
电源电路
信号输入差分放大
中间级电压放大
信号输出
输出级乙类互补对称放大
图1方案一方框图
方案二
第一做一个简单的线性电源,将220V交流电降压后(采纳三端输出的电压器)采纳桥式整流、再用简单的滤波电路滤波、三端集成稳压器稳压,最后再经滤波电路滤波,选取VCC/2为地,由于输出功率比较大,将VCC定值为30V,最后做成一个电压稳固的正负15V电源。
信号采纳集成运放进行电压的放大,后面用一个PNP的三极管进行电流放大,一样最后采纳甲乙类互补对称电路放大电流,然后将信号输出。
电源电路
信号输入用集成运放放大
中间级电流放大
输出级甲乙类互补对称放大
信号输出
图2方案二方框图
两种方案的对照
相同点:
两方案的大体的设计思想相同,都是先做一个正负15V的电源然后基于甲乙类双电源互补对称电路放大原理对信号进行放大。
不同点:
方案一
方案一
输入级
全部采用分立元件,电路复杂,采用直接耦合不利于抑制零点漂移。
直接利用集成运放放大电压。
比较(优点)
方案二结构简单、思路易懂。
放大级
电压放大:
只考虑输出电压和输入电压的关系。
比如说有的信号电压低,需要放大后才能被模数转换电路识别,这时就只需做电压放大。
电流放大:
只考虑输出电流与输入电流的关系。
比如说,对于一个UA级的信号,就需要放大后才能使电路进行识别,就需要做电流放大。
比较(优点)
方案二电流放大的同时可以功率放大。
输出级
甲乙类互补放大【1】
乙类互补放大【1】
比较(优点)
方案一甲乙类互不放大可以能够避免交越失真
表1两种方案对照表
综上所述,比较后选择方案二
2各功能模块设计
电源电路的设计
将220V交流电降压后(采纳三端输出的电压器)采纳桥式整流、再用简单的滤波电路滤波、三端集成稳压器稳压,最后再经滤波电路滤波,选取VCC/2为地,由于输出功率比较大,将VCC定值为30V,最后做成一个电压稳固的正负15V电源。
图3电源电路图
LM7815CT和LM7915CT为一对稳压管【3】,参数如表2所示
表2LM7815CT参数
集成运放UA741CN
图4集成运放UA741CN外观图
重要参数[4]:
通道数:
1
最大工作电压(V):
±22
最大差分输入电压(V):
±30
最大输入电压(V):
±15
小工作电压(V):
7
通道IQ(典型值)(mA):
带宽(典型值)(MHz):
1
转换速度(典型值)(V/μs):
输入失调电压(25℃)(Max)(mV):
6
输入失调电压漂移(典型值)(Max)(μV/℃):
输入偏置电流(典型值)(Max)(pA):
500000
输入电阻:
最小 2M典型值
共模抑制比(CMRR)(Min)(dB):
70
噪声电压典型值(典型值)(nV/√Hz):
23
单电源供电:
不能够
满幅:
不能够
工作温度:
0~70℃
封装:
直插DIP8
由于没有什么专门的要求,咱们采纳一般的双电源供电的UA741CN集成运算放大器,依照信号要放大的倍数由虚短虚断原那么,计算出电阻阻值大小。
引入可调滑动变阻器负反馈,调剂滑动变阻器,从而可改变电压放大倍数。
中间级放大
用一个一般的PNP3CG112硅PNP型高频小功率晶体管[5],电流放大倍数为50。
其特点如下:
图53CG112剖面图
一.概述和特点:
1.频率特性好
2.反向漏电流小
3.饱和压降低
4.电流特性好
5.封装形式TO-92
级限值
表43CG112级限值表【5】
电参数
表53CG112电参数表【5】
输出级放大
采纳甲乙类互补对称电路进一步放大电流,Q3组成前置放大级,Q一、Q2组成互补输出级,静态时,D一、D2上的压降为Q一、Q2提供一个适当的偏压。
使的地方于微导通状态。
由于电路对称,静态时,ic1=ic2,il=0,Vo=0。
有信号时,电路工作在甲乙类状态。
大体上能够线性放大[1]。
图5甲乙互补放大电路图
大体工作原理
4个二极管组成桥式整流电路将市电变成脉冲直流,再用简单的滤波电路滤波、三端集成稳压器稳压,最后再经滤波电路滤波,选取VCC/2为地,由于输出功率比较大,将VCC定值为30V,最后做成一个电压稳固的正负15V电源。
把信号源接在集成运放的反向输入端和虚地上,通过初级放大,使电压最大幅值达到7V左右,用来趋动后面的放大电路。
中间级的电流放大是一个共射级放大电路,信号加在三极管的基极,集电极输出,在发射极接一个电阻组成一个射极偏置电路,电压增益小于1而接近1,电流放大约为50倍。
后面两个三极管组成互补输出级,静态时,两个二极管的压降为他们提供一个适当的偏压,使的地方于微导通状态。
由于电路对称,静态时,输出电压为零,故能够省去输出级的电容;有信号时,电路工作在甲乙类状态,大体上能够线性放大音频信号。
电路不仅能提高电器的工作效率节约能源而且克服了交越失真,因此普遍地应用在高保真扩音设备中.。
图6OCL功率放大电路图
3调试与操作说明
一、检查好元器件,确保无损坏,幸免调试检查困难;
二、给电路通电前检查因此元件是不是装对;
3、由于电路分为两部份能够别离调试;
4、专门注意电源的整流部份,二极管不能接反,由于电压比较高,要避免短路
五、给电路上电时先别插集成芯片,先检查集成芯片的供电是不是正常;由于是直接~220V交流电压,所以调试的时候要注意安全;
第一将PCB板与变压器连接好,三个接线柱不能接错,最好在这之间接上保险丝,然后用万用表测输出电压,看是不是达到要求,如不能达到,要调试电容大小;成功后接入输入信号,接上负载,最后接上电源,各部份电源也不能接错,要注意区分虚地和大地,接好后调试,第一看三极管是不是工作在放大区域,调剂滑动变阻器大小,测出不失真情形下负载的两头的波形,依照公式算出负载功率,如功率过小,可减小电阻大小,调高滑动变阻器阻值。
4课程设计心得与体会
这次的创新实验的成功是以经历了无数的失败为前提的。
整个设计制作独立完成,增强了自身的动手能力,使我真正的明白得了理论联系实际的重要性。
关于自己所学的知识也有了新的观点,咱们只有将自己所把握的理论知识真正的运用到社会实践中去的时候,才能产生庞大的社会财富。
课程设计是培育学生综合运用所学知识,发觉,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对咱们的实际工作能力的具体训练和考察进程.随着科学技术进展的日新月异,当电子技术在生活中能够说得是无处不在。
因此作为二十一世纪的大学来讲把握电子设计技术是十分重要的,因此做好电子技术课程设计是十分必要的。
回忆起这次课程设计,至今咱们仍感慨颇多,的确,自从拿到题目到完成整个电路,从理论到实践,在整整20天日子里,能够学到很多很多的东西,同时不仅能够巩固了以前所学过的知识,而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
通过这次课程设计使咱们知道了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会效劳,从而提高自己的实际动手能力和独立试探的能力。
在设计的进程中碰到问题,能够说得是困难重重,这毕竟第一次做的,不免会碰到过各类各样的问题,同时在设计的进程中发觉了自己的不足的地方,对一些前面学过的知识明白得得不够深刻,把握得不够牢固,比如说Proter,Multisim9……通过这次课程设计以后,咱们把前面所学过的知识又从头温故了一遍。
咱们这次课程设计是通过小组的讨论与实验所完成的,在进行进程中碰着了一些困难。
需要多次修改程序直到编译成功。
再次,在仿真时没有正确的结果,通过量次修改,终于取得所需要的实验现象。
通过这次实验我感觉到我的动手能力取得专门大我增强。
在这次课程设计中,我学会了如何去依照课题的要求去设计电路和调试电路。
动手能力取得专门大的提高。
从中我发觉自己并非能专门好的熟练的去利用我所学到的仿真软件与DXP软件。
在以后的学习中咱们要增强对理论与实际相结合。
而且通过这次实验,表现了团队合作的重要性和交流的必要性。
通过这次课程设计,使我对电子技术有了更进一步的熟悉和了解,要想学好它要重在实践,要通过不断的自己动手能更好地学习它,我也发觉我的好多不足的地方,比如对各类制造软件不够熟悉,通过实践的学习,我熟悉到学好电子技术要重视实践操作,不单单是学习电子技术,仍是其它的课程,和其它的设计方面的知识都要重在实践,因尔后在学习进程中,我会加倍注视实践操作,使自己便好地学好理论和技术在课程设计进程中,收成知识,提高能力的同时,我也学到了很多人一辈子的哲理,知道怎么样去制定打算,怎么样去实现那个打算,并把握了在执行进程中怎么样去克服心理上的不良情绪。
因此在以后的生活和学习的进程中,我必然会把课程设计的精神带到生活中,不畏艰巨,勇往直前!
5元器件及仪器设备明细表
表4元器件及仪器设备明细表
符号
型号/参数
数量
备注
电阻
1
电阻
510Ω
1
电阻
180Ω
1
滑动变阻器
100K
1
NPN
TIP41
1
PNP
TIP42
1
PNP
3CG112
1
二极管
6
三端集成稳压器
LM7815
1
三端集成稳压器
LM7915
1
集成运放
UA741CN
1
电解电容
1000uf
2
电解电容
100uf
2
瓷片电容
4
变压器
1
扬声器
8Ω2W
1
块座
8脚
1
导线
若干
6致谢
本次课程设计要紧由咱们两人一起完成,其间固然教师也一样是付出了大量的时刻和精力来帮忙咱们。
不管实验品可否成功,咱们都会欣然同意现实,因为咱们尽力过了。
同时咱们也要衷心地感激咱们所有的教师,和帮忙咱们的同窗们,若是没大伙儿的帮忙咱们或许不能顺利的完成这次的课程设计。
7参考文献
[1]康华光.电子技术基础(模拟部份)[M].北京:
高等教育出版社,2005.
392-9386
[2]彭介华.电子技术课程设计指导[M]. 北京:
高等教育出版社,2020.102
[3]集成电路查询网.胜特例电子网.IC资源网.
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