低频功率放大器电子系统的设计.doc

PAGE 2 电子系统设 题目：低频功率放大器院系：信息工程学院专业：电子信息科学与技术姓名：学号指导老师： 低频功率放大器学号：031041016 姓名：彭福 专业：电子信息0310410班摘要：设计低频功率放大器，带宽20Hz20KHz,输出功率0.5w效率为65%，输出无明显的波形失真。用multisim仿真（打印出仿真设计报告）。搭建电路系统，测试设计主要参数。关键词：集成运算放大器，仿真。一、系统方案与论证 方案一：采用三极管搭建，由于题目要求功率放大，因此采用两级放大，第一级电压放大，采用普通的共射级放大电路，第二级放大采用典型的甲乙类互补推挽式功率放大电路，两个三极管交替工作，以达到功率放大的目的。 电路图如图所示：方案二：全部用集成运算放大器搭建。第一级电压放大和第二级功率放大。要达到功率放大的 要求，首先得将电压放大，然后在进行功率放大。电压放大采用普通的电压放大集成芯片NE5532，而功率放大则采用典型的功率放大集成芯片TDA2030。两级用电容隔离。如下图所示：理论分析与计算方案一：首先分析题意可算的负载8Ω两端电压为：VR=2v(有效值），再根据工作效率为65%，后级功率放大我选择乙类双电源互补对称功率放大电路如上图所示，其中根据乙类双电源互补对称功率放大电路知识可得V7≈VR=2v。再根据信号源VS=100mv(幅值），可推得增益放大应为28倍左右。前级共射级放大电路的已知条件：Av=28,Ri大于1kΩ，R0小于3kΩ，Vcc=12V.设计增益放大步骤：确定直流通路，算得静态工作点1ICQ=1.12mA(一般值率大于增益值取为30）2=10Ib ，Rb2=47.2k，取标称值47k，并用一个20k的固定电阻和一个100k的可变电阻串联而成，Rb1=23.34k ,取标称值24k，Re= 2k。3电容值分别为上图所示。由于三级管在实际工作中不稳定，受外界干扰大，因此不予采用。方案二：首先分析题意可算的负载8Ω两端电压为：VR=2v(有效值），再根据工作效率为65%，功放我选择功耗不较低的TDA2030.它的PDF文档的参考资料图为： 可知增益放大在30倍左右，基本上就满足题意，所以前级增益控制只需要控制增益即可。由于输入的一般是语音信号，所以前级选择对语音信号处理比较好的NE5532放大器。图中NE5532放大器与TDA2030放大器之间的电容起隔离直流的作用，滑动变阻器起微调电压增益的作用，电压旁边的0.01uf的电容起防电压干扰的作用，图中的1N4001二极管起保护TDA2030中的三极管的。因此选择此方案。三、测试仪器功率计、信号发生器、万用表、示波器四、测试结果与分析1.测试结果 测试指标理论值测试值输出功率0.5W508.551mW最大截止频率20.00kHz21.07Hz最小截止频率20Hz7.35Hz效率65%74.4%各图形如下图所示：1,通频带为7.35Hz-21.07kHz2,输出波形3，输出电压2.013V4，输出功率508.551W输出效率=508.551/683.5≈74.4%分析 从整个设计的要求和测试的数据来看，各参数指标基本上达到了题目的要求，但是存在一些问题。总结 这此的设计可以说比较简单，但是也有一些难点，就是输出效率的问题，在设计的过程中，查阅了相关的书本和咨询了老师，自己存在许多知识性问题，知识掌握不牢，动手能力不强，虽说这是一次软件射级实验，但是我也学到了很多东西。不仅要牢固掌握书本上的知识，还要加强自己的动手能力，今后会在这方面加强。总的来说，本次的设计能够达到题目要求。