高保真音頻功率放大器的仿真設(shè)計(jì).docx

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1、電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告——高保真音頻功率放大器的仿真設(shè)計(jì)一、用途供家庭音樂(lè)中心裝置中作主放大器用二、主要技術(shù)指標(biāo)及要求1、正弦波不失真功率：大于5W，在頻率1KHZ、負(fù)載電阻8Ω、示波器觀察不出明顯失真的條件下考核，相當(dāng)于輸出電壓有效值6.325V。2、電源消耗功率：不大于10W，在上述輸出功率條件下考核。3、輸入信號(hào)幅度：當(dāng)輸出功率為5W時(shí)，要求輸入電壓的有效值在200mV到400mV之間。在頻率1KHZ，負(fù)載電阻8Ω條件下考核，相當(dāng)于電壓放大倍數(shù)30倍到15倍之間。4、輸入電阻：大于10KΩ，在頻率1KHZ的條件下考核。5、頻率響應(yīng)：50HZ到1KHZ。在功率5W，負(fù)載電阻8Ω的條件下考核

2、，并要求在頻率響應(yīng)范圍內(nèi)的所有頻率點(diǎn)上，放大器都輸出5W的功率而觀察不到明顯的失真。6、溫度穩(wěn)定性：維持5W輸出半小時(shí)，電源消耗功率應(yīng)保持在10W以內(nèi)。7、放大器應(yīng)該穩(wěn)定可靠地工作，在測(cè)試時(shí)或當(dāng)輸入線、輸出線、電源線移動(dòng)時(shí)放大器不產(chǎn)生寄生振蕩。三、元器件選擇范圍1、二極管2CP12以及以下各種三極管或穩(wěn)壓管改作二極管用。2、穩(wěn)壓管2CW1、2CW5、2CW11、2DW73、三極管9013,3DX201（β>80）,3DG8(β>50),3DG130(β>80),3CG23(500Mv,β≈50)，3AD30(β>50)，2Z730C(fβ>5KHZ,β>50),3DD15(β>60)，D73

3、-50(β>50).4、場(chǎng)效應(yīng)管3DJ6F5、運(yùn)算放大器μA7416、電介電容器2200μf/25V，470μf/16V，100μf/25V，100μf/15V，10μf/15V。7、金屬膜電容器0.47μf，0.1μf，0.047μf，0.01μf8、云母電容器470Pf，200Pf，100Pf8、瓷解電容器4700pf，2200pf，1000pf1、電位器470Ω，4.7KΩ，10KΩ，47KΩ，100KΩ，470KΩ。2、繞線電阻0.5Ω/3W，1Ω/3W，8Ω/10W3、碳膜電阻1/8W及1/4W，從10Ω到2MΩ的各檔E6系列標(biāo)稱值。一、計(jì)算過(guò)程1、選擇電路形式。OTC功率放大器通

4、常是由功率輸出級(jí)、推動(dòng)級(jí)和輸入級(jí)三部分組成。功率輸出級(jí)有互補(bǔ)對(duì)稱電路和復(fù)合管準(zhǔn)對(duì)稱電路之分，前者電路簡(jiǎn)單易行，但由于大功率管β不大，，故推動(dòng)極要求有一定的功率，復(fù)合管準(zhǔn)互補(bǔ)電路優(yōu)點(diǎn)是大功率管可用同一型號(hào)，復(fù)核后β較大，推動(dòng)級(jí)只要小功率管就可以了，但復(fù)合管飽和壓降增大故電源電壓要相對(duì)高一些，晶體管數(shù)目要多一些。推動(dòng)級(jí)通常是甲類放大，其工作電流應(yīng)該大于功率管基極推動(dòng)電流，故有一定功率要求。由于推動(dòng)級(jí)電壓幅度與輸出級(jí)相同，通常采用自舉電路來(lái)達(dá)到，一般推動(dòng)級(jí)都是共射極放大電路，具有一定的電壓增益。輸入級(jí)的目的是為了增大開(kāi)環(huán)增益，以便引入深度負(fù)反饋，改進(jìn)電路的各項(xiàng)指標(biāo)。輸入級(jí)與推動(dòng)級(jí)之間有阻容耦合和直

5、接耦合多種形式。本例采用較簡(jiǎn)單的互補(bǔ)對(duì)稱OTL電路。電路中二極管D是為消除交越失真而設(shè)。R111Ω電阻是穩(wěn)定功率管靜態(tài)電流用的。推動(dòng)級(jí)的偏置由功放級(jí)引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋形式進(jìn)行，起穩(wěn)定工作點(diǎn)的作用。整體交流電壓串聯(lián)負(fù)反饋改善放大器各項(xiàng)指標(biāo)。2、電源電壓的確定。當(dāng)負(fù)載電阻一定時(shí)，電源電壓的大小直接與輸出功率有關(guān)。Vcc≈1n8PR.其中n為考慮各晶體管飽和壓降及R11引起的損失而引入的電源電壓利用系數(shù)，通常n等于0.8左右，本題中Vcc≈10.88×5×8.=22V。3、功率級(jí)的設(shè)計(jì)功放管的要求：ICM=VCC/2RL=1.375A.VCEM=1/2VCC=11V.PCM=0.2P0=1W.查3

6、DD15（50W、50V、5A、β50），2Z730C(50W、100V、15A、β50)。完全能滿足要求而有余，故選用之。功率管需推動(dòng)電流：Ib3M=ICM/β=1.375A/50=27.5mA。耦合電容C6：C6≈（3~5）/2πfLRL≈2000μf，取2200μf/25V.穩(wěn)定電阻R11：過(guò)大則損失功率太大，過(guò)小溫度穩(wěn)定性不良，通常取0.5~1Ω，現(xiàn)取1Ω2W。4、推動(dòng)級(jí)設(shè)計(jì)：IC2>Ib3m=27.5mA取IC2=30mAVCC2M=VCC=22V.IR8M=Vb2M/R8=0.01V/470Ω=0.02mA。R7+RW上反饋電流的峰值IR7M.IR7M=VCC/2R7+RW=11

7、6.5K=1.7mA總推動(dòng)信號(hào)交流峰值為：IM=Ib2M+IR8M+IR7M=0.5+0.02+1.7=2.22mA1、輸入級(jí)設(shè)計(jì)由于推動(dòng)級(jí)需要2.22mA的交流推動(dòng)信號(hào)，故輸入級(jí)靜態(tài)電流應(yīng)大于2.22mA，取IC1=3mA。推動(dòng)級(jí)所需電壓只0.2V，故輸入級(jí)電壓的配置可較隨便。取R3、R4、R6為2KΩ、2KΩ、1KΩ.故各降落6V、6V、3V,VCC=22V-6V-6V-3V=7V.V，CC=VCC-6V