功放实验报告.docx

资源描述

功放实验报告.docx

《功放实验报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《功放实验报告.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

功放实验报告.docx

功放实验报告

选课时间段：

星期二10.11节课

座位号：

33成绩：

杭州电子科技大学实验报告

课程名称：

线性电子电路实验

实验名称：

功率放大器

实验类型：

指导老师：

同组学生姓名：

专业：

通信工程

姓名：

学号：

班级：

通信二班

日期：

2012.5.30

地点：

2教

一、实验目的

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8

。

要求直流稳压电源供电，多级电压、功率放大，所设计的电路满足以下基本指标：

（1）频带宽度50Hz～20kHz，输出波形基本不失真；

（2）电路输出功率大于8W；

（3）输入阻抗：

≥10kΩ；

（4）放大倍数：

≥40dB；

（5）具有音调控制功能：

低音100Hz处有±12dB的调节范围，高音10kHz处有±12dB的调节范围；

（6）所设计的电路具有一定的抗干扰能力；

（7）具有合适频响宽度、保真度要好、动态特性好。

发挥部分：

（1）增加电路输出短路保护功能；

（2）尽量提高放大器效率；

（3）尽量降低放大器电源电压；

（4）采用交流220V，50Hz电源供电。

二、实验内容与原理

1、设计内容

本电路设计采用前置放大电路和音频功率放大电路相结合的放大模式，前者采用有“运放之皇”的NE5532对电压进行放大，后者采用性能优良的TDA2030对电压和电流放大，给音响放大器的负载（扬声器）提供一定的输出功率。

当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出的信号的非线形失真尽可能的小，效率尽可能的高。

在前置放大和功放之间加上一个滑动变阻，就保证了音量可调，在滑动变阻器之前再加上一足够大电阻，这样保证了信号不失真。

除此之外，加上相应的旁路电容又使得电路具有杂音小，有电源退偶，无自激等优点。

根据实例电路图和已经给定的原件参数，使用multisim10软件模拟电路，并对其进行静态分析，动态分析，显示波形图，计算数据等操作。

音频控制器

前置放大器

2、设计原理

①．第一部分：

在前置放大电路中，我们采用了NE5532，由于一般信号源所输出的信号幅度很小，仅为几十分贝的增益，较难使功率放大器输出较大的功率。

因此在功率放大器前面加一放大电路——前置放大电路，将信号源的小信号放大至功率放大器所需要的信号。

此外，前置放大电路还将不同信号源所输入的不同阻抗、不同幅度的电压进行阻抗匹配等处理后送至功率放大器。

②．第二部分：

音调控制电路，负反馈式音调控制器的工作原理，由于集成运算放大器具有电压增益高、输入阻抗高等优点，用它制作的音调控制电路具有电路结构简单、工作稳定等优点，典型的电路结构如图2所示。

其中电位器Rp1是高音调节电位器，Rp2是低音调节电位器，电容C是音频信号输入耦合电容，电容C1、C2是低音提升和衰减电容，一般选择C1=C2，电容C3起到高音提升和衰减作用，要求C3的值远远小于C1。

电路中各元件一般要满足的关系为：

Rp1=Rp2，R1=R2=R3，C1=C2，Rp1=9R1。

负反馈式音调控制器的完整的幅频特性曲线的波特图

音调控制电路的幅频响应波特图

③、第三部分：

功率放大器：

功率放大器的主要性能指标有最大输出不失真功率、失真度、信噪比、频率响应和效率。

目前常见的电路结构有OTL型、OCL型、DC型和CL型。

在功放部分我们用了TDA2030,其特点如下[1].外接元件非常少。

[2].输出功率大，Po=18W（RL=4）。

[3].采用超小型封装（TO-220）,可提高组装密度。

[4].开机冲击极小。

[5].内含各种保护电路，因此工作安全可靠。

主要保护电路有：

短路保护、热保护、地线偶然开路、电源极性反接（Vsmax=12V）以及负载泄放电压反冲等。

[6].TDA2030A能在最低±6V最高±22V的电压下工作在±19V、8阻抗时能够输出16W的有效功率，THD≤0.1%。

三、实验仪器

Multisim仿真软件、altiumdesigner10、示波器、万用表、覆铜板、函数发生器、热转印机、钻孔机、环保腐蚀液、MP3、喇叭、电路板，电阻、电容、二极管等元器件若干（见附录1元器件清单）等等。

四、实验步骤

1.实验设计

（一）前置放大器设计

前置放大设计图

（二）音调控制电路设计

音调控制电路设计图

（三）功率放大电路设计

功率放大电路设计图

五、操作方法

PCB布线与焊接

●布线

1．布线方向：

从焊接面看，元件的排列方位尽可能保持与原理图相一致，布线方向最好与电路图走线方向相一致，因生产过程中通常需要在焊接面进行各种参数的检测，故这样做便于生产中的检查，调试及检修（注：

指在满足电路性能及整机安装与面板布局要求的前提下）。

2．各元件排列，分布要合理和均匀，力求整齐，美观，结构严谨的工艺要求。

3、设计布线图时要注意管脚排列顺序，元件脚间距要合理。

4．在保证电路性能要求的前提下，设计时应力求走线合理，少用外接跨线，

并按一定顺充要求走线，力求直观，便于安装，高度和检修。

5．设计布线图时走线尽量少拐弯，力求线条简单明了。

6．布线条宽窄和线条间距要适中，电容器两焊盘间距应尽可能与电容引线脚的间距相符；

7．设计应按一定顺序方向进行，例如可以由左往右和由上而下的顺序进行。

●焊接

1、焊盘内孔边缘到印制板边的距离要大于1mm，这样可以避免加工时导致焊盘缺损。

2、焊盘的开口：

有些器件是在经过波峰焊后补焊的，但由于经过波峰焊后焊盘内孔被锡封住，使器件无法插下去，解决办法是在印制板加工时对该焊盘开一小口，这样波峰焊时内孔就不会被封住，而且也不会影响正常的焊接。

3、焊盘补泪滴：

当与焊盘连接的走线较细时，要将焊盘与走线之间的连接设计成水滴状，这样的好处是焊盘不容易起皮，而是走线与焊盘不易断开。

4、相邻的焊盘要避免成锐角或大面积的铜箔，成锐角会造成波峰焊困难，而且有桥接的危险，大面积铜箔因散热过快会导致不易焊接。

六、实验数据记录和处理（包括仿真实验结果）

1.前置放大电路仿真结果

前置放大电路图

示波器波形仿真

增益

波特图示仪仿真

2音调控制器仿真结果

低音衰减提升等效电路幅频响应波特图

低音提升等效电路幅频响应波特图

中频

高音提升等效电路的幅频响应波特图

高音衰减等效电路的幅频响应波特图

3.功率放大器仿真结果

4、PCB版图的设计与制作

（1）原理图

（2）PCB版图

七、实验结果与分析

全图仿真结果图

有仿真结果可知，当RL调至过大时，波形失真，如下图

失真波形

全图仿真示波器波形图

八、实验心得与体会

此次设计是我们提高专业能力的重要一步。

从最初的选题到制作直到完成论文。

其间，查找资料，老师指导，与同学交流，反复修改电路图，每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。

通过这次实践，我了解了音频功率放大器用途及工作原理，熟悉了音频功率放大器的设计步骤，锻炼了设计实践能力，培养了自己独立设计能力。

此次设计是对我专业知识和专业基础知识一次实际检验和巩固，同时也是走向工作岗位前的一次热身。

此次设计也暴露出自己专业基础的很多不足之处。

比如缺乏综合应用专业知识的能力，对材料的不了解等等。

最后虽是很匆忙，但还是完成了实验，做出了作品，经过调试，也是部分符合要求。

最后，感谢老师的悉心指导和同学们的帮助。

附录1元器件清单

元器件清单

1、电阻

编号

容量（Ω）

备注

47k

470k

可变电阻

47k

13k

470k

可变电阻

47k

10k

可变电阻

100

R10

100k

R11

10k

R12

200k

R13

22k

R14

160k

R15

22k

R16

22k

R17

R18

R19

2电容

编号

容量（F）

备注

10u

电解电容

10u

电解电容

470p

10n

100n

6.8u

电解电容

100n

C10

6.8u

电解电容

C11

4.7u

电解电容

C12

470u

电解电容

C13

10u

电解电容

C14

470u

电解电容

C15

470u

电解电容

C16

C17

2.2u

电解电容

C18

22u

电解电容

C19

220u

电解电容

C20

2.2m

电解电容

C21

10u

电解电容

C22

0.22u

C23

0.22u

3.二极管

编号

备注

稳压12V

型号1N4001

稳压12V

型号1N4001

4.集成块

编号

型号

NE5532A

NE5532P

TDA2030

展开阅读全文