【文章內(nèi)容簡介】 (321) 由于 R選擇 10kΩ電阻，則 C。設計中電容采用 的電容。 設計出電路圖如圖 38 圖 38 高通濾波器 則圖中電壓放大倍數(shù)為 3156 ??? RRAup (322) 17 2401CR?? ≈ 133 rad/s (323) 二級放大電路電路設計 將低通濾波器和高通濾波器相連接，則形成如下二級電路： 圖 39 二級放大電路電路圖 則圖 39 中實際通帶電壓放大倍數(shù)為 Au=Au低通 Au高通 =9 (324) 由 ??200?f （ 325） 可知該二級電路的 通帶頻率約為 ～ 。 功率放大器設計 功率放大器的作用是給音響放大器的負載提供所需要的輸出功率。 功率放大器的主要性能指標有最大輸出不失真功率、失真度、信噪比、頻率響應和效率。目前常見的電路結(jié)構(gòu)有 OTL 型、 OCL型。有全部采用分立元件晶體管組成的功率放大器；也有采用集成運算放大器和大功率晶體管構(gòu)成的功率放大器；隨著集成電路的發(fā)展，全集成功率放大器應用越來越多。由于集成功率放大器使用和調(diào)試方便、體積小、重量輕、成本低、溫度穩(wěn) 定性好，功耗低，電源利用率高，失真小，具有過流保護、過熱保護、過壓保護及自啟動、消噪等功能，所以使用非常廣泛。 本次設計將采用正向比例運算放大器連接 OCL 互補對稱電路，使輸入信號功率放大。正向比例運算放大器負反饋使用可調(diào)電阻，使放大功率可調(diào)。喇叭使用 18 8Ω的喇叭，互補對稱電路用177。 15 直流電源供電。 可估算 OCL 電路輸出功率為 14815*2121 22 ??? Lc RUP w (326) 圖 310 集成運放 OCL電路 其中 D D2用于消除交越失真。反相比例運算放大器放大倍數(shù)為 1～ 5倍。 直流穩(wěn)壓電源設計 由于本次設計全部采用177。 15V 直流電源，則必須設計一個直流穩(wěn)壓電源，將220V 的交流電源經(jīng)過降壓和穩(wěn)壓之后成為穩(wěn)定的177。 15V 直流電源。 直流穩(wěn)壓電源設計思路如以下框圖 圖 311 直流電源框圖 因為本設計需要對稱的雙電源，因此必須選擇次級有三端抽頭的變壓器，經(jīng)全橋電路整流和電容濾波后，輸出對稱的正負電源。 要構(gòu)成線性直流穩(wěn)壓電源，最簡單的方法就是采用三端集成穩(wěn)壓器。這種集成電路塊內(nèi)部完整地集成了采樣電路、比較放大、調(diào)整 電路、保護電路和啟動電路等功能，但是外部引腳只有三個端口，分別接輸入電源、地，另一個端口輸出，其使用十分簡單，只要將三個端口按規(guī)定接入電路就可以使用。由于需要177。 15V直流電源，則集成三端穩(wěn)壓電源模采用 7815 和 7915 為負三端穩(wěn)壓， 7815 為正降壓 整流 穩(wěn)壓 19 三端穩(wěn)壓。直流穩(wěn)壓電源的設計圖如下 圖 312 直流穩(wěn)壓電源 圖中可看出 220V 的交流電源經(jīng)變壓器（ TR1）降壓后，經(jīng)過由 D DD3 和 D4 組成的全橋整流電路輸出直流，再由穩(wěn)壓電路輸出穩(wěn)定的直流，提供給放大電路使用。圖中 C C C3 和 C4 都為濾波電容 。 20 四、 Proteus 的仿真操作簡介 設計中采用 Proteus 仿真軟件對電路各部分進行仿真。 Proteus 不僅具有其它EDA 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。 Proteus ISIS 是英國 Labcenter 公司開發(fā)的電路分析與實物仿真軟件。它運行于 Windows 操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析 (SPICE)各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點是： (1)實現(xiàn)了單片機仿真和 SPICE 電路仿真相結(jié)合。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機及其外圍電路組成 的系統(tǒng)的仿真、 RS232 動態(tài)仿真、 I2C 調(diào)試器、 SPI 調(diào)試器、鍵盤和 LCD 系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。 (2)支持主流單片機系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機類型有： 68000 系列、8051 系列、 AVR 系列、 PIC12 系列、 PIC16 系列、 PIC18 系列、 Z80系列、 HC11系列以及各種外圍芯片。 (3)提供軟件調(diào)試功能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設置斷點等調(diào)試功能，同時可以觀察各個變量、寄存器等的當前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這 些功能；同時支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境。 (4)具有強大的原理圖繪制功能?？傊撥浖且豢罴瘑纹瑱C和 SPICE 分析于一身的仿真軟件，功能極其強大。本章介紹 Proteus ISIS 軟件的工作環(huán)境和一些基本操作。 Proteus 的工作界面 Proteus ISIS 的工作界面是一種標準的 Windows 界面，如圖所示。 包括：標題欄、主菜單、標準工具欄、繪圖工具欄、狀態(tài)欄、對象選擇按鈕、預覽對象方位控制按鈕、仿真進程控制按鈕、預覽窗口、對象選擇器窗口、圖形編輯窗口。 21 圖 41 Proteus ISIS的工作界面 Proteus 的仿真工具 在 Proteus 中的仿真主要使用到以下五種工具： 圖 42 仿真使用到的工具 其中虛擬信號時仿真是輸入的信號，如模擬信號、數(shù)字信號等。 電壓探針和電流探針是在所要測量的地方插入一個探針，測量該探針的電壓或電流。具體使用方法如圖 43 虛擬儀器是測量時所要使用的虛擬的儀器，具體儀器如圖 43 22 圖 43 虛擬儀器 曲線圖表是根據(jù)所插入的探針而生成的曲線圖，可生成的曲線圖表有以下幾種： 圖 44 曲線圖表 設計中輸入信號使用模擬信號，用電壓探針 和電流探針生成曲線圖表，從而進行輸入、輸出分析、頻率響應分析、噪聲分析和傅里葉分析。 23 五、電路的仿真 前置電路的仿真 在前置放大電路的輸入端輸入 10mV 的正弦信號，在輸出段插入電壓探頭，分別對電路進行輸入、輸出分析和頻率響應分析。 圖 51 前置放大電路 輸入與輸出分析 圖 52 前置放大電路輸入和輸出分析圖 圖中知輸出信號與輸入信號反相，當系統(tǒng)的輸入信號電壓值為 10mV，輸出信號對應電壓值為 103mV，放大倍數(shù)約為 10，與前置放大電路的計算值 100/10=10（倍）相符。 24 電路頻率響應特性分析 圖 53 前置放大電路頻率響應特性分析圖（ 1） 圖 54 前置放大電路頻率響應特性分析圖（ 2） 系統(tǒng)的最大頻率增益為 20dB， 則下降 3dB 可知截止頻率為 。系統(tǒng)通帶頻率范圍為 10Hz～ 。 二級放大電路仿真 在二級放大電路的輸入端輸入 10mV 的正弦信號，在輸出段插入電壓探頭，分別對電路進行輸入、輸出分析和頻率響應分析。 25 圖 55 二級放大電路 電路輸入與輸出分析 圖 56 二級放大電路輸入和輸出分析圖 由圖可知電路對輸 入信號進行了同相放大，放大倍數(shù)約為 ≈ 88。 26 電路頻率響應特性分析 圖 57 二級放大電路頻率響應分析圖（ 1） 圖 58 二級放大電路頻率響應分析圖（ 2） 27 圖 59 二級放大電路頻率響應分析圖（ 3） 由圖可知系統(tǒng)的最大頻率增益為 , 則下降 3dB 可知截止頻率為 和 ， 所以系統(tǒng)通帶頻率 范圍為 ～ 。 功率放大電路功率仿真 在功率放大電路的輸入端輸入正弦信號和電流探頭，在輸出段插入電壓探頭和電流探頭，對電路進行輸入、 輸出功率分析。 圖 510 功率放大電路 模擬仿真參數(shù)設置如圖輸出功率變化曲線： 圖 511 曲線設置 28 圖 512 功率放大電路輸入和輸出功率分析圖（可調(diào)電阻在中間） 圖 513率放大電路輸入和輸出功率分析圖（可調(diào)電阻在最左邊） 圖 514 功率放大電路輸入和輸出功率分析圖（可調(diào)電阻在最右邊） 29 由仿真圖可知，輸出功率被放大。系統(tǒng)以恒定功率輸入信號，調(diào)節(jié) RV1 可調(diào)節(jié)電路輸出功率。 直流穩(wěn)壓電源仿真 在直流穩(wěn)壓電源電路的輸出端接兩個電壓表，測量能否輸出 177。 15V 的電壓。 圖 515 直流穩(wěn)壓電源電路 由仿真圖圖可知直 流穩(wěn)壓電源可輸出177。 15V 的電壓，證明直流穩(wěn)壓電源設計符合要求。 音頻功率放大電路仿真和分析 前置放大電路、二級放大電路、功率放大電路組成總電路圖 512。 在音頻功率放大電路的輸入端輸入正弦信號，在輸出段插入電壓探頭，對電路進行輸入和輸出功率分析、頻率響應特性分析。 圖 516 音頻功率放大電路 30 電路輸入與輸出分析 圖 517 音頻功率放大電路輸入和輸出分析圖 電路輸入信號為電壓幅度 10mV、頻率為 1kHz 的正弦信號，可調(diào)電阻在 50%處，輸入 輸出 仿真結(jié)果圖，由上圖可知電路對輸入信號進行了反相放大，放大倍數(shù)約為： 2790/10=279(倍 )，與計算結(jié)果 10*9*3=270 近似。 電路頻率響應特性分析 圖 518 音頻功率放大電路頻率響應特性分析圖（ 1） 31 圖 519 音頻功率放大電路頻率響應特性分析圖（ 2） 圖 520 音頻功率放大電路頻率響應特性分析圖（ 3） 系統(tǒng)的最大頻率增益為 ， 則下降 3dB 可知截止頻率為 和。從電路的仿真結(jié)果可知，系統(tǒng)通帶頻率范圍為 ～ 。 32 參考文 獻 ［ 1］ 華成英 《模擬電子技術(shù)基礎》高等教育出版社 ［ 2］ 謝嘉奎 《電子線路》，高等教育出版社 ［ 3］ 謝自美 :《電子線路設計 實驗 測試》 , 華中科技大學出版社 ［ 4］ 姚福安 《音頻功率放大器設計》，山東大學學報， 2021 年 06期。 ［ 5］ 曾廣興 《現(xiàn)代音響技術(shù)應用》，廣東科技出版社 [6］ 王康年 《高頻電子線路》，西安電子科技大學出版社 33 原理圖 Pcb 圖 34 內(nèi)部資料 請勿外傳 項 目 經(jīng) 理項 目 副 經(jīng) 理 項 目 總 工 質(zhì) 安 總 監(jiān)工程管理部物資管理部技術(shù)管理部檢測試驗室質(zhì)安管理部監(jiān) 督 工 程 管 理部 、 物 資 管 理部 、 檢 測 試 驗 室現(xiàn) 場 質(zhì) 檢 員 、 施 工 員施 工 班 組 9JWKf wvGt YM*Jgamp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 QA9wkxFyeQ^! djsXuyUP2kNXpRWXm Aamp。 UE9aQ@Gn8xp$Ramp。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQc@UE%amp。 qYp@Eh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQc@UE% amp。 qYp@Eh5pDx2zVkum amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQc@UE% amp。 qYp@Eh5pDx2zVkum amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQc@UE%amp。 qYp@Eh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3tnGK8! z89Am UE9aQ@Gn8xp$Ramp。 849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQc@UE%amp。 qYp@Eh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQc@UE%amp。 qYp@Eh5pDx2zVkumamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQc@UE%amp。 qYp@Eh5pDx2zVkumamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQc@UE% amp。 qYp@Eh5pDx2zVkum amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ks