模拟电子课程设计.docx

模拟电子课程设计 名目： 一.设计任务和要求 1 1.1 设计任务： 1 1.2 设计要求： 1 二.总的设计步骤 2 三． 设计的方案的选择与论证 4 3.1音频功率放大器工作的差不多原理 4 3.2 设计过程 4 四． 电路设计运算与分析 9 4.1电路设计运算 9 4.2电路中各元器件的功能和参数选择 10 4.3电路的总体分析 11 五Multisim仿真 12 六Protel软件的应用 15 6.1PCB图的制作过程 15 6.2将设计图用protel软件制作的PCB 17 七．心得体会 18 心得与体会 18 八．附录 20 1．原件清单 20 2．元器件的本卷须知 21 3.音频功率放大进展史 22 九．参 考 文 献 24 一.设计任务和要求 1.1 设计任务： 设计并制作一个音频功率放大电路〔电路形式不限〕，负载为扬声器，阻抗4。 1.2 设计要求： 技术指标如下： (1)。输入信号：ui=10mV，f=1kHz； (2)。不失真输出功率：Po>4W； (3)。负载阻抗：RL=4Ω； (4)。输入阻抗：Ri>20KΩ； (5)。整机电压增益：Au>200； (6)。频带宽：fL~fH=50Hz~20kHz，输出波形差不多不失真。 二.总的设计步骤 总体设计步骤 开始 开始 研究探讨设计任务及要求 研究探讨设计任务及要求 音频功率放大器原理分析 音频功率放大器原理分析 确定总体设计思路 确定总体设计思路 原理图仿真 原理图仿真 调试电路以达到设计要求 调试电路以达到设计要求 摘要 这次的模拟电路课程设计题目为音频功率放大器，简称音频功放，音频功率放大器要紧用于推动扬声器发声，凡发声的电子产品中都要用到音频功放，比如手机、MP4播放器、笔记本电脑、电视机、音响设备等给我们的生活和学习工作带来了不可替代的方便享受。 我要紧采纳了两种方法对其进行了分析和设计，一种利用了TDA2030集成芯片对其进行放大输出，另一种是利用二极管进行偏置的互补对称电路，即分立元件进行设计放大。期间遇到了许多问题，只是好在在老师的指导，同学的关心下终于成功调试成功，设计题目也算比较圆满的完成了。 在设计的过程中，第一对自己的设计思路有个整体的认识，即对音频功率放大器的原理了解，在查阅了专门多资料，以及对实验器材有了初步了解以后，利用课本及一些资料上所描述的同相放大电路和甲乙类互补对称功率放大电路的差不多知识，通过对两种方法的对比评析确定了下面的课程设计。 设计的方案的选择与论证 3.1音频功率放大器工作的差不多原理 音频功率放大器实际上确实是对比较小的音频信号进行放大，使其功率增加，然后输出。其原理如图(一)所示，前置放大要紧完成对小信号的放大，使用一个同相放大电路对输入的音频小信号的电压进行放大，得到后一级所需要的输入。后一级要紧对音频进行功率放大，使其能够驱动负载电阻而得到需要的音频。设计时第一依照技术指标要求，对整机电路做出适当安排，确定各级的增益分配，然后对各级电路进行具体的设计。 依照技术指标要求：Po>4W,输出电压U=Po RL > 4×4 =4V, 要使输入为10mv的信号放大到输出大于4V的信号，所需的总放大倍数应大于400。 3.2 设计过程 方案一： 图 如上图所示，运算放大器TAD2030为电路的驱动级电路，而两个晶体管构成功率输出级由双电源供电的OCL互补功放对称电路，为了克服交越失真，由二级管和电阻构成输出级的偏置电路，使输出级工作于甲乙类状态，稳固了输出电压和功率增益，减小了失真。然而，方案中也差不多上利用到了运算放大器的放大运算作用，其中利用到了大量的电阻和电容如此对其中的噪声的过滤就会有专门好的作用，然而与此同时，如此的话，元件数太多，焊接的时候会相对比较复杂，大量生产是所需工作量较大。而且在实际生活中专门难找到对外性质完全相同的两个三极管。因此我舍弃了第一个方案。 方案二： LM386是一种音频集成功放，具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范畴大、外接元件少和总谐波失真小等优点，广泛应用于录音机和收音机之中。LM386电源电压4--12V，音频功率0.5w。LM386音响功放是由NSC制造的，它的电源电压范畴专门宽，最高可使用到15V，消耗静态电 为4mA，当电源电压为12V时，在8欧姆的负载情形下，可提供几百mW的功率。它的典型输入阻抗为50K。但输出功率要求在4w以上因此舍弃此方案。 图二方案三： 图二 音调操纵电路大多由RC元件组成，利用RC电路的传输特性，提升或衰减某一频段的音频信音调操纵电路一样可分为衰减式和负反馈式两大类，衰减式音调操纵电路的调剂范畴能够做得较宽，但由于中音电平也要作专门大的衰减，同时在调剂过程中整个电路的阻抗也在变化，因此噪声和失真较大。负反馈式音调操纵电路的噪音和失真 《模拟电子课程设计》文档详述了一次针对音频功率放大器的设计任务，旨在培养学生理解和应用模拟电子技术的能力。设计任务包括构建一个能驱动4Ω扬声器，且具有特定技术指标的音频功率放大电路。设计要求包括输入信号、输出功率、负载阻抗、输入阻抗、电压增益和频率响应等。 在设计过程中，学生首先需深入理解音频功率放大器的工作原理。音频功率放大器的主要功能是将微弱的音频信号放大，使其足以驱动扬声器产生声音。它通常由前置放大和功率放大两部分组成，前置放大器放大小信号，功率放大器则将其转换为足够的功率输出。设计时，需根据技术指标确定电路的整体布局和各级增益。 文档中提到了三种设计方案的论证。第一种方案使用TDA2030集成芯片，通过运算放大器和晶体管实现功率输出，但因元件数量多、焊接复杂和难以找到特性完全匹配的三极管而被舍弃。第二种方案采用LM386集成音频功放，因其输出功率不足4W而不满足设计要求。最终，学生选择了第三种方案，但文档未给出具体细节，可能涉及音调控制电路的运用。 电路设计运算与分析环节，学生需进行电路设计计算，确定每个元件的参数以满足技术要求。这涉及到电路增益计算、元件选择和整体性能分析。例如，通过计算得知，为实现最小4W的输出功率，总放大倍数至少需400。 Multisim仿真软件在设计流程中扮演了重要角色，用于验证电路的性能和可能存在的问题，确保在实际制作前达到设计目标。此外，Protel软件用于PCB图的制作，将设计的电路原理图转化为实际的电路板布局，以便于实物制作。 在整个课程设计过程中，学生不仅掌握了音频功率放大器的设计原理和技术，还锻炼了问题解决和实际操作能力。最后的心得体会部分，学生分享了在设计和实施过程中遇到的挑战和收获，强调了理论知识与实践相结合的重要性，以及团队协作和导师指导的价值。 通过这次设计，学生深化了对模拟电子技术的理解，掌握了音频功率放大器设计的基本步骤，包括需求分析、方案选择、电路设计、仿真验证和硬件实现，这对未来从事相关领域的工作有着深远的影响。