模电设计报告.docx
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模电设计报告
一、设计任务
1、通过设计性试验,掌握集成功率放大器外围电路元件参数的选择和集成功率放大器的应用方法。
2、熟练掌握电路的调整和指标测试,为今后应用集成功率放大器打
下良好的基础。
3、加深对直流稳压电源的理解。
4、熟悉整流电路、滤波电路及其作用。
5、加强团队合作意识。
二、系统总体设计方案
1、电源部分
实验设计中的LM386—1所需电源电压为4V~12V直流电源,可以通过将220V电网电压经电源变压器降压为12V后,经单相桥式整流电路、电容滤波电路处理,再经过稳压模块7805转变为5V稳定的直流电源。
2、功率放大部分
功率放大部分主要采用LM386N-1低压音频集成功率放大器,具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少,总谐波失真小等优点。
使用OTL电路,需外接输出电容,为改善频率特性,减少非线性失真,其内部引入深度负反馈。
在集成功放内部又有保护电路,可防止功放管过流、过压、过损耗或二次击穿。
基于以上优点LM386外接很少元件即可构成实用电路。
三、系统分析与设计
实验中所需直流电源通过对市电220V处理获得,设LM386需5V稳定的直流电源,则需对市电先通过变压器降压后整流、滤波经稳压电路得到;对音频集成功放LM386先熟悉其各个引脚,与相应的旁路电容、输出电容、地等相接即可。
根据需要计算各电容、电阻及负载的值,其中R2可用于调节扬声器音量;R1与C4串联构成校正网络进行相位补偿;C7使引脚1和8在交流通路中短路,
=2OO;C6为旁路电容;C2为去耦电容,用于滤掉电源的高频交流部分。
LM386内部分析
第一级为差分放大电路,T1和T2,T3和T4分别构成复合管,作为差分电路的放大管,T5和T6组成镜像电流源作为T1和T2的有源负载;信号从T3和T4管的基极输入,从T2管的集电极输出,作为双端输入单端输出差分电路。
它可使单端输出电路的增益近似等于双端输出电路的增益。
第二级为共射放大电路,T7为放大管,恒流源作为有源负载,以增大放大倍数。
第三级中的T8和T9管复合成PNP型管,与NPN型管T10构成准互补输出级。
二极管D1和D2为输出级提供合适的偏置电压,可以消除交越失真。
利用瞬时极性法可以判断出,引脚2为反向输出端,引脚3为同相输出端。
电路由单电源供电,故为OTL电路。
输出端应外接输出电容后再接负载。
电阻R7从输出端接到T2的发射极,形成反馈通路,并与R5和R6构成反馈网路,从而引入深度电压串联负反馈,使整个电路具有稳定的电压增益。
四、总电路图、元器件清单、仪器仪表清单
1、电路图
2、元件清单
12V变压器1个
1N40094个
78051个
LM386N11个
电阻10
1个
可变电阻10K1个
电容0.05uF1个
0.1uF1个
10uF3个
220uF1个
470uF1个
扬声器8
3w1个
3、仪器仪表清单
数字万用表一台
双踪示波器一台
五、系统安装、调试与参数测量
1、安装与调试
在实物安装调试过程中,开始没有在集成稳压模块输出级加滤波电容,结果导致干扰噪音非常大,加入滤波电容后噪音明显减弱。
通过EWB模拟仿真方便进行调试。
2、参数测量
选取测试信号频率为5kHz正弦波
输入电压(mV)
输出电压测试值(mV)
输出电压理论值(mV)
百分误差
100
220
350
六、改进意见与收获体会
1、改进意见
在整体安装调试过程中,噪声是困扰我们主要因素。
如果能较好的控制噪声的影响,会使设计更加完美。
改进方面:
适当增加滤波电路使噪声尽可能减少。
2、收获体会
通过本次设计性实验音频功率放大电路的设计、安装与调试,我对直流电源有进一步了解,掌握了将市电转为稳定直流电源的方法。
因实验所需直流电压数值与电网电压有效值相差很大,通过电源变压器可将220V降压;然后利用二极管的单向导电性,通过单向桥式整流电路将正弦波电压转为单一方向脉动电压;经电容滤波电路可将脉动的直流电压变为平滑的直流电压,最后经稳压环节即可输出稳定的直流电源。
通过对LM386的内部分析及各引脚的熟悉,我对集成功率放大电路及其外围电路有了更深一步的了解,对集成OTL电路应用有进一步掌握,对电路故障分析和解决的能力有了进一步提升。
由于实验假定负载为纯电阻,视整流二极管为理想二极管,忽略变压器损耗等因素,实验结果可能存在一定误差。
另外我们更加意识到团队合作的重要性,只有发挥每个人的智慧才能使团队的创作达到最高水平。
总之,模电设计性试验我收获颇多,在以后的学习中我会继续努力学习,增强自身动手能力。
七、参考文献
童诗白《模拟电子技术基础》高等教育出版社,2001
毕满清《电子技术实验与课程设计》机械工业出版社,2009
全国大学生电子设计竞赛获奖作品汇编北京理工大学出版社,2004
八、成绩
年月日