OCL功率放大器课程设计

课程实习报告实习名称：电子技术课程 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 学生姓名：师凯学号：专业班级：指导教师：杨峰完成时间：报告成绩：OCL功率放大器目录第一章OCL功率放大器 设计方案 关于薪酬设计方案通用技术作品设计方案停车场设计方案多媒体教室设计方案农贸市场设计方案 论证、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、1.1OCL功率放大器的应用意义、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、1.2OCL功率放大器的设计要求及参数、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、1.3设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 论证、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、1.4总体设计方案图及 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、第二章OCL功率放大器各单元电路设计、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、2.1直流稳压电源的设计、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、2.2前置放大级设计、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、2.3功率放大器设计、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、第三章OCL功率放大器整体电路设计、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、3.1整体电路图及工作原理、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、3.2电路参数计算、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、3.3整体电路性能分析、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、3.4元器件清单列表、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、第四章设计总结、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、致谢、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、参考文献、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、第一章OCL功率放大器设计方案论证1.1OCL功率放大器的应用意义OCL（OutputCapacitorless无输出电容器）电路是采用正负极两组对称电源供电，没有输出电容器的直接耦合电路，负载接在两只输出管中点和电源中点。OCL功率放大器是在OTL功率放大器的基础上发展起来的一种全频带直接耦合低功率放大器，它的高保真扩音系统中得到了广泛的应用。1.2功率放大器设计的要设计参数：1、采用全部或部分分立元件设计一种OCL音频功率放大器。2、额定输出功率P0>=10W3、负载阻抗RL=8Ω4、失真度r<=3%5、设计放大器所需的直流稳压电源。设计要求：1、分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。2、确定合理的总体方案。对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。3、设计各单元电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。4、组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。1.3设计方案论证根据本课题要求，我们所设计的低功率放大器应由以下几部分组成：直流稳压电源、前置放大及功率放大。以下逐一加以设计及论证。电源部分本设计的电源通过变压器变为25V交流电，经整流滤波得到+31V的直流电；同时直流电再经三端集成稳压电路输出+15V,供应前置放大电路和功率放大器使用。信号放大部分前置放大电路采用低噪声双运放，分别以相同放大的方式，作为左右通道的信号放大。功率放大电路由三部分组成：输入级、推动级和输出级。输入级由有两个三极管组成差分放大电路，推动级由一个三极管组成，输出级由两个三极管对称构成。两输出管分别由正、负两组电源供电，扬声器直接接在两输出管的输出端与地之间，同时应使本功放工作在甲乙类状态。1.4总体设计方案框图及分析总体设计方案框图（图1-1所示）图1-1分析:本设计釆用市电供电，将市电220V通过变压器变成的+24V直流电,供前置放大器与功率放大器使用。输入信号通过前置放大电路进行初步放大,再经过功率放大器进行进一步的放大。最后通过输出端输出，即得到所需。第二章OCL功率放大器各单元电路设计2.1直流稳压电源设计220V市电经变压器输出两组独立的25V交流电，大电容滤波得到+35V直流电，再加一个0.1uf小电容滤除电源中的高频分量。考虑到制作过程中电源空载时的电容放电可在输出电容并上1K大功率电阻。另外这组直流电还要传给7824、7924来获得+24V。万一输入端短路，大电容放电会使稳压块由于反电流冲击而损坏，加两个二极管可使反相电流流向输入端起到保护作用。（如图2-1所示）图2-12.2前置放大级设计图2-2前端放大功能是完成小信号的电压放大任务、提高信噪比，其失真度和噪声对系统的影响最大，是应该优先考虑的指标。我采用双运放NE5532(如图2-2所示)。实际制作中将它接成同相放大形式，运放反相端串联47uf的电解电容，让交流信号全反馈，信号放大倍数1+Rf/R0,其中Rf化为反馈电阻，在其上并联一个小电容抑制自激震荡，R0为负反馈对地电阻。为了实现更好的对信号的放大，我将放大倍数定位30dB左右，取Rf=76K、R0=2.5K、Avf=1+76/2.5=31.4dB,由于NE5532需要+3V~+22V的电源，所以在三端稳压块7815、7915供给的+24V上加入两个电阻分压，电源用10uf、0.1uf电容去耦合。2.3功率放大器设计图2-3此功率放大器由三部分组成：输入级、驱动级和输出级。其中VT1和VT2构成差分式输入级电路,VT3管构成推动级,VT4和VT5是推挽互补对称输出级。电路中R4和C2是VT1和VT2的电源滤波电路；R5、R6和C3是负反馈网络；C4是高频负反馈电容；VD1是VT4和VT5的静态偏置二极管；C5是高频自励消除电容；R7用于调整复合管的微导通状态；R8、R9和C6构成自举电路；R10和R12构成平衡电阻；R11和R13可减少复合管的穿透电流,提高电路的稳定性；VT4、VT6以及VT5、VT7构成复合管；R14与C9为消振网络，可改善扬声器的高频网络特性；保险丝用于保护功放管和扬声器；C7与C8能消除直流电源意外产生的交流量；+VCC为直流稳压电源产生的+24V直流带电。（如图2-3所示）第三章OCL功率放大器整体电路设计3.1整体电路图及工作原理图2-1图2-2图2-3220V市电经变压器、桥式整流、滤波以及运放7824、7924可获得+24V的直流电。用此电源来给前置放大电路及功率放大器提供能量。普通信号经由输入端输入到前置放大电路，电容滤除信号中的直流量，流入双运放NE5532放大。放大信号可经电阻、电容经行负反馈，通过测试后从输出端输出，形成初步放大信号。初步放大信号流入由VT1、VT2组成的差分放大电路，由于差分放大电路的阻抗非常大，所以电压在此放大，此外它还具有使输出端的直流电压稳定在零电位上的作用。信号经过VT1、VT2后，在通过由R5、R6好人C3组成的负反馈网络，其中由于C3的隔直作用，所以R5只有交流负反馈作用，R6具有较强的直流反馈作用，以使VT1至VT7各管工作稳定，使输出端静态电压稳定在0V。另外，R5和R6一起还有交流负反馈的作用。C4是高频负反馈电容（电容超前补偿电路），以防止电路可能出现的高频自激。VD1是VT4和VT5的静态偏置二极管，它可是电路获得更好的温度补偿。同时为了解决电路的工作点偏置和稳定问题，加入R8、R9和C6组成的自举升压电路。推动级VT3也起到信号放大作用。当信号正半周输入时，VT4、VT6导通、VT5、VT7截止，VT4、VT6由正电源供电。扬声器放出信号正半周的放大声音：当信号负半周输入时，VT5、VT7导通、VT4、VT6截止，VT5、VT7由负电源供电。扬声器放出信号负半周的放大声音。由于四只功放管上下的电路完全对称，所以输入信号的正、负半周得到均匀的放大。功放的输出端与扬声器直接耦合，实现了全频带放大。在扬声器的两端并联R14与C9串联的消振网络，能改善扬声器的高频特性。因扬声器呈感性，易引起高频自激，而且产生瞬时过压，有可能损坏晶体管VT6、VT7，此容性网络并入可使等效负载呈阳性。考虑到如果电路出现故障，导致输出端静态不为0V。由于SP1的直流电阻很小，这样会有很大的直流电流流过SP1和输出管，会使它们烧坏。再加入保险丝之后，如出现这种情况，保险丝熔断，保护了SP1和输出管。3.2电路参数计算1、确定电源电压参数为了达到设计要求，同时使电路安全可靠地工作，电路的最大输出功率Pom应比设计标准大一些一般取Pom由于，因此，最大输出电压为。考虑到输出功率管VT6和VT7的饱和降压，所以电源电压常取VCC=（1.2~1.5）Vom。设计要求Po>=10W。所以由以上公式可得Pom≈15～20WVom≈15.5～17.9VVCC≈18.6～26.9V这里我取了LM7824、LM7924这两个运算放大器，它们的输出电压为+24V其他指标也均达到要求。因此它们可作为前置放大电路与功率放大器的直流稳压电源。2、确定功率输出管的参数[1]输出管的参数选择。输出功率管VT6、VT7为同类型的NPN型大功率管，其承受的最大反向电压Ucemax=2VCC，，每个管子的最大集电极电流为Icmax=VCC/RI，每管的最大集电极功耗为Pcmax=0.2Pom。在选择两管时除了要注意值劲量对称外，其极限参数应满足下列关系：U(BR)CEO>UCEmax≈2VCCICM>IcmaxPCM>PCmax所以，根据以上分析可得U(BR)CEO>48VICM>3APCM>3～4W这里VT4我选择了3DG170H的管子，VT5我选择了3CK9D的管子，它们的参数基本符合以上分析的数据。3、其他参数确定：部分重要电阻的参数选择：电阻的选择很重要，太小会影响管子的稳定性，太大又会影响输出功率，R11=R13=（5～10）Rit5。（Rit5为VT5管的等效输入电阻，其大小为）。由于R10、R12为平衡电阻，故R10=R12=R11Ω(R13)//Rit5。所以，我将电阻的参数为R10=R12=15Ω、R11=R13=150Ω。R14与C9串联的消振网络的参数选择:R14与C9的取值视扬声器的频率响应而定，以效果最佳为好。我取R14=30Ω、C9=0.01uf。电容及其他部件的参数选择:由于时间及材料不足，此部分仅凭自己的经验进行选择。R1=27KΩ、R2=1.5KΩ、R3=15KΩ、R4=3KΩ、R5=1KΩ、R6=27KΩ、R7=1KΩ、R8=12KΩ、R9=510Ω、C1=20uf、C2=20μF、C3=30μF、C4=20pF、C5=51pF、C6=200pF、C7=1μF、C8=1μF。静态偏置二极管VD1选择2CP10。推动级三极管VT3选择3CG120B。3.3整体电路性能分析此功放不仅能放大普通信号，还能放大一些极其微弱的信号。经过计算此功放的输出功率为12.5～20.8W，失真度约为2.13﹪，基本符合设计要求3.4元件清单列表稳压电源部分 表1稳压电源部分 原件名称 元器件参数 元器件名称 元器件参数 电桥D1（D1～D4） IN54024 电容C1 0.1µF 电桥D2（D5～D8） IN50424 电容C2 0.1µF 电阻R1 1KΩ 电容C3 0.33µF 电阻R2 1KΩ 电容C4 0.33µF 二极管D9 2CP10 电解电容C5 2200µF/35V 二极管D10 2CP10 电解电容C6 2200µF/35V 运放U1 LM7824 电解电容C7 2200µF/35V 运放U2 LM7924 电解电容C8 2200µF/35V 电解电容C9 10µf 电解电容C10 10µF前置放大级部分 表2前置放大级部分 元器件名称 元器件参数 元器件名称 元器件参数 电阻R0 2.5KΩ 电容C1 10µF 电阻R1 100Ω 电容C2 0.1µF 电阻R2 150Ω 电容C3 0.1µF 电阻R3 76KΩ 电解电容C4 1µF 滑动变阻器RW 1KΩ 电解电容C5 47µF 运放U1 NE5532 电解电容C6 10µF 电阻R44 4Ω 电解电容C7 10µF 电阻R5 20Ω 功率放大器部分 表3功率放大器部分 元器件名称 元器件参数 元器件名称 元器件参数 电阻R1 27KΩ 电容C1 10µF 电阻R2 1.5KΩ 电解电容C2 100µF 电阻R3 15KΩ 电解电容C3 30µF 电阻R4 3KΩ 电容C4 20µF 电阻R5 1KΩ 电容C5 51µF 电阻R6 27KΩ 电解电容C6 200µF 滑动变阻器R7 1KΩ 电解电容C7 1µF 电阻R8 12KΩ 电解电容C8 1µF 电阻R9 510Ω 电容C9 0.01µF 电阻 15Ω 三极管 3DG6 电阻 150Ω 三极管 3DG6 电阻 150Ω 三极管 3DG6 电阻 15Ω 三极管 3CG120B 电阻 150Ω 三极管 3DG170H 电阻 30Ω 三极管 3CK9D 二极管VD1 2CP10 三极管 3DD63C 保险丝 限流1Ma 三极管 3DD63C 扬声器 8Ω 第四章设计总结在完成这个设计之后，我也有一定的思考，重新将自己的设计细细看了几遍，同时也把做同样设计的几个同学的设计借来观摩了一番。在进行对比和分析之后，又有很多所得。一开始进行设计的时候，我基本上都是参照书本或者网上的例子进行，甚至就是按照它的步骤再做一遍。但是等到自己设计的时候，我觉得就应该抛开例子，完全按照自己的思路独立进行，这样可能会在设计中碰到更多的问题，但是这样也能让我学到更多，而且在解决遇到的问题时会更加引发自己的思考，说不上创新，但可能会有新意产生，也就是自己的东西了。这一点我想在任何一门课程的学习，在今后任何一行工作都是很重要的。如果没有探索性，我们只会走着前人走过的路，踩着前人踏过的脚印。这个设计过程中，探索性主要可以体现在下面几个方面。一个是绘图所用的软件，很多人推荐我们使用EWB等，因为这几个软件有它们很大的优势，在学习使用过程中我也深有体会，特别是EWB，功能很强大。还有设计时所采用的公式，每个设计书上基本都有较为成熟的公式让我们参考。但它们不一定就是最好的，我们也可以到图书馆到网上去查阅更多的资料，计算出数据后进行仿真，发现近似性很好，能满足设计指标。没有探索就没有创新，没有创新很可能就会被淘汰，在今后的学习和设计中，我也会更加注重这方面的锻炼和培养，希望会有所进步。我的设计缺少系统性，在整个设计过程中探索性也不够。不过这毕竟是初次设计，我兴趣比较浓，积极性也挺高的，所以也做的比较早，而且设计的最后仿真结果都还不错，所以我给自己定位在良好偏上，以后还需要多学习多交流多研究，我相信我会有更大的进步。致谢在这课程设计的时间里，留下了难以忘怀的回忆。在此我要特别地向指导帮助我的杨峰老师表示最诚挚的谢意，还有给我提供帮助的钱程同学。感谢父母这么多年对我的养育之恩和教导，感谢湖南文理电气学院给我提供的这次实习的机会。在这两周中，学到了许多书本上没有的东西，同时可以巩固以前所学到的知识。通过这次课程设计使我懂得理论与实际相结合，只有理论是远远不够的，只有动手操作，才可以解决理论学习中见不到的困难和疑惑。其中我也知道了自己的不足之处，比如说设计电路时有的原理掌握不熟练，元器件的特性不够了解，焊接过程中存在虚焊等问题。在这次实验中，我体会到了自学的重要性。还可以知道自己的优势所在，把握好自己的优势。课程设计的关键是能学到真东西，这使我受益匪浅。在此，向给我们提供此次课程设计的校方领导和老师致谢。最后，再次向所有关心支持指导帮助过我完成本次的杨峰老师和所有同学，表示最诚挚的谢意！参考文献[1]电子技术基础（第三版）（模拟部分）·康华光主编·北京：高等教育出版社[2]电子技术基础实验与课程设计·章忠全主编·北京：中国电力出版社1999[3]实用电工电子技术手册·实用电子技术手册编委会·北京：机械工业出版社2003[4]全国大学生电子设计竞赛获奖作品精选·全国大学生电子设计大赛组委会·北京：北京理工大学出版社2003.3[5]电子元器件与实用电路基础·韩广兴·电子工业出版社[6]电子技术常用器件应用手册·陈汝全·北京：机械工业出版社1994�EMBEDPhotoshop.Image.7\s���评阅意见：评阅教师日期_1112618385.psd