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課 程 設(shè) 計(jì) 課程設(shè)計(jì)名稱： 模擬電路課程設(shè)計(jì) 專 業(yè) 班 級(jí) ： 學(xué) 生 姓 名 ： 學(xué) 號(hào) ： 指 導(dǎo) 教 師 ： 課程設(shè)計(jì)時(shí)間： 2015年6月 電子信息科學(xué)與技術(shù) 專業(yè)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 學(xué)號(hào) 題 目 低頻功率放大器 課題性質(zhì) 工程設(shè)計(jì) 課題來(lái)源 自擬課題 指導(dǎo)教師 同組姓名 主要內(nèi)容 “低頻功率放大器的設(shè)計(jì)與調(diào)試”主要是訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用模擬電子技術(shù)的理論知識(shí)，解決實(shí)際問題的能力、培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、加深對(duì)所學(xué)課堂知識(shí)的理解。 參考設(shè)計(jì)方案： 其中，集成功率放大器可以采用LM386，集成運(yùn)算放大電路采用TDA2822。 實(shí)測(cè)電路參數(shù)包括：最大輸出功率、波形失真度等。 任務(wù)要求 應(yīng)用集成電路器件，設(shè)計(jì)一個(gè)BTL低頻功率放大器。要求設(shè)計(jì)出完整的電 路、并組裝、調(diào)試成功。最后測(cè)試和記錄電路的技術(shù)參數(shù)，寫出“模擬電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告”。 參考文獻(xiàn) 《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》 童詩(shī)白 高等教育出版社 審查意見 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 說明：本表由指導(dǎo)教師填寫，由教研室主任審核后下達(dá)給選題學(xué)生，裝訂在設(shè)計(jì)（論文）首頁(yè) 1、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 這次的模擬電路課程設(shè)計(jì)題目為音頻功率放大器，簡(jiǎn)稱音頻功放，作為模擬電子課程設(shè)計(jì)課題設(shè)計(jì)，本課題提出的音頻功率放大器性能指標(biāo)比較低，主要采用理論課程里介紹的運(yùn)算放大集成電路和功率放大集成電路來(lái)構(gòu)成音頻功率放大器。音頻功率放大器主要用于推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲，凡發(fā)聲的電子產(chǎn)品中都要用到音頻功放，比如手機(jī)、MP4播放器、筆記本電腦、電視機(jī)、音響設(shè)備等給我們的生活和學(xué)習(xí)工作帶來(lái)了不可替代的方便享受。 2、設(shè)計(jì)方案 整體電路的設(shè)計(jì)與工作原理是通過前置放大器的處理，使輸入的音頻信號(hào)與放大器的輸入靈敏度相匹配，從而使放大器適應(yīng)不同的輸入信號(hào)，再通過音量控制，輸入功率放大電路進(jìn)行處理。同時(shí)設(shè)計(jì)電源電路，為前置電路和功率放大電路提供電源，最后得到較為理想的信號(hào)。 音頻功率放大器實(shí)際上就是對(duì)比較小的音頻信號(hào)進(jìn)行放大，使其功率增加，然后輸出。其原理如圖1所示，前置放大主要完成對(duì)小信號(hào)的放大，使用一個(gè)同向放大電路對(duì)輸入的音頻小信號(hào)的電壓進(jìn)行放大，得到后一級(jí)所需要的輸入。后一級(jí)的主要對(duì)音頻進(jìn)行功率放大，使其能夠驅(qū)動(dòng)電阻而得到需要的音頻。設(shè)計(jì)時(shí)首先根據(jù)技術(shù)指標(biāo)要求，對(duì)整機(jī)電路做出適當(dāng)安排，確定各級(jí)的增益分配，然后對(duì)各級(jí)電路進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)。 3、 模塊設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算 低頻功率放大器原理圖 （1） 前置放大器：音頻功率放大器的作用是將聲音源輸入的信號(hào)進(jìn)行放大，然后輸出驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器。聲音源的種類有多種，如話筒、錄音機(jī)、線路傳輸?shù)?，這些聲音源的輸出信號(hào)的電壓差別很大，從零點(diǎn)幾毫伏到幾百毫伏。前置放大器的主要功能一是 使話筒的輸出 阻抗與前置放大器的輸入阻抗相匹配； 二是使前置放大器的輸出電壓 幅度與功率放大器的輸入靈敏度相匹配。由于話筒輸出信號(hào)非常微弱，一般只有100μV~幾毫伏，所以前置放大器輸入級(jí)的噪聲對(duì)整個(gè)放大器的信噪比影響很大。前置放大器的輸入級(jí)首先采用低噪聲電路，對(duì)于由晶體管組成的分立元件組成的前置放大器，首先要選擇低噪聲的晶體管，另外還要設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。由于場(chǎng)效應(yīng)管的噪聲系數(shù)一般比晶體管小，而且它幾乎與靜態(tài)工作點(diǎn)無(wú)關(guān)，在要求高輸入阻抗的前置放大器的情況下，采用低噪聲場(chǎng)效應(yīng)管組成放大器是合理的選擇。如果采用集成運(yùn)算放大器構(gòu)成前置放大器，一定要選擇低噪聲、低漂移的集成運(yùn)算放大器。對(duì)于前置放大器的另外一要求是要有足夠?qū)挼念l帶，以保證音頻信號(hào)進(jìn)行不失真的放大 。 （2）音調(diào)控制電路：音調(diào)控制電路大多由RC元件組成，利用RC電路的傳輸特性， 提升或衰減某一頻段的音頻信音調(diào)控制電路一般可分為衰減式和負(fù)反饋式兩大類，衰減式音調(diào)控制電路的調(diào)節(jié)范圍可以做得較寬，但由于中音電平也要作很大的衰減，并且在調(diào)節(jié)過程中整個(gè)電路的阻抗也在變化，所以噪聲和失真較大。負(fù)反饋式音調(diào)控制電路的噪音和失真較小，并且在調(diào)節(jié)音調(diào)時(shí)，其轉(zhuǎn)折頻率保持固定不變，而特性曲線的斜率卻隨之改變。 （3）功率放大器：采用集成功放設(shè)計(jì)功率放大器不僅設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定，而且組裝、調(diào)試方便，成本低廉，所以本設(shè)計(jì)選用集成功放實(shí)現(xiàn)。目前常用的集成功放型號(hào)非常多，本設(shè)計(jì)選取SGS公司生產(chǎn)的TDA2030/2030A集成功放，該器件具有輸出功率大、諧波失真小、內(nèi)部設(shè)有過熱保護(hù)，外圍電路簡(jiǎn)單，使用方便。 4、制作與調(diào)試 元件的安裝: 元件焊接部位上錫，然后將電阻器,晶體管插入印制板的相應(yīng)位置上，然后用焊鐵依次進(jìn)行焊接。要注意，電解電容器的極性和晶體管的管腳不要插錯(cuò)。焊接元器件時(shí)保留元器件引線的適當(dāng)長(zhǎng)度,焊點(diǎn)要光滑,防止虛焊和搭錫。 元件的調(diào)試:靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試，按上述原理圖在電路板上連接線路，將輸入信號(hào)旋鈕旋至零（ui=0）電源進(jìn)線中串入直流毫安表，電位器、RW2置最小值，RW1置中間位置。接通＋5V電源，觀察毫安表指示，同時(shí)用手觸摸輸出級(jí)管子，若電流過大，或管子溫升顯著，應(yīng)立即斷開電源檢查原因（如RW2開路，電路自激，或輸出管性能不好等），如無(wú)異?，F(xiàn)象，可開始調(diào)試。 在實(shí)際調(diào)試過程中，很多情況下，調(diào)整Rw1，A點(diǎn)的電位很難達(dá)到電源電壓的一半，而且在調(diào)試后，也難保持這個(gè)電壓。解決方案如下：首先，用萬(wàn)用表檢查各個(gè)晶體管是否完好，特別是查看輸出級(jí)功放三極管T2、T3和輸出級(jí)二極管D是否被擊穿短路或開路。然后通電檢查各級(jí)放大電路的工作點(diǎn)是否正常。并重新調(diào)整放大器的工作點(diǎn)，使中點(diǎn)UA恢復(fù)正常。而且，放大器的工作點(diǎn)和中點(diǎn)電壓要反復(fù)調(diào)整，才能達(dá)到要求。 放大器無(wú)輸出，完全無(wú)聲的故障排除方法：按電路圖接好電子元件后,與電路圖對(duì)照有無(wú)接錯(cuò)的地方,特別要注意有極性的電子元件,如電解電容,橋式整流堆,一旦焊反即有燒毀元器件的風(fēng)險(xiǎn),應(yīng)特別注意。然后接上變壓器,先檢測(cè)是否有電源供給,為防止燒掉揚(yáng)聲器,放大器的輸出端先不接揚(yáng)聲器,而是接萬(wàn)用表,測(cè)輸出端的直流電壓。萬(wàn)用表置于DC*2V檔,功放板上電注意觀察萬(wàn)用表的讀數(shù),在正常情況下,讀數(shù)應(yīng)在30mv以內(nèi),否則應(yīng)立即斷電檢查電路板。若電表讀數(shù)在正常的范圍內(nèi),則表明該功放板功能基本正常,最后接上手機(jī),旋轉(zhuǎn)音量電位器,音量大小應(yīng)該有變化,旋轉(zhuǎn)高低音旋鈕,音箱的音調(diào)有變化。 5、 參考文獻(xiàn) 【1】康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)——模擬部分.北京：高等教育出版社.2006.1 【2】路勇.電子電路實(shí)驗(yàn)及仿真.北京：清華大學(xué)出版社.2004.1 【3】童詩(shī)白華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ).北京：高等教育出版社.2005.12 【4】陳明義電子技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)用教程長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社，2002 6、心得體會(huì) 歷時(shí)一周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，這給我們帶來(lái)了不可磨滅的深刻印象，尤其是對(duì)于未知的探索，對(duì)錯(cuò)誤的尋找，這個(gè)過程是充滿樂趣和成就感的，在連接電路的過程中，遇到了不少問題，包括原理的理解，實(shí)驗(yàn)電路的設(shè)計(jì)，以及在電路連接過程中不可避免的與設(shè)計(jì)思想相違背，不能出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的情況，經(jīng)過對(duì)問題的分析及對(duì)線路，對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的進(jìn)一步調(diào)試，才一步步的解決問題，并最終得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 在這一周的課程設(shè)計(jì)中，我的收獲是巨大的，首先，在專業(yè)知識(shí)的理解與掌握上更進(jìn)了一步，通過對(duì)所不理解的專業(yè)知識(shí)的查找，并最終將其理解掌握，而且融入到設(shè)計(jì)理念中，這是一個(gè)不斷成長(zhǎng)和成熟的過程。第二，我學(xué)會(huì)了怎么去做一個(gè)設(shè)計(jì)者，再設(shè)計(jì)的過程中，我們必須不斷提高，必須通過不間斷的學(xué)習(xí)來(lái)解決一個(gè)又一個(gè)難題，更重要的是遇到難題時(shí)我們應(yīng)該抱有一個(gè)平淡的心態(tài)，以一個(gè)尋求答案的，渴望的思想去找到解決問題的方法，最終將問題解決。第三，我明白了怎么去做一個(gè)合作者。在一個(gè)設(shè)計(jì)中，一個(gè)人的力量是渺小的，只有在小組成員的共同努力下，才能更好的完成任務(wù)，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，，對(duì)待不懂的問題要及時(shí)詢問，竭盡全力得到自己想要的知識(shí).第四，我明白了基本的理論知識(shí)和實(shí)踐設(shè)計(jì)的差別，好多理論上可以執(zhí)行的東西有時(shí)候是調(diào)試不出來(lái)的，這時(shí)候就要去自己尋找錯(cuò)誤，有時(shí)候是電路連接， 有時(shí)候是實(shí)驗(yàn)設(shè)備的問題。而且把理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中時(shí)也是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)，需要不斷的探尋和調(diào)試才可以達(dá)到目的。 最后，這次課程設(shè)計(jì)讓我得到了很多在課堂上無(wú)法獲得的知識(shí)，以及解決問題的方法，對(duì)我來(lái)說，這是一次成功的課程設(shè)計(jì)，實(shí)踐，永遠(yuǎn)是熟練自己知識(shí)的最根本的方法。