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广东海洋大学
模拟电子技术课程设计报告
题
目:
实用低频功率放大器
设计人员:林广海
(仿真与实验)
其他组员:李瑞龙、林天贵
学
号:
2
班
级:电科
1165
指导教师:
徐国保
日
期:
2017 12.11-12.15
一.
课题名称:
实用低频功率放大器
二.设计任务与要求
(一)基本要求
1
< br>、在放大通道的正弦信号输入电压幅度为(
5
~
700
)
mV
,等效负
电
阻
RL
为
8
Ω
下,放大通道应满足:
①
额定输出功率
POR
≥
2W
;
< br>
②
带宽
BW
≥(
50
~
< br>10000
)
Hz
;
③
在
POR
下的效率≥
45%
;<
/p>
2
、自行设计并制作满足本设计任务要
求的稳压电源。
(二)一般要求:
1
.综合运用电子技术课程中所学的理论知识完成课程设计。<
/p>
2
.
通过查阅
手册和文献资料,
提高独立分析和解决实际问题的能力。
p>
3
.熟悉常用电子器件的类型和特征,并掌握合理选用的原则。
p>
4
.学会电子电路的分析、调试及安装技
能。
5
.进一步熟悉电子仪器的正确使用。
三、方案选择与论证
本次实验的系统原理框图如下:
外供正弦
信号源
弱信号前置
放大电路
功率放大
电路
8
欧姆
负载
自制稳压
电源
其中前置级主要完成小信号的电压放大任务;
功率放大级则实现对信
号的电压和电流放大任务;
直流
稳压电源部分则为整个功放电路提供
能量.
由于方波中含有丰富
的高次谐波分量,
波形变换电路提供方波,
可通过对方波信号的
测试来检验功放的转换速率、
失真度、
效率等指
标,
保护电路可以有效地保护负载不过载,
对功率放大
器也有一定的
保护作用。
该系统是一
个高增益、高保真、高效率、低噪声、宽频带、快响应的
音响与脉冲传输、
放大兼容的实用电路。
下面对每个单元电路分别进
行
论证。
1
、
弱信号前置放大电路
方案
:
弱信号前置放大电路可以采用集成运算放大器构成的前置放大
器
,
也可以采用专用前置放大器
< br>IC
构成,
从经济方面考虑本设计采用
< br>的是集成运算放大器方案,符合低噪声、高保真、高增益、快响应、
宽带音响集成
电路的集成电路有:
LF347
、
LF
353
、
LF357
、
LF356
、
0P-16
、<
/p>
OP-37
、
M5212
、
LM5213
、
LLM18
75
、
TDA1514
、
NE5532
、
NE5534
等很
多。
本系统设计选用
NE5532
,因为同众多的运放相比
, NE
5532
具有高精
度、低噪音、高阻抗、高速、宽频带等优良性
能
,
被称为“
运放之
皇”
。这种运放的高速转换性能可大大改善电路的瞬态性能
,
p>
较宽
的带宽能保证信号在低、
中、
高频段均能不失真输出
,
使电路的整体
指标大大提高。
在该实验中,为简化电路结构,我们采用
NE5532
反相比例放大电路
来实现对输入电压的放大。
2
、功率放大电路
方案一:
功率放大输出级采用分立元
件构成的
OCL
电路,驱动级采
用集成
芯片,整个功放级采用大环电压负反馈。如果电路选择得好,
参数选择恰当,元件性能优
良,设计和调试的好,则性能也很优良。
在分立元件组成功率
放大电路中由三极管、二极管、电阻、电容等器
件组成的核心电路,
提供了自由调整的余地。
但分立元件组成的功率
放大电路只
要其中一个环节出现问题,
则性能会低于一般集成功率放
大电路
。而且为了不致过载、过流、过热等损坏元件,需要加以复杂
的保护电路。
方案二:采用
OTL
功
率放大器,该放大器采用
TDA2030
音频放大器
芯片,
TDA2030
音频放大器电路是最常用到
的音频功率放大电路,
TDA2030
是高保真集成功率放大器
芯片
,
输出功率大于
10W,
频率响应
为
10~1400Hz,
输出电流峰值最大可达
3.5A
,
< br>其内部电路包含输入级、
中间级和输出级
,
且有短路保护和过热保护
,
可确保电路工作安全可<
/p>
靠,采用正输出单电源供电。
最终方案:
根据题目设计要求,
p>
可供选择的功率放大器可由分立元件组成,
也可
由集成电路完成。集成功率放大电路成熟,低频性能好,内部设计具
有复合保护电路
,
可以增加其工作的可靠性,
尤其集成厚膜器件参数
稳定,无须调整,信噪比较小,而且电路布局合理,外围电路简单,
保护功
能齐全,
还可外加散热片解决散热问题。
所以通过各方面的比<
/p>
较,本实验的功率放大部分决定采用方案二。
四.方案原理图
弱信号前端放大电路图:
XFG1
COM
VEE
-12V
R1
10kΩ
4
XSC1
Ext Trig
+
_
A
B
_
+
_
+
R3
U1
A
2
100kΩ
1
R2
3
10kΩ
NE5532IP
VCC
12V
8
电路详解:该电路的输入端是最左边的
< br>R1
电阻,输出端是集成运放
NE5532
的①端口,反馈网络由
R3
和
R1
构成。在该放大电路中,电
压增益取决于
R1
与
R2
。图中的信号发生
器和示波器主要是用来检测
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