模电低频功率放大器课程设计.doc

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模电低频功率放大器课程设计

长 沙 学 院 课程设计说明书 题目 低频功率放大器 系(部) 电子与通信工程系 专业(班级) 姓名 学号 指导教师 起止日期 2012/12/17-2012/12/23 模拟电子技术课程设计任务书(16) 系(部):电子与通信工程系 专业:电气工程及其自动化 指导教师: 课题名称 低频功率放大器 设计内容及要求 1、用集成运放和功率BJT设计低频功率放大器; 2、最大输出功率Pom 8W(正弦输入Ui=10mV时);负载电阻RL=8Ω;效率 50%;输入阻抗Ri为100kΩ。 设计工作量 1、系统整体设计; 2、系统设计及仿真; 3、在Multisim或同类型电路设计软件中进行仿真并进行演示; 4、提交一份完整的课程设计说明书,包括设计原理、仿真分析、调试过程,参考文献、设计总结等。 进度安排 起止日期(或时间量) 设计内容(或预期目标) 备注 第一天 课题介绍,答疑,收集材料 第二天 设计方案论证 第三天 进行具体设计 第四天 进行具体设计 第五天 编写设计说明书 教研室意见 年 月 日 系(部)主管领导意见 年 月 日 长沙学院课程设计鉴定表 姓名 学号 专业 电气工程及其自动化 班级 设计题目 低频功率放大器 指导教师 指导教师意见: 评定等级: 教师签名: 日期: 答辩小组意见: 评定等级:     答辩小组长签名:     日期:     教研室意见: 教研室主任签名: 日期:   系(部)意见: 系主任签名:        日期:      说明 课程设计成绩分“优秀”、“良好”、“及格”、“不及格”四类; 目录 一.设计原理及要求 5 1.设计要求 5 2.设计原理 5 二.设计方案的选取 6 三.理论分析与计算 8 四.改进及调试过程 9 1.改进及调试分析 9 2.Multisim仿真调试结果 10 五.设计电路图 11 六.设计体会 12 七.参考文献 13 一.设计原理及要求 1.设计要求 (1).用集成运放和功率BJT设计低频功率放大器; (2).最大输出功率Pom=8W(正弦输入Ui=10mV时);负载电阻RL=8Ω;效率等于50%;输入阻抗Ri为100kΩ。 2.设计原理 低频功率放大器电路主要由集成运算放大器、功率放大器两部分组成,设计比较简单,从而满足最大输出功率Pom= 8W(正弦输入Ui=10mV时);负载电阻RL=8Ω;效率 50%;输入阻抗Ri为100kΩ的要求。 向电路提供的低频信号,前置放大电路可以放大输入信号的电压值,并且使用电位器调节放大倍数,电压可以增大一千多倍,实现了电压的放大,也控制最终实际输出功率的大小。再将输出信号输入功率放大器,电压大小基本不变,而电流却增大许多,从而实现了功率的放大。 图1.原理框图 图2.前置放大电路图 前置放大电路主要由一个集成运算放大器组成,即可实现一千多倍的电压放大。 功率放大电路的选用:甲类功率放大电路,支流输出电阻小,带负载能力强,但有用功效率比较低,一般用于信号源的推动放大。乙类功率放大电路,虽然管耗损少有利于提高效率,但存在严重的波形失真,输出信号的半个波形被消耗掉了,一般使用时是用互补的两个管子交替工作输出,加装一定的偏置电路后可以克服管子的交越失真,使之完整的输出放大信号。最常用的是甲乙类工作电路,他结合了甲类功放电路和乙类功放电路的优点,使之更好的放大信号。 这里有两种合理的方案选择。 二.设计方案的选取 方案一:如图3所示是变压器耦合单管乙类功率放大器,图中T1为输入变压器,T2为输出变压器,R1、R2组成分压偏置电路,Re是直流负反馈电阻,用来稳定工作点,C1、C2是偏置电路的旁路电容。 输入变压器T1倒相作用,使Q1和Q2两管的基极信号大小相等、方向相反。输出变压器T2的初级也设有中心抽头,分别将Q1和Q2两管的集电极信号耦合到次级,使负载获得输出信号。 图3变压器耦合单管乙类功率放大器电路 方案二:图4所示为OCL 低频功率放大器。其中由晶体三极管Q1组成推动级(也称前置放大级),Q2、Q3是一对参数对称的NPN和PNP型晶体三极管,它们组成互补推挽OCL功放电路。由于每一个管子都接成射极输出器形式,因此具有输出电阻低,负载能力强等优点,适合于作功率输出级。Q1管工作于甲类状态,它的集电极电流I一部分流经二极管D1、D2, 给Q2、Q3提供偏压。调节R3、R4,可以使Q2、Q3得到合适的静态电流而工作于甲、乙类状态,以克服交越失真。 当输入正弦交流信号

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