【正文】 在完成設(shè)計(jì)當(dāng)中，劉老師總是不斷詢問我的設(shè)計(jì)情況，包括我的進(jìn)展情況、在電路當(dāng)中所遇到的困難情況和應(yīng)該怎樣解決這些困難。音量控制電路，使負(fù)載輸出額定功率=12W。 整機(jī)電路的調(diào)試前四節(jié)是對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行單獨(dú)調(diào)試，下面將各模塊級(jí)聯(lián)進(jìn)行整機(jī)調(diào)試。 前置放大電路的調(diào)試前置放的級(jí)、的放大倍數(shù)設(shè)計(jì)為固定值，=15倍、=20倍，由固定電阻決定。如果需要更高的電流，則應(yīng)尋求不同的封裝形式，或者使用其他編號(hào)，如LM317對(duì)應(yīng)的LT1085CT或LM337對(duì)應(yīng)的LT1033CT，就能夠提供3A的電流，但仍為TO220封裝。由此可見，對(duì)于75mV～，經(jīng)過數(shù)字音量控制電路后均變?yōu)?5mV左右，從而滿足了輸出額定功率的要求。首先從方波的波形參數(shù)考慮，選用快速比較器LM339或LM139組成一個(gè)過零比較器。 前置放大級(jí)電路設(shè)計(jì)前置放大級(jí)電路的主要功能是將5mV～。這3級(jí)之間采用直流耦合，并引入直流負(fù)反饋，電壓增益由反饋電阻決定，即。4 電路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)思路：逐步分析已知條件和未知因素之間的關(guān)系。在波特圖儀的面板上，可以直接設(shè)置橫軸和縱軸的坐標(biāo)及其參數(shù)。 圖標(biāo)名稱及功能 Multism10元器件欄2． 元器件基本操作常用的元器件編輯功能有：90 Clockwise順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90176。在元器件欄存放了各種元器件，在虛擬儀器欄存放了各種測(cè)試儀器。 仿真軟件Multism10及其應(yīng)用 Multism簡(jiǎn)介Multisim前身是EWB(Electronic WorkBench)，目前被NI公司收購(gòu)。應(yīng)用Protel99 SE設(shè)計(jì)印刷電路板過程如下：（1） 啟動(dòng)印刷電路板設(shè)計(jì)服務(wù)器執(zhí)行菜單File/New命令，從框中選擇PCB設(shè)計(jì)服務(wù)器（PCB Document）圖標(biāo)，雙擊該圖標(biāo)，建立PCB設(shè)計(jì)文檔。3． 創(chuàng)建自己的元件庫(kù)先進(jìn)入Protel 99 SE的原理圖編輯器，新建一個(gè)元件，繪制SCH元件以及放入元件的管腳，給新建的元件改名，繪制制元件的外形以及放入說明文字并保存好，畫原理圖的時(shí)候,就可以調(diào)用這些元件了。為設(shè)計(jì)人員提供了一個(gè)完整的集成設(shè)計(jì)環(huán)境。隨著Windows操作系統(tǒng)的日益流行，1991年P(guān)rotel公司發(fā)布了Protel For ，同時(shí)終止了DOS版本的升級(jí)。電子產(chǎn)品從系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)到芯片設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)都可以用EDA工具完成，其中仿真分析、規(guī)則檢查、自動(dòng)布局和自動(dòng)布線是計(jì)算機(jī)取代人工的最有效部分。它可以通過失真度測(cè)量?jī)x直接測(cè)量出來，一般功率放大器的失真度在7%以下，高傳真功率放大器的失真度在1%以下。很顯然規(guī)定的失真度前提不同時(shí)，額定功率數(shù)值將不相同。這項(xiàng)指標(biāo)指出經(jīng)過功率放大器放大后的正弦波的非線性失真所容許的范圍，只要信號(hào)是經(jīng)過線性放大，一般都能夠滿足≤3%的要求。 主要技術(shù)指標(biāo)l 額定輸出功率POR：在輸出信號(hào)失真度小于某一規(guī)定值時(shí)，額定負(fù)載電阻上獲得的最大功率。用Protel 99se繪制好各部分電路后，用仿真軟件對(duì)每個(gè)模塊的電路進(jìn)行單獨(dú)調(diào)試以及對(duì)整機(jī)進(jìn)行調(diào)試。通過詳盡的資料查詢和嚴(yán)密的方案論證后，我們選擇通過集成運(yùn)放NE553LM339的配套使用來使本電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)用并且達(dá)到高增益、高保真、高效率、低噪聲、寬頻帶、快響應(yīng)的指標(biāo)。場(chǎng)效應(yīng)管是一種很有潛力的功率放大器件，它具有噪聲小、動(dòng)態(tài)范圍大、負(fù)溫度特性等特點(diǎn) ，音色和電子管相似，保護(hù)電路簡(jiǎn)單。在大多數(shù)情況下，增強(qiáng)系統(tǒng)性能，如更好的聲音效果，是促使消費(fèi)者購(gòu)買產(chǎn)品的一個(gè)重要因素。 然而低頻功率放大器已經(jīng)是一個(gè)技術(shù)相當(dāng)成熟的領(lǐng)域,幾十年來,人們?yōu)橹冻隽瞬恍傅呐?無論從線路技術(shù)還是元器件方面,乃至思想認(rèn)識(shí)上都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。功率放大器的作用是給負(fù)載RL提供足夠的輸出功率。在此次設(shè)計(jì)中，前置放大電路用的是由運(yùn)放構(gòu)成的兩級(jí)放大電路，功率放大級(jí)電路用到了差分放大器，而差分放大電路是構(gòu)成多級(jí)直接耦合放大電路的基本單元電路，所以對(duì)差分放大電路的研究很要。l 效率η：負(fù)載上輸出的額定功率POR與消耗的電源功率PC之比。5　 當(dāng)前置放大級(jí)的輸入端交流短接到地時(shí)，=8Ω上的交流聲功率≤10mW。 　　通常峰值音樂輸出功率大于音樂輸出功率，音樂輸出功率大于最大輸出功率，最大輸出功率大于額定輸出功率，經(jīng)實(shí)踐統(tǒng)計(jì)，峰值音樂輸出功率是額定輸出功率的5～8倍。 信噪比信噪比是指聲音信號(hào)大小與噪聲信號(hào)大小的比例關(guān)系，將攻放電路輸出聲音信號(hào)電平與輸出的各種噪聲電平之比的分貝數(shù)稱為信噪比的大小。九十年代以后為EDA階段，人們開始追求貫徹整個(gè)設(shè)計(jì)過程的自動(dòng)化，這就產(chǎn)生了EDA技術(shù)。 Protel99SE系統(tǒng)組成及特點(diǎn)⒈Protel99SE模塊組成Protel99 SE主要有兩大部分組成，每一部分個(gè)有幾個(gè)模塊，第一部分是電路設(shè)計(jì)部分，主要有：原理設(shè)計(jì)系統(tǒng)，包括用于設(shè)計(jì)原理圖的原理圖編輯器Sch,用于修改和生成原理圖元件的原件編輯器，以及各種報(bào)表的生成器Schlib。（4） 電路板信號(hào)完整性規(guī)則設(shè)計(jì)和檢查功能可以檢測(cè)出潛在的阻抗匹配、信號(hào)傳播延時(shí)和信號(hào)過載等問題； 廣泛的集成向?qū)Чδ芤龑?dǎo)設(shè)計(jì)人員完成復(fù)雜的工作。同時(shí)對(duì)元件的編號(hào)，封裝進(jìn)行定義和設(shè)定等。（3） 設(shè)置參數(shù)參數(shù)設(shè)置是電路板設(shè)計(jì)的非常重要的步驟，執(zhí)行菜單命令Design/Rules,左鍵單擊Routing按鈕，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在規(guī)則類(Rules Classes)中設(shè)置參數(shù)。3． 增加了許多新的測(cè)試儀表，允許多臺(tái)測(cè)試儀表同時(shí)使用，擴(kuò)充了電路的測(cè)試功能。2． Edit（編輯）。 儀器表欄1． 數(shù)字萬用表（Multimeter）：Multisim 提供的萬用表外觀和操作與實(shí)際的萬用表相似，可以測(cè)電流A、電壓V、電阻Ω和分貝值db，測(cè)直流或交流信號(hào)?？刂泼姘宸譃镃ontrols（控制方式）、Display（顯示方式）、Trigger（觸發(fā)）、Frequency（頻率）等幾個(gè)部分。由此可以計(jì)算功率放大器的總電壓增益，即用分貝表示， 。靜態(tài)時(shí)，調(diào)節(jié)電位器，使A、即近似等于晶體管、的be結(jié)電壓之和。 前置放大級(jí)電路其中，NE5532是一個(gè)雙運(yùn)放集成運(yùn)算放大器，可以用來構(gòu)成、二級(jí)放大電路。 穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)根據(jù)以上設(shè)計(jì)的前置放大級(jí)電路和功率放大級(jí)電路的要求，需要穩(wěn)壓電源輸出兩種直流電壓，即前置放大級(jí)的12V和功率放大級(jí)的18V。在前置放大級(jí)電路中采用集成雙運(yùn)放NE5532, 在正弦波一方波轉(zhuǎn)換電路中采用快速比較器LM339，在直流穩(wěn)壓電源電路中采用了LM31LM337，在數(shù)字音量控制電路中用到了CD451CD405NE555。、溫度穩(wěn)定度佳，且價(jià)格便宜。晶體管、的集電極電流為18mA。6 系統(tǒng)指標(biāo)參數(shù)電路級(jí)聯(lián)成功后，就可以進(jìn)行功率放大器整機(jī)性能指標(biāo)的測(cè)試工作了。同學(xué)間的討論，老師的用心指導(dǎo)，是我得以順利完成本次數(shù)字音量控制的功率放大器的設(shè)計(jì)課題的前提。此外，我還要感謝在我學(xué)習(xí)期間給我極大關(guān)心和支持的各位老師以及關(guān)心我的同學(xué)和朋友。在大學(xué)的最后階段里，感謝劉林生老師，在百忙之中，給予了畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)和幫助。4． 整機(jī)效率測(cè)試在額定輸出功率=，測(cè)定流經(jīng)18V直流電壓的電流I=，電源消耗的直流功率=，則效率η=/=,滿足在下的效率≥55%的要求。下面觀測(cè)動(dòng)態(tài)波形，將信號(hào)源輸出頻率為1000Hz。5 系統(tǒng)電路調(diào)試調(diào)試前，直觀檢查連線是否正確，檢查電源輸出值是否符合實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)；檢查元器件的安裝情況：元器件的管腳之間有沒有短路，連接處有沒有接觸不良，集成電路NE5532的管腳是否接對(duì)及集成塊的缺口是否與底座對(duì)位。LM339引腳圖如下: LM339引腳圖LM339電壓比較器的特點(diǎn)和參數(shù)：電壓失調(diào)小，一般是2mV；共模范圍非常大，；對(duì)比較信號(hào)源的內(nèi)阻限制很寬；LM339的Vcc電壓范圍寬，單電源為2～36V，雙電源電壓為177。為了避免這種情況的出現(xiàn)，CD4516是一個(gè)4位的十六進(jìn)制異步可逆計(jì)數(shù)器，由555組成單穩(wěn)態(tài)電路，產(chǎn)生技術(shù)脈沖，脈沖寬度=。第二級(jí)放大器的輸入信號(hào)的大小由音量控制電位器進(jìn)行控制。2． 電壓放大電路電壓放大電路末級(jí)功放提供驅(qū)動(dòng)電壓，由晶體管T3構(gòu)成；靜態(tài)工作點(diǎn)由電阻、決定，取集電極電流為6mA左右。二者各有其特點(diǎn)：集成功率放大電路的調(diào)節(jié)比較簡(jiǎn)單，但進(jìn)行級(jí)聯(lián)時(shí)，如果要對(duì)整機(jī)的性能進(jìn)行改善，靠集成功率放大級(jí)的調(diào)節(jié)往往達(dá)不到目的；而由分立元件組成的功率放大器，雖然電路的調(diào)節(jié)比較繁，但可以通過功率放大級(jí)的調(diào)節(jié)改善整體的性能。Span Control用來控制頻率范圍，選擇Set Span的頻率范圍由Frequency區(qū)域決定；選擇Zero Span的頻率范圍由Frequency區(qū)域設(shè)定的中心頻率決定；選擇Full Span的頻率范圍為1KHz～4GHz。4． 雙通道示波器（Oscilloscope):Multisim 提供的雙通道示波器與實(shí)際的示波器外觀和基本操作基本相同，該示波器可以觀察一路或兩路信號(hào)波形的形狀，分析被測(cè)周期信號(hào)的幅值和頻率，時(shí)間基準(zhǔn)可在秒直至納秒范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。8． Reports（報(bào)告）。使用Multism10軟件系統(tǒng)，如同擁有一個(gè)虛擬電子實(shí)驗(yàn)室。布局是布線關(guān)鍵性的一步，為了式布局更加合理，最好采用手工布局的方式。為了能將元器件固定在PCB上面，還需要在印制電路板上打孔，用以焊接元器件的管腳來固定元器件。 Protel電路原理圖設(shè)計(jì)原理圖設(shè)計(jì)最基本的要求是正確性，其次是布局合理，最后是在正確性和布局合理的前提下力求完美。這部分包括用于設(shè)計(jì)電路板的電路板編輯器PCB以及用于修改、生成零件封裝的零件封裝編輯器PCBLib。而且由于其高度的集成性與擴(kuò)展性，一經(jīng)推出，立即為廣大用戶所接受，很快就成為世界PC平臺(tái)上最流行的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件，并成為新一代電氣原理圖工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。用信號(hào)噪聲比（簡(jiǎn)稱信噪比或信雜比）來衡量功率放大器噪聲的實(shí)際效果是很有效的。質(zhì)量低劣的功率放大器發(fā)出的聲音甚至同講話人的聲音相差很遠(yuǎn)，有時(shí)還產(chǎn)生悶塞、沙啞的聲音。 功率放大器的性能指標(biāo)無論AV放大器還是HiFi功放，都對(duì)功率放大器要求十分嚴(yán)格，在輸出功率、頻率響應(yīng)、失真度、信噪比、輸出阻抗和阻尼系數(shù)等方面都有明確要求。 主要技術(shù)指標(biāo)分析⑴ 基本要求部分的技術(shù)指標(biāo)分析1　 功率放大器的輸入電壓信號(hào)由信號(hào)源提供幅度為5mV～700mV的正弦波，輸出電壓信號(hào)從8Ω的等效負(fù)載電阻上獲得。2 功率放大電路的分析 基本原理低頻功率放大器是一種能夠?yàn)楣β守?fù)載，如音響設(shè)備的揚(yáng)聲器、電視機(jī)的掃描偏轉(zhuǎn)線圈、電動(dòng)機(jī)控制繞組等提供輸出功率的裝置。一個(gè)實(shí)用的低頻功率放大器，通常由電壓放大器、功率放大器及電源部分組成。由分立元件組成功率放大器，如果進(jìn)行精心的設(shè)計(jì)，則在效率和失真方面更優(yōu)于集成的，價(jià)格方面便宜一點(diǎn)，但如果電路選擇和參數(shù)設(shè)置不恰當(dāng)時(shí),元件性能就不能很好的發(fā)揮出來,制作調(diào)試比較困難。電子管功率放大器俗稱膽機(jī)，電子管功放的生產(chǎn)工藝相當(dāng)成熟，產(chǎn)品的穩(wěn)定性很高，而離散性極小，特別是它的工作機(jī)理決定了它的音色十分溫柔，富有人情味，因而成為重要的音響電路形式。功放按不同的分類方法可分為不同的類型，按所用的放大器件分類，可分為電子管式放大器、晶體管式功率放大器（包括場(chǎng)效應(yīng)管功率放大器）和集成電路功率放大器（包括厚膜集成功率放大器），目前以晶體管和集成電路式功率放大器為主，電子管功率放大器也占有一席之地。功率放大可由分立元件組成,也可由集成電路完成?，F(xiàn)代社會(huì)電子科技的飛速發(fā)展，要求我們能把理論用于實(shí)際，所以此次該設(shè)計(jì)主要是用分立元件來設(shè)計(jì)的，以便更好