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实用音频功率放大器.doc

实用音频功率放大器.doc

上传者: 紧紧相依心连心 2017-10-19 评分 5 0 215 29 979 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《实用音频功率放大器doc》,可适用于IT/计算机领域,主题内容包含实用音频功率放大器实用音频功率放大器桂林电子科技大学应用科技学院摘要介绍了如何设计并制作一款最大不失真输出功率PORW(失真度小于)带宽BW(,)H符等。

实用音频功率放大器实用音频功率放大器桂林电子科技大学应用科技学院摘要介绍了如何设计并制作一款最大不失真输出功率PORW(失真度小于)带宽BW(,)Hz(功放部分)在POR下的效率在前置放大级输入端交流短接到地时RL=Ω上的交流声VPPmV前置放大器具有低音、中音、高音调节功能具有音量调节功能的实用功率放大器。关键词:功率放大音量调节音调调节应用科技学院大学生科技协会桂林电子科技大学应用科技学院一总体方案设计系统的原理方案图如上图所示。它主要由音频功率放大、控制器、键盘、显示电路组成。该系统是一个具有低噪声、输出功率可调控的功放电路。二单元模块设计功率放大模块由于题目已经要求使用分立元件做功放后级且也规定使用OCL结构的功放电路因此我们就此要求进行方案设计。()方案一前级使用高性能的集成运放如NE、NE、LM、OPA等后级采用分立元件做后级即用运放来驱动功放电路。这样的电路制作起来相对简单性能也不错但是后级所需的电压值通常较高难以满足题目的要求。()方案二整个电路由分立元件构成后级采用大功率三极管做输出例如SCBTIP等以获得足够的输出功率。但是大功率三极管在低压下难以发挥其作用不仅系统不稳定而且波形极易失真带宽小。()方案三整个电路也由分立元件构成前级使用差动放大电路后级使用中功率管构成互补对称功率放大电路。由于要找到两只性能完全一致的NPN和PNP两种型号的大功率管是很困难的但要找到两只性能完全相同的同型号的大功率管就容易多了。与此同时采用复合管作为功率放大三极管电路简单易调试。综上所述方案三电路比较简洁功率管容易配对调整方便可兼顾多方面的指标要求所以选择此方案。其电路原理图如图所示应用科技学院大学生科技协会桂林电子科技大学应用科技学院图电路输入部分由VT、VT组成单端输入、单端输出的差动放大电路它具有一致性好容易配对工作噪声低等优点。信号由的VT基极输入从VT的集电极输出。VT为推动级它是由一只PNP管组成的共发射极放大电路在这里采用PNP管是为了和前置级的NPN管适配易于中点电压的调零。VT、VT与VT、VT组成复合准互补甲乙类推挽功率输出级。VD与RR组成推挽输出级的静态偏置电路使输出级工作在甲乙类调节静态时VT、VT的基极电流电位可近似认为VbIb可调整其工作点。IbVeIbIb,其基极电位为VeR。由于Ib很小所以基极VbV。而发射极电位=Ve=V。所以R中的电流IR=(V)R=()=mA。I为VT、VT两管静态电流之和故Ic=IR=mA。改变R的阻值就可以调整前置放大级的静态工作点。但R的值不可过小否R既是VT的集电极负载又是推动级VT的偏置电阻。改变R的阻值可以调整VT的静态则抑制零点漂移的效果就会减弱。工作电流Ic。当R和R选好后只要调节R就可使中点电位为V。RR为输出级复合管基极的静态工作点调整电阻改变的阻值就可调整输出级的静态工作电流一般应调在~mA为应用科技学院大学生科技协会桂林电子科技大学应用科技学院好。音量控制模块KCPU部分UF音量等级显示UMOSISCKMISO信号输入信号输出音量调节图控制部分单片机扫描键盘当功率加减按键按下时程序自动内部进行运算当按下功率输出键时LCD显示设置的输出功率一方面单片机控制DA转换芯片DAC输出控制电压调整输入信号的强弱另一方面程序控制输出功率的强弱限制输出功率的大小符合事先的设置值此时的输出信号的电压值由ADC取得并传送到单片机处理由此得到的数据反馈到DAC中实现对输出信号的实时监控以设置的功率恒定输出。于是功放的输出功率由程序控制成为数字控制的功率输出。应用科技学院大学生科技协会桂林电子科技大学应用科技学院显示部分方案一:使用数码管LED显示。使用LED显示的好处是显示亮度高元件的价格低容易购买。方案二:使用液晶LCD显示屏显示数据。LCD屏可以多行同时显示字符并且能显示汉字或者任何的字母数字占用面积小响应速度快。方案一有个很大的缺点就是当需要显示的字符很多的时候PCB布线将变得很繁琐占用单片机资源比较多虽然串行显示可以解决这个问题但是为了避免不必要的麻烦把时间浪费在程序编写以及PCB布线上使用LCD显示是一个很好的选择。字符显示方面一个方案是使用LED数码管显示另一个方案是使用LCD液晶显示屏显示数据。而且现在的LCD自带字库编程显示字符变得非常简单。键盘部分方案一:所有的数字字符采用*按键控制。方案二:采用一个控制按键加一个设置按键来控制单片机的运行。方案一明显不能体现简约的设计方法因此如果使用方案二的话只要在程序上稍微编写一下将能省下很多接口资源并且控制起来简单很多布线也非常简单因此键盘使用方案二。输入信号控制部分方案一:采用数字电位器控制输入信号。方案二:采用DA控制输入信号。方案一采用数字电位器目前数字的数字电位器可控制的电压幅度有限最大电压不超过V且课通过电流也很小线性度差单片机控制起来不方便。所以采用方案二DA采用DAC单片机控制起来极其方便线性度也较好但信号经过DA后被掺入噪声所以在输出端需加电容滤波。整流电路部分方案一:采用一般的桥堆整流滤波。方案二:采用带反馈的运放整流电路。方案一中整流桥堆在整流时电压会有压降将导致在计算功率时出现较大误差。方案二采用了反馈技术保证了在整流时不会产生压降在计算功率时精度大大提高。输出功率测量部分方案直接确定为:功放的输出电压经过整流电路得有效值有效值经过ADC将模拟电压值转换成数字量在单片机内换算成功率值显示在LCD上。滤波电路部分方案一:采用普通电容滤波。方案二:采用阶有源滤波。方案一中采用传统电容滤波方式但是需使用大小不一的多种电容占空间大且效果不一定好。如采用有源滤波电路简单滤波效果好最高只能让Hz的频率通过。三各器件的安放位置及布线规则功放电路应遵循单点接地的原则即以电源地为“点”前后级各元件的接地端都一根一根的接到电源地去。前后级的电源也采取单点接地的布线规则以避免后级的大电流影响到前级电路。并且电源地与输出地应尽可能的接近输入端的地线也应引长线到电源地这样可以进一步减少影响减小噪声电压。走线应追求短并且简洁。应用科技学院大学生科技协会桂林电子科技大学应用科技学院功放电路的布局也很重要应遵循简洁、对称、美观的原则。四测量仪器TFGV型函数信号发生器双踪示波器失真度测试仪五测试报告电源提供V电源函数信号发生器输出Vpp的正弦信号接好负载和失真度测试仪示波器探头测量输出端。()失真度及功率测试在失真度为时输出功率为W。()频率响应输入Vpp正弦波调整输入信号频率测得带宽为Hz~KHz优于设计要求。()将输入端交流短接到地功率输出端接上电阻负载用双踪示波器测得输出噪声电压为Vpp=mVpp。(六设计总结本设计的目的是设计一个可以控制输出功率的音频放大器能够使用键盘控制输出任何有效范围内的功率并且要求功率放大器具有低噪声高效率等。我们在制作的过程中遇到了很多的麻烦不过由于我们在赛前做了充足的准备经过仔细的论证试验都圆满的解决了。应用科技学院大学生科技协会桂林电子科技大学应用科技学院参考文献杨诠科模拟电子技术基础高等教育出版社年月肖景和赵健高保真音响电路与家庭影院音响系统人民邮电出版社年月李雄杰叶建波家用音响原理与检修电子工业出版社年月附录单片机程序:#includeREGH#defineucharunsignedchar#defineDACPsbitP=P^sbitP=P^unsignedintjvoiddisplay(uchardat)ucharcodediscode={xf,x,xb,xf,x,xd,xd,x,xf,xf,x,xc,x,xe,x,x}共阴代码ucharcodebitcode={xf,xbf,xdf,xef,xf,xfb,xfd,xfe}数码管位选代码voiddelay(){unsignedintt=while(t)}voidmain(){DAC=P=XFFdelay()while(){display(DAC)if(P==){for(j=jj)if(P==){DAC}}if(P==){应用科技学院大学生科技协会桂林电子科技大学应用科技学院for(j=jj)if(P==){DAC}}}}voiddisplay(uchardat){P=XFFunsignedcharifor(i=ii){P=bitcodeiP=discodedatdat=datdelay()}}应用科技学院大学生科技协会

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