【正文】 第 1 頁 共 61 頁 模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐 指導(dǎo)老師：梁海峰 姓名：石林 班級(jí)：通信工程 092 班 學(xué)號(hào)： 0902040223 第 2 頁 共 61 頁 目錄 一、 綜述 ……………………………………………………………………………………….4 二、 關(guān)于 OCL 音頻放大器的設(shè)計(jì)原理 ........................................4 各級(jí)電壓增益的分配 ...........................................................4 OCL 功率放大器 ...................................................................5 方案選擇 ................................................................................5 電源電壓的計(jì)算 .....................................................................6 三、 OCL 功率放大器的取值計(jì)算 .................................................7 （ 1）確定電壓電壓 .......................................................................8 （ 2）選擇大功率管 T1 T13 .......................................................8 （ 3）選擇互補(bǔ)管 T10， T11 并計(jì)算 R31， R32， R27， R30， R34 ...9 （ 4）計(jì)算推動(dòng)級(jí)電路 ...................................................................9 （ 5）計(jì)算輸入級(jí)電路 ................................................................. 10 （ 6）計(jì)算反饋支路 ..................................................................... 11 （ 7）計(jì)算補(bǔ)償元器件 ................................................................. 12 四、 仿真中遇到的問題以及調(diào)整方法 ....................................... 12 1. 調(diào)整零點(diǎn)漂移 ........................................................................ 12 2. 調(diào)整三極管靜態(tài)工作點(diǎn) ......................................................... 13 3. 調(diào)整交越失真 ........................................................................ 13 第 3 頁 共 61 頁 4. 調(diào)整功放增益 ........................................................................ 13 5. 調(diào)整幅頻特性曲線 ................................................................ 13 五、 仿真結(jié)果 ........................................................................... 14 六、 心得體會(huì) ........................................................................... 15 第 4 頁 共 61 頁 一、 綜述 模擬電子技術(shù)在現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防建設(shè)、科學(xué)研究以及社會(huì)生活等方面已經(jīng)得到了極為廣泛的應(yīng)用。特別是在實(shí)現(xiàn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的過程中，需要測(cè)量、控制和傳輸?shù)男畔?，絕大部分都是模擬信號(hào) 要想把這些信號(hào)進(jìn)行放大、傳輸和變換，最直接的方法就是采用模擬電路來實(shí)現(xiàn)。我們學(xué)習(xí)過各種電子器件和各種基本功能的低頻電子電路，運(yùn)用這些基本知識(shí)，就可以設(shè)計(jì)出各種不同用途的模擬電路裝置。 二、 關(guān)于 OCL 音頻放大器的設(shè) 計(jì) 原理 OCL 音頻放大器 是一種典型的多級(jí)放大電路。它包含了多種電子器件的基本電路形式。完成這個(gè)設(shè)計(jì)可以訓(xùn)練我對(duì)的模擬電子技術(shù)知識(shí)的實(shí)際運(yùn)用。 OCL 音頻放大器 主要有三部分組成：前置級(jí)、音頻控制電路、 OCL功率放大電路。 各級(jí)電壓增益的分配 a)根據(jù)額定輸出功率 oP 和負(fù)載阻抗 LR ，求出輸出電壓 oV ( oV 為有效值 )。則整機(jī)中頻電壓增益為iiovm VVVA L0 RP ??? 圖 21 第 5 頁 共 61 頁 b)由于前置級(jí)對(duì)輸出的噪聲電壓影響不大，一般增益不宜太高，通常選前置級(jí)增益 1vmA =5~10。對(duì)音頻控制電路無中頻增益要求，一般選音頻控制電壓增益 2vmA =1。功率輸出級(jí)電壓增益則可通過控制總增益來確定，若其中頻電壓增益為 3vmA 則要求： vmvmvmvm AAAA ??? 321 OCL 功率放大器 方案選擇 OCL 功率放大器電路通?？煞殖桑汗β瘦敵鰴C(jī)、推動(dòng)劑（激勵(lì) 級(jí)）和輸入級(jí)三部分。為了完成給定技術(shù)指標(biāo)，此次實(shí)踐選用如圖 22 所示電路 。 圖 21 第 6 頁 共 61 頁 功率輸出級(jí)是由 T T T T4 組成的復(fù)合管互補(bǔ)對(duì)稱電路，可以得到較大的輸出功率。電阻 R R R R4 用來減小復(fù)合管的穿透電流，增加電路的穩(wěn)定性。偏置電路用三極管 T9 組成恒壓電路 ，保證功率輸出管有合適的初始電流，以克服 交越失真 。 推動(dòng)級(jí)采用 T5 組成的普通共射放大電路。為了擴(kuò)大輸出管的動(dòng)態(tài)范圍，本級(jí)增加了自舉電容 C1。在信號(hào)的負(fù)半周內(nèi)，通過 C1 反饋，可為 T4 提供足夠的基流，保證 T T3 充分導(dǎo)通。 輸入及是由 T T T8 組成帶恒流源的差分放大電路，減小了 電路直流漂移，并且引入深度直流負(fù)反饋，進(jìn)一步穩(wěn)定輸出的靜態(tài)零電平。對(duì)于交流信號(hào)，因?yàn)?C2 最夠大，可視為短路，所以其反饋系數(shù)141314RR RF ??，適當(dāng)選擇 R14 的數(shù)值，可以得到滿意的電壓增益。 電源電壓的計(jì)算 為了保證電路安全可靠，通常使電路最大輸出功率 omP 比額定輸出功率 oP 要大一些，一般取 omP =(~2) oP 。 放大器的 最大 輸出電壓 omV 應(yīng)根據(jù) omP 來計(jì)算： Lomom RPV 2? 因?yàn)榭紤]到管子飽和壓降等因素，放大器的最大輸出電壓 omV 總是小于 電源電壓 。 令 EV ?? ，則 ? 稱為 電源電壓 利用率，一般取值范圍為~，由此可得： Lomomc RPVE 211 ?? ?? 第 7 頁 共 61 頁 式中， Ec 為單邊電源電壓。 輸出功率管的選擇 輸出功率管應(yīng)滿足以下要求： cCEOBR EV 2)( ? max1ccm II ? coomcm EIPP ?? 式中， CEOBRV )( 為集電極發(fā)射級(jí)反向擊穿電壓， B 表示反向。單位為 V。 cmI 為集電極最大允許直流電流， C 表示集電極， M 表示最大。 cmP 為集電極最大直流耗散功率。 一般 T T2 射極電阻 R1 和 R2 去 R1=R2=（ ~） RL； oI 為靜態(tài)電流，一般 oI 為 20~30mA. 三、 OCL 功率放大器 的取值 計(jì)算 已知 WPom ? ??8LR 依照原理，及電路實(shí)際情況，繪制 仿真 原理圖 ，如圖 31： 第 8 頁 共 61 頁 （ 1）確定電壓電壓 根據(jù)設(shè)計(jì)原理， 因?yàn)長(zhǎng)RPE omc 21?? 取 ? =，則 Ec≈。選定電壓電壓為177。 12V （ 2） 選擇大功率管 T1 T13 要求 ： V(BR)CEO2Ec=24V 圖 31 第 9 頁 共 61 頁 ICMIc12max≈ AREcL ? coomccm EIPPP ??? a x12 當(dāng)去 oI =20mA, PCM 按以上極限參數(shù)選擇 3DD57A，并測(cè)得 1001312 ?? ?? （ 3） 選擇互補(bǔ)管 T10， T11 并計(jì)算 R31， R32， R27， R30， R34 對(duì)于 T T11： V(BR)CEO2Ec=24V ICM? ≈ PCM max12cP / 12? ≈ 則 T10 為 3DK4A 或 3DG69A； T11 為 3CG22C 或 1001110 ???? 計(jì)算 R31,， R32， R27， R30， R34,根據(jù) R31=R32=(～ )RL，選R31 和 R32 的電阻為 （電阻絲繞制，功率 1W） . 因?yàn)? ri12=rbe12+(1+β 12)R31= 所以 R27=R30=5 ri12= (取 R27 和 R30 為 310Ω )。 R34=R27// ri12= （取 R34 為 51Ω ）。 （ 4） 計(jì)算推動(dòng)級(jí)電路 取 ICQ8=3Ic10max/β 10≈ a. 計(jì)算 T9 偏置電路。 第 10 頁 共 61 頁 選取 T9 為 3DG6A， 9? =100 忽略分流 作用， ICQ9≈ ICQ8， 則流過 T9 基極偏置電阻 的電流為 IR≈ 9CQ 9 ?? ? ??? KIVRRBE 9 (取 R23=3kΩ ) 所以 R24//R25=2R23=12K?（ 取 R24 為 12KΩ 電阻， R25 為 12KΩ 的電位器）。 b. 計(jì)算 R28 和 R29 的電阻值。 因?yàn)?????? KI VEcRR CQRE ||2928811 要求： ? R29160? 所以取 R29=1K? ,R28=4K? c. 選擇 T8 管。 已知 PCM5Ec ICQ8=150mW V(BR)CEO2Ec=24V 所以選擇 3CG 型管即可滿足要求（ PNP 型） d. 自舉電容。 自舉電容取值為 uFuFRfC L 10 2919 ?? ?（取 C19=47uF） （ 5）計(jì)算輸入級(jí)電路 a. 確定差分管工作電流。 第 11 頁 共 61 頁 差分管工作電流為 IC5=IC6= IC7=2 IC5= b. 計(jì)算 R17,R18,R19 和 R20。 一般取 R17+R18=|VBE8|/ IC5=900? 若 R17=470? ，則 R18 可用 1k? 可調(diào)電位器。 調(diào)節(jié)時(shí)，應(yīng)使R18 由小向大。為了防止在調(diào)節(jié) R18 時(shí)， T8 電流過大而燒毀晶體管，可用在 T8 射極串接一電阻 R26，此時(shí)推動(dòng)級(jí)穩(wěn)定性提高了，但增益會(huì)下降。接入 R26 后，計(jì)算 R17 和 R18 應(yīng)采用下式： 588 26||1817CEBE I RIVRR ???? ????? 440)(197721CBEDD I VVVR (取 R19=470? ) ????? KI VVEcR D DD )(20 21(取 R20=? ) c. 選擇 T5 和 T6 管，對(duì)差分管 T5。 T6，要求： PCM5 5cP =5 6cP =5EcIC5=48mw V(BR)CEO= 所以選擇 3DG 型管，并使 5065 ???? 反向電流小。 T7 亦可選用同類型管。 （ 6）計(jì)算反饋支路 取 R16=R22=47K? ,則 ???? 29212221 ufARR （取 R21=300? ） 第 12 頁 共 61 頁 LfRC 212 1018 ??=152uF （取 C18=150uF ） uFfRC L 1015 15 ?? ? (取 C15=10uF) （ 7） 計(jì)算補(bǔ)償元器件 取 R33=20? ，則 uFfRC H 1020 33 ?? ? (取 C20= 即可 ) C16=C17=100pF 四、 仿真 中遇到的