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正文內(nèi)容

音頻功率放大器的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(參考版)

2025-07-02 06:51本頁(yè)面
  

【正文】 在論文的撰寫(xiě)過(guò)程中老師們給予我很大的幫助,幫助解決了不少的難點(diǎn),使得論文能夠及時(shí)完成,這里一并表示真誠(chéng)的感謝。老師們認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。最后,我要特別感謝我的導(dǎo)師劉望蜀老師、和研究生助教吳子儀老師。四年的風(fēng)風(fēng)雨雨,我們一同走過(guò),充滿著關(guān)愛(ài),給我留下了值得珍藏的最美好的記憶。感謝老師四年來(lái)對(duì)我孜孜不倦的教誨,對(duì)我成長(zhǎng)的關(guān)心和愛(ài)護(hù)。從這里走出,對(duì)我的人生來(lái)說(shuō),將是踏上一個(gè)新的征程,要把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際工作中去。最后,我要感謝我的父母對(duì)我的關(guān)系和理解,如果沒(méi)有他們?cè)谖业膶W(xué)習(xí)生涯中的無(wú)私奉獻(xiàn)和默默支持,我將無(wú)法順利完成今天的學(xué)業(yè)。其次,我要感謝大學(xué)四年中所有的任課老師和輔導(dǎo)員在學(xué)習(xí)期間對(duì)我的嚴(yán)格要求,感謝他們對(duì)我學(xué)習(xí)上和生活上的幫助,使我了解了許多專業(yè)知識(shí)和為人的道理,能夠在今后的生活道路上有繼續(xù)奮斗的力量。從他身上,我學(xué)到了許多能受益終生的東西。首先,我要特別感謝我的知道郭謙功老師對(duì)我的悉心指導(dǎo),在我的論文書(shū)寫(xiě)及設(shè)計(jì)過(guò)程中給了我大量的幫助和指導(dǎo),為我理清了設(shè)計(jì)思路和操作方法,并對(duì)我所做的課題提出了有效的改進(jìn)方案。這期間凝聚了很多人的心血,在此我表示由衷的感謝。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)四年學(xué)習(xí)下來(lái)最好的檢驗(yàn)。首先非常感謝學(xué)校開(kāi)設(shè)這個(gè)課題,為本人日后從事計(jì)算機(jī)方面的工作提供了經(jīng)驗(yàn),奠定了基礎(chǔ)。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名: 日期: 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定,同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版,允許論文被查閱和借閱。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體,均已在文中以明確方式標(biāo)明。作者簽名:        日  期:         學(xué)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(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體,均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。參考文獻(xiàn)[1] [M].北京:高等教育出版社,[2] :西安電子科技大學(xué)出版社,[3] S. Stapleton and F. Costescu, An adaptive predistorter for a power amplifier based on adjacent channel emissions, IEEE Trans Vehicular Technology[J].1992,41(1): 4956[4] :機(jī)械工業(yè)出版社,[5] 胡榮玉,付光輝. Multisim在電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用[M].北京:中國(guó)現(xiàn)代教育出版社,[6] 毛哲,[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社, [7] 蔣卓勤,[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,[8] [M].北京:高等教育出版社,[9] 劉義芳,[M].北京:高等教育出版社,[10] [M].北京:高等教育出版社,[11] F. H. Raab, “Average efficiency of power amplifiers,” RF Technology[J].1986,30(1):474–486.[12] [M].北京: [13][M].哈爾濱:[14] [J].煙臺(tái)師范學(xué)院學(xué)報(bào),2003,19(3):163168[15] [J],2003,20(12):133135.[16] [M].西安:陜西人民出版社,[17] 劉桂英, 羅泉, [J]. 廣西師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2004,21(01):112132 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾:所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文),是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。當(dāng)然也要感謝圖書(shū)館里面的工作人員,是他們讓我能夠輕松的找到我所要翻閱和參考的書(shū)籍。胡老師教我們對(duì)課題的處理方法將直接受益于以后的學(xué)習(xí),工作和生活。特別是設(shè)計(jì)仿真和測(cè)試的階段,對(duì)課題缺乏了解加上對(duì)軟件不熟悉,指導(dǎo)老師就指出大致的設(shè)計(jì)方向和改良電路的一些建議。整體來(lái)說(shuō),所設(shè)計(jì)的OCL立體聲功放電路完成了當(dāng)初設(shè)計(jì)時(shí)所要立體聲效果,在音色和音準(zhǔn)上都有很不錯(cuò)的表現(xiàn),功率的損耗也控制的比較低,%,成功了完成了該畢業(yè)設(shè)計(jì)題目和要求。這近兩個(gè)多月的時(shí)間里面,遇到了很多困難,如當(dāng)初課題的選定,電路的總體設(shè)計(jì),Multisim 2001的使用不熟悉等,在老師和同學(xué)的幫助下,一一得到解決,并在此過(guò)程中溫習(xí)了一下以前所學(xué)的專業(yè)知識(shí)。 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(cuò),所設(shè)計(jì)的OCL立體聲功放電路達(dá)到了題目的要求。圖410 功放的輸出波形2. 繼續(xù)在左右兩個(gè)聲道的輸入端分別加上一定的正弦波信號(hào),將XFG1和XFG2都設(shè)置為圖411所示的情況:圖411 給電路添加輸入信號(hào)加入正弦波圖形,頻率為20kHZ,最大幅值為10mv。第二節(jié) OCL立體聲功放電路的測(cè)試一. 計(jì)算重要的數(shù)據(jù)根據(jù)第二章所述的公式,得到以上提到的四個(gè)參數(shù)的值,具體的測(cè)量數(shù)據(jù)和計(jì)算如下:(1).輸出功率Po由公式得:≈18V,如圖49所示: 圖49 萬(wàn)用表所測(cè)輸出電壓為計(jì)算方便,取Uom =18V,RL=8Ω,最后可得Po = W(2).直流電源提供的功率PE由公式得:又由設(shè)計(jì)電路可得VCC= 18V,所以計(jì)算后得:PE= (3)效率η由公式得:帶入數(shù)據(jù)后可得:η= 78%(4)管耗Pv由公式得:帶入相關(guān)的數(shù)據(jù)可得:Pv = 二.深入研究該功放的輸出波形1. 在左右兩個(gè)聲道的輸入端分別加上一定的正弦波信號(hào),將XFG1和XFG2都設(shè)置為圖49所示的情況: 圖49 給電路添加輸入信號(hào)加入正弦波圖形,頻率為5kHZ,最大幅值為10mv。最終得到如下理想的輸出波形。然后分別在左右兩個(gè)聲道接上示波器后,觀察和記錄兩個(gè)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(dá)到了當(dāng)初設(shè)計(jì)的要求,但是兩個(gè)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(jí)的偏置電壓滿足理想情況。有一部分儀器要接地線。注2:該軟件沒(méi)有異或符號(hào),處理方式是將異或運(yùn)算寫(xiě)成。Instruments工具欄,或用菜單命令(Simulation/ instrument)選用以下這11種儀表:圖42 虛擬儀表如圖42所示,選用后各種虛擬儀表都以面板的方式顯示在電路中[16]。1. 添加虛擬儀器對(duì)電路進(jìn)行仿真運(yùn)行,通過(guò)對(duì)運(yùn)行結(jié)果的分析,判斷設(shè)計(jì)是否正確合理,是EDA軟件的一項(xiàng)主要功能。調(diào)試過(guò)程中,當(dāng)R1為2時(shí),濾波后的示波電路為:根據(jù)理論分析,當(dāng)R1在33左右是的濾波輸出特性可達(dá)理想情況,如下:為此,以該電路及參數(shù)作為該放大器的穩(wěn)壓源電路。綜上得,該電路適用于負(fù)載電壓較高,負(fù)載變動(dòng)不大的場(chǎng)合。又必須使放電時(shí)間常數(shù)RC盡可能的大,即負(fù)載電壓R1盡可能的大。當(dāng)器件放置到電路編輯窗口中后,用戶就可以進(jìn)行移動(dòng)、復(fù)制、粘貼等編輯工作了 [15]。7400是四/二輸入與非門,在窗口種的Section A/B/C/D分別代表其中的一個(gè)與非門,用鼠標(biāo)選中其中的一個(gè)放置在電路圖編輯窗口中。圖37 Component Browser窗口3.選中相應(yīng)的元器件在Component Family Name中選擇74LS系列,在Component Name List中選擇74LS00。2.從菜單取用:通過(guò)Place/ Place Component命令打開(kāi)Component Browser窗口。從TTL工具欄中選擇74LS按鈕打開(kāi)這類器件的Component Browser窗口,如下圖所示。74LS按鈕。Multisim Master工具欄174。下面將以74LS00為例說(shuō)明兩種方法[14]。其余的標(biāo)簽選項(xiàng)在此不再詳述。2.Sheet size:設(shè)置電路圖頁(yè)面大小。圖35 Preferences對(duì)話窗口通過(guò)該窗口的6個(gè)標(biāo)簽選項(xiàng),用戶可以就編輯界面顏色、電路尺寸、縮放比例、自動(dòng)存儲(chǔ)時(shí)間等內(nèi)容作相應(yīng)的設(shè)置。在元器件類型列標(biāo)中,虛擬元器件類的后綴標(biāo)有Virtual,如圖34所示: 圖34 Virtual對(duì)話框第三節(jié) OCL立體聲功放機(jī)的仿真輸入電路圖是分析和設(shè)計(jì)工作的第一步,用戶從元器件庫(kù)中選擇需要的元器件放置在電路圖中并連接起來(lái),為分析和仿真做準(zhǔn)備。采用不同元件按鈕圖標(biāo)底色,虛擬元件按鈕底色是墨綠色,但信號(hào)源元件任屬于虛擬元件。另一種器件的參數(shù)值是該類器件的典型值,不與實(shí)際器件對(duì)應(yīng),用戶可以根據(jù)需要改變器件模型的參數(shù)值,只能用于仿真,這類器件稱為虛擬器件。圖32 庫(kù)中不同類別器件據(jù)此用戶可以通過(guò)選擇User數(shù)據(jù)庫(kù),進(jìn)而對(duì)自建元器件進(jìn)行編輯管理。當(dāng)選中Multisim Master時(shí),窗口中對(duì)庫(kù)的編輯按鈕全部失效而變成灰色,如圖32所示。其中Multisim Master庫(kù)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(zhǔn)備的數(shù)據(jù)庫(kù)。第二節(jié) 用Multisim 2001實(shí)現(xiàn)對(duì)元器件的管理Multisim以庫(kù)的形式管理元器件,通過(guò)菜單Tools/ Database Management打開(kāi)Database Management(數(shù)據(jù)庫(kù)管理)窗口(如圖31所示),對(duì)元器件庫(kù)進(jìn)行管理[13]。3.用戶可以通過(guò)Zoom工具欄方便地調(diào)整所編輯電路的視圖大小。通過(guò)這個(gè)按鈕可以開(kāi)關(guān)電源和信號(hào)源類的Sources工具欄。這個(gè)工具欄作為元器件的頂層工具欄,每一個(gè)按鈕又可以開(kāi)關(guān)下層的工具欄,下層工具欄是對(duì)該類元器件更細(xì)致的分類工具欄。(1)作為元器件(Component)工具欄中的一項(xiàng),可以在Design工具欄中通過(guò)按鈕來(lái)開(kāi)關(guān)Multisim Master工具欄。1.Standard工具欄包含了常見(jiàn)的文件操作和編輯操作。通過(guò)工具欄,用戶可以方便直接地使用軟件的各項(xiàng)功能。每個(gè)主菜單下都有一個(gè)下拉菜單,用戶可以從中找到各項(xiàng)操作功能的命令。二、菜單欄菜單欄中提供了Multisim的幾乎所有功能命令。通過(guò)對(duì)各部分的操作可以實(shí)現(xiàn)電路圖的輸入、編輯,并根據(jù)需要對(duì)電路進(jìn)行相應(yīng)的觀測(cè)和分析。一、Multisim的主窗口界面。為適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)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]。 第三章 基于Multisim 2001的仿真 第一節(jié) Multisim 2001概貌Multisim是Interactive Image Technologies (Electronics Workbench)公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具,適用于板級(jí)的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計(jì)工作。其反饋過(guò)程是: A點(diǎn)電位↑—ube2↑—ie2↑—ur4↑—ubel↓—icl↓—ucl↑—ube3↓—ie2 ↓—ur7↓—ubeube6↓(ubeube7↑) —VTVT 6的內(nèi)阻↑(VTVT7的內(nèi)阻↓) —A點(diǎn)電位↓。圖211 OCL立體聲功放電路的簡(jiǎn)化圖由于電路全部是直接耦合,環(huán)境溫度和元件參數(shù)的任何變化都會(huì)影響輸出端(A點(diǎn)
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