OCL功率放大器设计.docx

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1、OCL功率放大器设计一.主要技术指标：1.最大不失真输出功率：Pom8W;2.负载阻抗(扬声器)：RL=IOQ；3,频率响应：f=50Hz20KHz(3dB);4.非线性失真系数：r44l口口外口口晶体管图示仪失真度测量仪三.实验要求:1 .认真阅读指导书中OCL电路的设计和调试方法，体会和掌握工程估算方法。2 .对各级电路进行估算，确定具体电路形式，选定元件参数，对主要指标校核验算。3 .元件测试挑选，组装焊接，调试和测量电路性能指标。经过实验，修改预设计方案，直到达到指标要求为止。4 .按规范写出设计报告。四、电路设计：（一）选择电路形式：说明：输出级是由T6、T8和T7、T9组成的复合互

2、补对称电路，可以得到较大的功率输出，电阻RI2、R14用来减小复合管的穿透电流，增加电路的稳定性。偏置电路用三极管T5组成恒压电路。激励采用T4组成的共射放大电路。输入级是由Tl、T2、T3组成的带恒流源的差分放大电路，减小直流漂移，并且引入深度负反馈，进一步稳定输出点的静态零电平。（二）确定电源电压电源电压的高低决定着输出电压的大小，而输出电压又由输出功率来决定。当输出功率达到最大是，管子已接近饱和，此时输出电压接近电源电压，所以为保证功放的最大不失真功率Pom达到指标，电源电压必须大于最大输出电压。考虑到管子的饱和压降以及发射级电阻的降压作用，我们用下式表示电源电压与最大输出电压的关系：V

3、om=2PomRL所以Ec=15v其中称为电源利用效率。一般取0.6-0.81.电源电压设Pom8wRL=10欧电源利用效率取0.8Ec15v（三）估算功率输出级电路2.选择大功率管T8,T9Vcema某g2Ec二30v忽略管压降，则Ic8ma某仁EcRL=l.5AIc9ma某仁EcRL=L5A单管最大集电极功耗：Pc8ma某=Pc9ma某=0.2Poma某+IoEC=L8w其中Io为功率管的静态电流，一般取Io=2030m根据功率管极限参数选择T8和T9:选择合适的大功率管，其极限参数应满足：R9200hmw1T4Key=A50100pFW2R25k0hm2N3906Q1V116V某SClG

4、TR8Key=A2.23k0hm500k0hmT5R61.56k0hmR72N2222A2N4401T8ZT某851ABC1IOuF-POLT1T2R12800hm2N2222A2N2222A30k0hmR54490hmC547uF-P0L2N2222AD1R43.32k0hmlN4003GPC447uF-P0LR101.6k0hmR138.80hmT3某FGlRL100hmC2R10.01uF30k0hm2N4403T7T9ZT某851R30.35k0hmD21N4003GPR11R146000hm800hm某MMl图2.1整机电路IV(BR)CEOlVcema某ICMIc8ma某PCMPc

5、8ma某因为互补对称电路要求两管参数尽量对称，故应使两管的放大倍数相等。3.选择互补管T6,T7,计算R12,R13,R14(1)确定R12,R14确定的原则是：应使T6,T7的输出电流大部分能注入T8,T9的基极。T8,T9管的输入电阻为：ri8=rbe8Ri9=rbe9大功率管的rbe一般为10欧左右。通常取R12=(510)ri8=60R14=(510)ri9=60(2)计算R13R13=R12ri8=8(3)选择T6,T7管Vcema某2Ec=30vIc6ma某=(1.l.5)Ic8ma某/8Ic7ma某=(L1L5)Ic9ma某/B9Pc7ma某=Pc6ma某=(L1L5)Pc8ma

6、某/B8选择，使其极限参数满足:PcM(1.l.5)Pc8ma8ICM(1.l.5)IcmaM/8|V(BR)CEOl2Ec=30v故T6,T7取9013,9015三极管。4.计算偏置电路：Pcm(l.1.5)Icma某/B8Vb6-Vb7=VBE6+VBE8+VBE7=1.7v又VCE5=VB6-VB7=VBE5某(R8+R6)R6设VBE5=0.7v则(R=+R6)R6=177即R8=107R6为了保证T5基极电位稳定，取IR8=(5-10)ICQ5B5所以R6VBE5IR8=1.5KQR8107R6=2.2KQ5 .估算推动级电路：(1)确定T4的静态工作电流：T4工作在甲类放大状态，一

7、般取：4=2-10僦(2)计算灯0,灯1R10+Rll=(Ec-VB7)ICQ413(R1O+R11)R112ORL则Rll=O.65KR10-l.6K(3)设计自举电容C5C5=(3-10)l2fLRll=47uF(4)选择T4因为T4工作在甲类放大状态，贝IJ：IV(BR)CEOlVce4ma某=2Ec=24vPCM5(Ec某ICQ4)(5)估算输入级电路1 .确定差分放大电路静态工作电流：一般选ICI=IC2=(0.5-2)mAIc3=Icl+Ic22.计算R2,R3,R4一般取ID3mAR4=Ec-(VD1+VD2)ID=3.3KR3=(VD1VD2-VBE3)Ic3=3603.Tl,

8、T2,T=管的选择为使差分电路稳定工作，T1,T2满足IV(BR)CEOIL2Ec=14.4vP=5cl某Ec)=90mwT3选用同类管(六)估算反馈电路：取Rl=30kR7=Rl=30K又因为Avf=I+R7R5所以R5=R7（Avf-I）=442C4（3-10）l2fLR5=l.6uFC12（3-10）l2fLRl=0.06uF（七）补偿元件的选取C3=100pF五、OCL功放的调整和测试：（一）静态调试：1.检查电路OCL功放焊接以后，首先对照安装图检查每个元件所在位置是否正确，特别是有极性的电容，以及三极管和二极管的管脚是否有焊接错，再测量+Ec、-Ec两点对地的电阻值，如小于50。则

9、属于不正常，必须排除故障后再进行下一步的调试。2 .测量各级静态工作点先不接负载，同时接通15V电源，观察直流稳压电源面板上的电流读数，应小于50mA,否则属于不正常。逐级测量各管的VBE、VCE,若VBE=O（管子截止），若VCE=O（管子饱和），说明工作状态都不在放大区，在放大状态的硅管VBE=O.6-0.7V。如出现上述情况，应先排除故障，方可进行下面的调试.3 .先不接负载，测量输出端A点的对地电位，调节灯使VA=O,若不能，可能是Tl、T2严重不对称引起的，也可能是正，负电源不对称引起的，查明原因，排除故障，是VA=OV。4 .调节W2,使VCE5=L6T.8V,观察直流稳压电源面板

10、上的电流读数，接近0.（二）动态测试：按图2.2所示电路接线，进行指示测试。示波器=低频信号发生器图2.2测试接线图1 .输入最大功率的测量：输入信号频率为f=lKHZ,逐渐加大输入信号电压Vi,使输出Vo28V（有效值）并测量此时的失真度，如符合条件，则达到了指标。2 .输入灵敏度测量：输入信号频率f=lKHZ,逐渐增加输入信号，使Vo=8V（有效值），测量此时的输入信号电压ViW300mv,即达到指标。3.频率响应测量：先使f=lKHZ,Vo50%Vom,测得此时的vi,保持Vi不变，改变信号率从20HZ-50KHz,测得对应的Vo。注意测试过程中波形不应失真，不能有振荡产生，如在20HZ

11、-50KHZ范围内，Vo保持在50%VOm3dB的范围内，则达到指标。毫伏表OCL功率放大器失真度仪4.失真度测量：分别输入IOOHZ,1KHZ,10KHZ的信号，输出达到最大功率时，测出对应的失真度数值。5,测量噪声电压:将输入端短路，用毫伏表测量输出端电压，如输出端电压VnW15mV,则满足要求。(三)调试记录：L整机静态工作电流：分别取下保险丝，将电流表串接入电路，读出数据，得I+=2L5mAb=28.ImA2.静态工作点：静态时，A点对地电位：VA=O.016V3.最大不失真输出功率Pom和输入不灵敏度。输入信号f=lKHz,R=IOQ测出Wl%时的Vom=8.7V,Pom=7.57肌

12、此时信号Vi=120mV4.频率响应：使信号频率f=lKHz,测出输出电压V=50%Vom=435,Vi=70mV,保持Vi不变，测出下表中的输出电压：f(HZ)20电压V。(V)3.84.04.14.24.34.44.54.41005001000100002000030000400005 .噪声系数:Vn=2.5mV6 .稳定性的检查：(1) EC二15V时VA=0.016v;(2)Ec=12vVA=O.012v；(3)Ec=+18vVA=O.018o若均小于IOOmv,说明放大器工作稳定。设计体会与总结：1、在这次设计中，让我确实遇了很多难以解决的问题，同时也学到了很多知识。掌握了功率放大器电路的设计与制作，掌握晶体管极性的判断，还有如何去检查电路中的错误与线路是否导通，进一步熟练万用表的使用，如何焊接电路。更让我明白团体精神的重要性。更懂得做好一件事情的不容易。2、在接电路的过程中要仔细并且得有耐心，在检查错误时要更耐心，当出现错误时，首先检查线接对了没有，如果没有错误就看是不是元件存在问题，遇见错误要一步一步的来，不要这里弄一下那里弄一下，这样是不行的。总之检测电路是要有耐心的慢慢的检查。虽然本次设计做出的实物并不是很美观，但看见制作成功确实也有一种成就感。