【正文】 率放大級 .............................................. 11 測量 和顯示 部分 .......................................... 12 測量顯示模塊軟件設(shè)計流程圖 .............................. 12 系統(tǒng)測試 .................................................... 14 ................................................ 14 .............................................. 15 放大倍數(shù)的測試 ........................................ 15 輸入電阻的測試 ........................................ 15 通頻帶的測試 .......................................... 15 低頻放大器效率的測試 .................................. 16 結(jié)論 ............................................................... 17 謝辭 ............................................................... 17 參考文獻 ........................................................... 18 附件 ............................................................... 19 浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 2 1 緒論 在模擬電子線路中信號經(jīng)過放大后，往往要去推動執(zhí)行機構(gòu)完成人們所預(yù)期的功能，例如推動喇叭發(fā)出聲音，推動繼電器實現(xiàn)控制等等。所以放大 電路的末級多有功率放大器組成，以便為負載提供足夠的信號功率。隨著現(xiàn)代社會電子科技的迅速發(fā)展， 伴隨著人們生活水平的提高，近年來隨著國內(nèi)外音響技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子管音頻放大器以他獨特的魅力重出江湖，各種電子管層出不窮，日新月異，成為廣大音響愛好者追求的熱點。低頻功率放大器是一個技術(shù)相當(dāng)成熟的領(lǐng)域，幾十年來人們?yōu)橹冻霾恍傅呐?，無論從線路技術(shù)還是元器件方面，乃 至思想認識上都取得了長足的進步。低頻功率放大器的的設(shè)計是有很多意義的：它可將音源器材輸入的較微弱信號進行放大，產(chǎn)生足夠大的電流去推動揚聲器進行聲音的重放。以其主要用途來說，功放可以分做兩大類別，即專業(yè)功放與家用功放。而用于家庭的 Hi－ Fi 音樂欣賞， AV 系統(tǒng)放音，以及卡拉 OK 娛樂的功放，通常我們稱為家用功放。 功放可以分為電子管放大器、晶體放大器和集成電路放大器。但電子管功放也存在兩個問題，一是內(nèi)阻大導(dǎo)致放大器阻尼系數(shù)小，影響瞬態(tài)特性，二是電子管需高壓供電，離不開變壓器，變壓器不僅功耗大、體積大，還會導(dǎo)致失真。最后一種是集成電路放大器，它最突出的優(yōu)點是可靠性高、外圍電路簡單、組裝方便，不足之處是電聲指標(biāo) (功率、頻響、失真度、信噪比等 )和音質(zhì)皆不如前兩類放大器。 它消耗能量少，信號失真小，輸出信號的功率小。它消耗能量多，信號容易失真，輸出信號的功率大。 功率放大器是利用晶體管的電流控制作用，把電源的直流功率轉(zhuǎn)換成交流信號功率輸出，由于晶體管有一定的內(nèi)阻，所以它會有一定的功率損耗。 功率大、動態(tài)范圍大，由晶體管的非線性引起的失真也大。 低頻功率放大器的分類 以晶體管的靜態(tài)工作點位置分類 常見的功率放大器按晶體管靜態(tài)工作點 Q 在交流負載線上的位置不同，可分為甲類、乙類和甲乙類 3種，如圖 。在輸入信號的整個周期內(nèi)，晶體管都處于放大區(qū)內(nèi)，輸出的是沒有削波失真的完整信號，如圖 (a)所示它允許輸入信號的動態(tài)范圍較大，但其靜態(tài)電流大、損耗大、效率低。在輸入信號的整個周期內(nèi)，三極管半個周期工作在放大區(qū)，半個周期工作在截止區(qū)，放大器只有半波輸出，如圖(b)所示。如果采用兩個不同類型的晶體管組合起來交替工作，則可以放大輸出完整的不失真的全波信號。在輸入信號的一個周期內(nèi)，晶體管有時工作在放大區(qū)，有時工作在截止區(qū)，其輸出為單邊失真的信號，如圖 (c)所示。 以功率放大器輸出端特點分類 ① 有輸出變壓器功放電路。 ③ 無輸出電容器功放電路 (又稱 OCL功放電路 )。 功率管的安全使用知識 就功率管而言，為了保證其安 全運用，必須做到以下幾個方面： ① 避免發(fā)生集電結(jié)的擊穿。晶體管的集電極容許損耗 PCM 不是一個固定不變的值，它和器件的散熱情況有關(guān)，根據(jù)環(huán)境溫度和器件的散熱裝置不同而有所不同。 功率放大電路的主要特點 功率放大電路的任務(wù)和特點 基于輸出較大功率的基本任務(wù)，對功率放大電路的討論主要針對以下幾個方面： ①大信號工作狀態(tài) 為輸出足夠大的功率，功率放大電路的輸出電壓、電流幅度都比較大， 因此，功率放大管的動態(tài)工作范圍很大，功放管中的電壓、電流信號都是大信號狀態(tài)，一般以不超過晶體管的極限參數(shù)為限度。輸出功率越大，電壓和電流的幅度就越大，信號的非線性失真就越嚴(yán)重。 ③提高功率放大電路的效率、降低功放管的管耗 從能量轉(zhuǎn)換的觀點來看，功率放大電路提供給負載的交流功率是在輸入交流信號的控制下將直流電源提供的能量轉(zhuǎn)換成交流 能量而來的。對于同樣功率的直流電能，轉(zhuǎn)換成的交流輸出能量越多，功率放大電路的效率就越高。 3 基于場效應(yīng)管的功率放大器電路 的設(shè)計 基于場效應(yīng)管的功率放大器電路 設(shè)計的要求和內(nèi)容 設(shè)計并制作一個 基于場效應(yīng)管的功率放大器電路 ， 要求 末級功放管采 用 分立的MOS 管。 ② 通頻帶為 20Hz～ 20kHz。 浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 6 ④ 功率放大器的整機效率盡量提高。 ⑥ 在滿足輸出功率≥ 5W、通頻帶為 20Hz～ 20kHz 的前提下 ,輸入信號幅度 可降。其中功率放大部分包括：前置放大級、中間放大級和功率放大級。為實現(xiàn)各模塊的功能，分別做了幾種不同的設(shè)計方案并進行了論證。 圖 各模塊方案選擇和論證 ①高效率、寬帶功率放大器的類型選擇 我們知道，為了提高功 率和效率，一般的方法是降低三極管的靜態(tài)工作點及由甲類（θ =3600 ，η %50? ）到乙類（θ =1800 ，η %? ），丙類（θ ,1800? η %? ），甚至 D類（ η =100% ）。工作在乙類狀態(tài)會產(chǎn)生交越失真。 甲乙類放大電路管耗小、效率高、可克服交越失真，雖然其效率比 D類、乙類低，但其能滿足題目要求且較 D 類易制作。用小功率三極管組成差分放大電路作為輸入級。 方案二： 采用集成電路構(gòu)成。 低頻功率放大器 測量電路 顯示電路 浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 7 根據(jù)題目要求需要低輸入電阻，高增益 的前置放大級。而方案二具有更大的優(yōu)越性和靈活性，因此選用方案二。 ③中間放大級 方案一：采用分立元件組成多級放大。 方案二：采用集成芯片和分立元件相結(jié)合組成多級放大。方案一各放大級如直接耦合，各級的靜態(tài)工作點相互影響，難以設(shè)置；如采用電容耦合，通頻帶將受影響，放大倍數(shù)要達到要求，放大級數(shù)多，難以達到要求 。因此選方案二。 采用復(fù)合管構(gòu)成 MOS 配對管，增大輸出電流。 圖 方案相比較，方案二輸出電流大，故而使輸出功率也增 大了，故采用方案二。 方案一：直接采用配對的 Mos管組成甲乙類功率輸出級。 浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計