【正文】 圖412 功放的輸出波形 綜上所述，在高頻段，該功率放大電路的放大效果也不錯，所設(shè)計的OCL立體聲功放電路達到了題目的要求。然后分別在左右兩個聲道接上示波器后，觀察和記錄兩個示波器XSC1和XSC2所示的圖形，輸入電壓被放大了近100倍，波形也出現(xiàn)了明顯的放大，達到了當初設(shè)計的要求，但是兩個示波器出現(xiàn)了明顯的交越失真現(xiàn)象，記錄輸入輸出圖形如圖45所示：圖45 失真的輸出波形由于就前面分析，產(chǎn)生交越失真的原因是偏置電路提供的偏置電壓不夠理想產(chǎn)生的，因此就本例而言，要調(diào)節(jié)R7，使輸出級的偏置電壓滿足理想情況。1. 添加虛擬儀器對電路進行仿真運行，通過對運行結(jié)果的分析，判斷設(shè)計是否正確合理，是EDA軟件的一項主要功能。當器件放置到電路編輯窗口中后，用戶就可以進行移動、復(fù)制、粘貼等編輯工作了 [15]。從TTL工具欄中選擇74LS按鈕打開這類器件的Component Browser窗口，如下圖所示。其余的標簽選項在此不再詳述。采用不同元件按鈕圖標底色，虛擬元件按鈕底色是墨綠色，但信號源元件任屬于虛擬元件。其中Multisim Master庫中存放的是軟件為用戶提供的元器件，User是為用戶自建元器件準備的數(shù)據(jù)庫。這個工具欄作為元器件的頂層工具欄，每一個按鈕又可以開關(guān)下層的工具欄，下層工具欄是對該類元器件更細致的分類工具欄。每個主菜單下都有一個下拉菜單，用戶可以從中找到各項操作功能的命令。為適應(yīng)不同的應(yīng)用場合，Multisim推出了許多版本，用戶可以根據(jù)自己的需要加以選擇[11]。當VTVT6和VTVT7完全相同，CC10也完全相同時，橋臂平衡，揚聲器沒有直流通過。再加上兩對輸入端和輸出端，以便于計算機仿真和調(diào)試。這種利用NPN型和PNP型三極管的互補特性，用一個信號來同時激勵兩只三極管的電路，稱之為“互補”電路，由互補電路構(gòu)成的放大器稱為互補放大器電路。4. 互補對稱輸出電路 因為在大多數(shù)的實際應(yīng)用中，單管的BJT組成的放大電路往往不能滿足特定的增益、輸入電阻、輸出電阻等要求，為此，常把三種組態(tài)中的兩種進行適當?shù)慕M合，以便發(fā)揮各自的優(yōu)點，獲得更好的性能。另外，輸入端加上一個10uF的電解電容，可以起到濾波的作用，同理，輸出端加上一個47uF的電解電容。不穩(wěn)定直流電壓先經(jīng)逆變器變換成高頻交流電，再經(jīng)變壓、整流、濾波后，從所得新的直流輸出電壓取樣，反饋控制逆變器工作頻率，達到穩(wěn)定輸出直流電壓的目的。前者表示輸入電壓的變化對輸出電壓的影響。將磁放大器和自耦變壓器串聯(lián)而成，利用電子線路改變磁放大器的阻抗以穩(wěn)定輸出電壓。 （3）綜上，則ui在0左右變化的過程中uo的輸出會在此產(chǎn)生交越失真。第二節(jié) OCL立體聲功放機的設(shè)計一．OCL功率放大電路的特點OCL是英文Output Capacitor less的縮寫，意思是“沒有輸出電容器”的功放電路。由式可見，輸出電壓Uom越大，輸出功率越高，當三極管進入臨界飽和時，且不產(chǎn)生飽和和截止失真時，輸出電壓Uom最大，其大小為：Uom=VccUces. 若忽略Uces，則理想情況下Uom≈Vcc 故負載上得到的最大輸出功率為： ()2).直流電源提供的功率PE因為靜態(tài)時負載上無電壓，所以兩個直流電源各提供半個周期的電流，其峰值為Iom=Uom/RL。電路的輸出中點，即揚聲器中心始終保持零電位，因而，電沖擊比其他無變壓器電路要小得多。 當輸入正弦交流信號Ui時,Ui的負半周使T2管導(dǎo)通(T3管截止),有電流通過負載RL,同時向電容C0充電,在Ui的正半周 ,T3導(dǎo)通(T2截止),則已充好的電容器C0起著電源的作用,通過負載RL放電,這樣在RL上就得到完整的正弦波。圖11 功率放大器的靜態(tài)工作點為進一步研究功放電路，先從比較簡單又典型的乙類功率放大器入手，下一章重點介紹該類電路，一般分為：OCL，OTL，BTL三種功率放大電路。在理想情況下，甲類放大電路的效率最高只能達到50%。 第二節(jié) 功率放大器簡介一. 功率放大電路的特點功率放大電路的主要要求是獲得一定的不失真(或失真程度在允許范圍內(nèi))的輸出功率，電路通常在大信號狀態(tài)下工作，其工作特點和對電路的要求與電壓放大電路有所不同，主要有： (1) 功率放大器的輸出功率盡可能大，因而需要輸出電壓和電流的幅值足夠大；(2) 功率放大電路在設(shè)計和調(diào)試過程中，必須把非線性失真限制在允許的范圍內(nèi)；(3) 電路末級的三極管都采用功率管，它的極限參數(shù)ICM、U(BR)CEO、PCM等應(yīng)滿足實際電路正常工作時的要求，并要留有一定的余量。最初采用對稱設(shè)計的例子要算互補對稱電路了，一上一下的兩只異極性晶體管作推挽輸出，不僅可以免除笨重的輸出變壓器，而且電路的偶次諧波失真在推挽的過程中被抵消了，保真度有了很大提高。元器件的進步使晶體管功率放大器的技術(shù)指標產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，在主觀音質(zhì)評價方面，也改變了過去人們對晶體管功放的看法，無論是在廳堂擴音、電臺節(jié)目制作還是家庭重放，晶體管功放都被大量地采用，首次在數(shù)量上以壓倒性的優(yōu)勢超過了電子管功放。自從有了晶體管，人們就開始用它制造功率放大器。在完成OCL功率放大電路的設(shè)計后，本論文基于Multisim 軟件仿真該電路，并在添加虛擬儀器后，進行靜態(tài)和動態(tài)測試，過程中出現(xiàn)了波形交越失真的問題，通過分析和調(diào)試后，得到了符合要求的輸出波形，然后測量了幾個重要的參數(shù)，%。功率放大器實質(zhì)上是個能量轉(zhuǎn)換器，將直流供電電源能量轉(zhuǎn)換成按輸入小信號的規(guī)律變化，即要求輸出信號的非線性失真盡可能小，且效率盡可能高。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日摘 要功率放大器是是在給定失真率條件下能產(chǎn)生最大功率輸出以驅(qū)動負載的電路。（4）、穩(wěn)壓源電路：交流穩(wěn)壓源電路為整個電路提供直流工作電流，使整個電路工作在最佳靜態(tài)工作點。現(xiàn)在讓我們回顧一下功率放大器的發(fā)展歷程：一. 早期的晶體管功放半導(dǎo)體技術(shù)的進步使晶體管放大器向前邁進了一大步。到了六十年代末，大功率的PNP硅管商品化的時候，互補對稱電路才得到廣泛的應(yīng)用。有意思的是，在功率放大器中，對稱和平衡也有類似的效果。如果把輸入級變動一下，從互補推挽的集電極輸出信號，那么電壓推動級就可以再增加一組NPN管構(gòu)成的共射一共基電路，做到推挽輸出，這時電路也就非常對稱平衡了，幾乎達到了完美的程度，采用直接偶合的方式。功放管的管耗大，電路的能量轉(zhuǎn)換效率低。既能提高電路的能量轉(zhuǎn)換效率，又能克服乙類功率放大電路的失真問題，目前應(yīng)用較廣泛[3]。靜態(tài)時根據(jù)零輸入零輸出特性要求輸出端中點A的電位 UA=1/2UCC，可以通過調(diào)節(jié)RW1來實現(xiàn)，又由于RW1的一端接在A點，一方面能夠穩(wěn)定放大器的靜態(tài)工作點，同時也改善了非線性失真。 BTL電路的電流利用率高，可在低電源電壓下得到較大的輸出功率。1).輸出功率Po由于在輸出端獲得的電壓和電流均為正弦信號，根據(jù)功率的定義得 ()式中，Uom、Iom分別是負載上電壓和電流的峰值。則必須滿足： d. 溫度對BJT參數(shù)及特性都有影響，所以要考慮其工作溫度條件。(2) 當輸入信號為負半周時，ui 0，且大小大于V2的偏置電壓，三極管V2導(dǎo)通，V1截止，管V2的射極電流ie2經(jīng)－VCC自下而上流過負載，在RL上形成負半周輸出電壓，uo0。②磁放大器式交流穩(wěn)壓器。穩(wěn)壓器的參數(shù)有電壓穩(wěn)定度、紋波系數(shù)和響應(yīng)速度等。③變換器型。對與該題目“OCL功放”，選擇兩個9014的NPN管即可，他們所有的參數(shù)都一樣，構(gòu)成對管，并在兩管的發(fā)射極的交點處加上一個33千歐的負載電阻，提高其共模抑制比，和加入一定的負反饋。為保證放大電路能夠不失真地放大交流信號，放大電路的組成應(yīng)遵循以下原則：1) 保證三極管在整個輸入信號過程中工作在放大區(qū) 2) 保證信號有效的傳輸，不會產(chǎn)生失真對于改設(shè)計來說，用共發(fā)射極基本放大電路作為中間放大級就可以了，能夠達到將信號進一步進行放大的目的，設(shè)計圖如下： 圖28中間放大級 易得，輸入從基級輸入交流信號，從集電極輸出信號，顯然是個共射級的放大電路，可以起到中間放大的作用。 輸入信號變化到負半周后，兩管基極同時電壓下降，給另一管正向偏置，使該管進入導(dǎo)通和放大狀態(tài)，而一管又進入截止狀態(tài)[10]。四. OCL功放電路 為達到完美的立體聲效果，采用雙通道，即左聲道和右聲道，右聲道的組成結(jié)構(gòu)同左聲道相同，由三部分組成：差分輸入級，中間放大級和互補對稱輸出級，變壓器的輸出信號經(jīng)過整流濾波后的信號為兩個聲道提供電壓。從圖210電路的VTVT6和VTVT7以及電源濾波電容CC10可以看出，它們相當于一個電橋。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。其中包含9個主菜單欄，從左至右分別為File(文件)菜單、Edit(編輯)菜單、View(窗口顯示)菜單、Place(放置)菜單、Simulate(仿真)菜單、Transfer(文件傳輸)菜單、Tools(工具)菜單、Options(選項)菜單和Help(幫助)菜單等。該工具欄有14個按鈕，每個每一個按鈕都對應(yīng)一類元器件，其分類方式和Multisim元器件數(shù)據(jù)庫中的分類相對應(yīng)，具體的內(nèi)容可以從Multisim的在線文檔中獲取[12]。 圖31數(shù)據(jù)庫管理窗口在Database Management窗口中的Database列表中有兩個數(shù)據(jù)庫：Multisim Master和User。它們在工具欄和對話窗口中的表示方法也不同。3．Zoom level：設(shè)置縮放比例?？梢栽谙鄳?yīng)工具欄中單擊該元件，再將鼠標移到窗口的選中區(qū)后單擊放置一個元件。器件在電路圖中顯示的圖形符號，用戶可以在上面的Component Browser中的Symbol選項框中預(yù)覽到。二. 用Multisim仿真和測試該OCL立體聲功放電路圖41用Multisim畫出該OCL立體聲功放電路 如圖41所示，完成該OCL立體聲功放電路所有線路的連接，并且留出兩對輸入端口和輸出端口，便于測量輸出圖形和相應(yīng)的數(shù)據(jù)。加入后的原理圖如圖43所示：圖43 給電路添加儀器三．添加輸入信號并記錄輸出波形在左右兩個聲道的輸入端分別加上一定的正弦波信號，為輸入小信號，將XFG1和XFG2都設(shè)置為圖44所示的情況： 圖44 給電路添加輸入信號選擇的是正弦波圖形，頻率為500HZ，最大幅值為10mv。然后分別在左右兩個聲道接上示波器后，觀察和記錄兩個示波器XSC1和XSC2所示的圖形，如圖412所示輸入電壓被放大了近350倍，波形也出現(xiàn)了明顯的放大，達到了設(shè)計的要求。中途遇到問題一時不能解決時，老師也提供了許多寶貴的參考意見，讓我們以此為基礎(chǔ)，進一步摸索解決的方法。作 者 簽 名：