一分六音视频分配器课程设计报告课案.docx

课程设计报告书课 题：音视频分配器电路 院 （系）：机电工程学院 专 业：电气工程及其自动化学生姓名：学 号：题目类型：理论研究实验研究工程设计工程技术研究软件开发前言一、音视频分配器电路的主要内容本次课程设计的任务要求是用分立元件设计一个音视频分配器电路。性能指标要求为：音频频响 ，音频输入: 最小电平 VP-P最大电平 VP-P，音频输出：最小电平 VP-P最大电平 VP-P，输入输出阻抗： Ω；视频频响： 。视频输入: 最小电平 ，最大电平 视频输出：最小电平 ，最大电平 ，输入输出阻抗： 资料收集1、由于本课题中含有分立器件构成的宽频带放大器电路、功率放大电路，因此首先收集了部分三极管的技术手册，以供设计时参考使用。2、在资料收集方面：通过查阅互联网和图书馆中的有关技术文档为参考，以《电子技术基础（模拟部分）第六版》、《晶体管电路设计》为设计依据。3、在计算机辅助设计方面：采用SIMetrix软件对设计进行仿真，并最后使用Altium Designer 14完成原理图和PCB版图绘制。三、工作过程简介接到选题安排后根据题目要求进行讨论得到了一个总体方案，方案将电路分为三大模块：电源模块、视频信号放大模块、音频信号放大模块。接下来就是分模块方案：视频放大器部分采用三级构架构成，即：输入缓冲级—宽频放大级—功率输出级；音频放大器部分采用三级构架构成，即：输入缓冲级—电压放大级—功率输出级；电源部分由于考虑实际电路的需要，因此决定采用硅堆整流——三端稳压器稳压的结构。 完成理论设计后在SIMetrix仿真软件中对视频放大器，音频放大器进行仿真，通过调整相关元件参数使电路最终能达到设计要求，完成设计工作。随后使用Altium Designer 14输入原理图和绘制PCB版图。采用热转印技术将打印好的PCB版图转印在铜板上，确认转印良好后进行腐蚀、打孔、焊接元器件等工作，检查电路接线，焊接无误后进行电路板通电调试。?在首次上电测试过程中虽然实现了主体功能，但是没有达到预期的效果。仿真结果和实物有一些出入。实际电路板部分参数没有达到设计要求，宽频放大器部分频率响应上有缺陷，后经设计修改解决了这一问题。在音频部分的调试过程中，我们发现功率级偏流很大，发热严重。后经原因排除，确定问题在于我们直接接信号送入了动态偏置电路的基极，导致偏置失稳。最后经仿真试验证，将信号输入的方式进行了一些调整，将原本从偏置电路基极输入的信号改到射极输入，最终调试成功，完成了整体工作。目录1. 系统概述11.1. 系统设计思路11.2. 可行性论证11.3. 各功能块的划分与组成11.4. 总体工作原理22. 单元电路设计与仿真22.1. 各单元电路的选择22.2. 设计及仿真32.3. 工作原理52.4. 有关参数的计算及元器件参数的选择63. 电路的安装与调试63.1. 安装与调试过程63.2. 性能指标74. 结束语95. 鸣谢96. 参考文献97. 附录107.1. 附录1——元器件明细表107.2. 附录2—电路图117.3. PCB版图12系统概述系统设计思路参考有关资料和题目要求，我们决定采用三极管作为设计的主要器件，三极管发展历史较长，工艺成熟，价格较低，而且工作条件宽松，适合本次课程设计的需求，所以整个方案都将以三极管为核心器件进行。由于考虑到音视频分配器的实用性，电源部分特地采用硅桥整流和三端稳压器稳压的方案，以适应交直流供电的各种条件；此外，为照顾电源系统的通用性，整个供电系统使用±15V供电。在电路总体框架上，我们考虑到音频信号和视频信号的性质不一致，带宽有所差别，故最终采用音频视频分离的方案。音频视频分离的方案将采用两组放大电路，分别对信号进行处理。这样既降低了成本，也减少了设计难度。输入输出级采用射级跟随器进行缓冲，降低了接口匹配技术难度。可行性论证 我们为本次课设准备了三个方案。方案一：直接采用射级跟随器直接进行设计，仅对信号的电流进行放大，末级也直接采用射级跟随器作为缓冲，直接将信号进行输出。方案二：直接采用电压放大器进行设计，仅对信号的电压进行放大，末级采用射级跟随器作为缓冲，将信号输出。方案三：采用射级跟随器进行缓冲，中间级采用信号的电压进行放大，末级采用射级跟随器作为缓冲输出。由于射级跟随器的电压放大倍数小于1，因此方案一不能使得输出信号与输入信号等大，故不采用该方案。由于共射放大器的输出阻抗较大，带负载能力差，因此方案二不能使得输出信号在负载上不失真，故不采用该方案。方案三由于采用了射级跟随器进行缓冲，使得输入信号更好的传递，减少线路上的驻波，降低传输阻抗；射级跟随器的输出阻抗很低，使得负载上能够得到最够的功率。中间级采用了