OTL功率放大器设计解析.docx

1、OTL功率放大器设计解析电子技术基础 课程设计任务书20xx 20xx 学年 第一学期 第 xx 周 xx 周题目 OTL 功率放大器内容及要求内容： OTL 功率放大器要求： 1、要求电路用集成电路构成；2、额定输出功率大于等于 10W；3、负载阻抗等于 。进度安排1、方案论证2 天2、剖析、设计、3 天3、焊接、调试、实现3 天4、检查、整理、写设计报告、小结2 天学生姓名：xx指导时间指导地址：楼室任务下达查核方式指导教师xxxx1.评阅 2. 辩论任务达成3. 实质操作系（部）主任xxxx4. 其余注： 1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师讲课时自带一份备查。2、课程设

2、计结束后与“课程设计小结” 、“学生成绩单”一并交院教务存档。一、设计任务 2二、整体方案的设计与选择 2三、整体电路图及印刷板图 6四、计算机仿真 7五、安装调试 8六、焊接实图 10七、心得领会 11参照书本 111设计题目： OTL功率放大器设计一、设计任务（一）设计任务：设计一个 OTL 功率放大器（二）设计要求：1、要求电路采纳集成电路构成；2、额定输出功率大于等于 10W；3、负载阻抗等于 ；4、采纳 TDA2003集成芯片。二、整体方案的设计与选择（一）电路原理1、OTL功放原理（ 1）乙类输出无变压器 （output transformerless 简记 OTL）功率放大器图

3、2-5-14 所示乙类 OTL功放电路， V 1 与 V2 为互补对称管，故这类电路也是互补对称电路。因为电路构造上的对称性，静态下 A、B 对地电压均为 UG/2 ，C1、C2 端电压 UC1=UC2=UG/2。所以，输出耦合电容又相当于一个 UG/2 的直流电源。图中的 A 点又称中点。图 2-5-14 乙类 OTL功放当电路输入正弦信号，且 ui 0 时，功放管 V导通、 V 截止，电路为射极输出器， u ui ， u 输出正半周，其振幅最多可达 U /2 ，；ui 0 时， V截止， V 导通， u ui ，uo 输入负半周，振幅最多可达 UG/2 。当 UomUG/2 时，22电路的

4、输出功率最大， Po(max) =UG /(8R L) ，此时的能量变换效率 最高，理想值为 78. 。乙类 OTL功放的理想电压传输特征曲线如图 2-5-11 所示。但实质上，因为功放管截止区与饱和区的存在，电路电压传输特征曲线大概如图2-5-12 （a）所示。那么，当电路输入正弦信号时，其输出波形将产生交越失真，如图 2-5-12 （c）所示。（2）甲乙类 OTL功率放大器图 2-5-15 为带有前置放大级的甲乙类 OTL典型电路，前置放大级为共射放大器，且采纳分压式偏置电路 , 它拥有必定的电压与电流放大能力，这样，整个电路就拥有较大的功率增益。同时，经过调理 RP 可实现静态下中点对地

5、电压 UA 的调整，原理以下：RP UB1 I E1 I C1Q I R3(=I C1Q) UB2(=UG-R4I R3-R3 I R3) UA(=UB2-UBE2) 同理，调小 RP，将使中点电压 UA 降落。二极管 V4、V5 为功放电路供给较小的静态偏置，使功放管 V2、V3 静态下微导通，以战胜交越失真。若将 V4 或 V5 替代为一个可调电阻，则可调理功放管静态下的导通深度。3图 2-5-15 带有前置放大级的甲乙类 OTL 功放2、整体功放电路设计思路本次的设计我们采纳集成功率放大器构成适用电路，主要用到的集成芯片有 TDA2003。采纳集成功放设计的方法需查阅手册，以便得悉功放外

6、头电路的元件值。3、TDA2003集成芯片介绍TDA2003是功率放大电路中应用最宽泛的集成芯片之一。 TDA2003是音频功放电路，采纳 V 型 5 脚单列直插式塑料封装构造。按引脚的形状引可分为 H 型和 V 型。该集成电路宽泛应用于汽车立体声收录音机、中功率音响设施，拥有体积小、输出功率大、失真小等特色。并拥有内部保护电路。TDA2003电流输出能力强 , 谐波失真和交越失真小 , 各引脚都有交 , 直流短路保护 , 使用安全 , 负载上电压可冲至 40V。4、TDA2003的功能指标说明最大额定值 Tamb=25电源峰值电压 (50mS) Vccp 40 V直流电源电压 Vcc 28

7、V工作电源电压 Vcc 18 V输出重复峰值电压 Io 3.5 A输出不重复峰值电压 Io 4.5 A焊接温度 Tj -40 +150 度（二）方案选择1、方案一：原理图如图 1 所示4图 1方案一说明：此功率放大器由三部分构成：输入级、推进级和输出级。输入级： Vi ：来自 MP3音频信号推进级： C1滤去扰乱信号； TDA2003对信号放大： C2负反应网络输出级：接一个扬声器 RL由此电路能够进行信号放大功能。2、方案二：原理图如图 2 所示图 25方案二说明：此功率放大器也是由三部分构成：输入级、推进级和输出级。此方案有了更多的元件来稳固信号，能够减小信号的失真，能够获得更为稳固的输出

8、波形。输入级： Vi ：来自 MP3音频信号推进级： C3滤去扰乱信号； TDA2003对信号放大输出级：接一个扬声器 RL由此电路能够进行信号放大功能。三、整体电路图及印刷板图1、本次课设，我们选用第一种方案，本方案采纳 TDA2003功放。2、原理：采纳带集电极有源负载的共射放大电路，其静态偏置电流比输入级要大，为稳固静态工作点须设置直流负反应电路，为稳固电压放大倍数和改良电路性能须设置沟通负反应电路，以及过流保护电路等。电路设计时，各级应设置适合的静态工作点，在组装完成后须进行静态和动向测试，在小型不失真的怀着下，使输出功率最大。动向测试时，要注意消振和放好保险丝，以防破坏元器件。3、O

9、TL功率放大电路原理图如图 3 所示（本图用 PROTEL软件绘成）图 364、由 PROTEL软件生成的 PCB板如图 4 所示图 4四、计算机仿真1、本次课程设计采纳 Multisim 进行仿真，仿真电路图如图 5 所示：72、仿真结果如图 6 所示：图中振幅比较小的波是输入端的波形，振幅大的波的输出端的波形，由仿真结果可知，本次课程设计的电路成功进行了功率放大功能。图 6五、安装调试1、元件清单Part TypeDesignaFootprintDescriptiontor1R3AXIAL0.32.2R2AXIAL0.310uFC1RB.2/.4Electrolytic Capacitor

10、39RxAXIAL0.3839nFCxRAD0.2Capacitor100uFC3RAD0.2Capacitor100uFC5RAD0.2Capacitor100uFC6RB.2/.4Electrolytic Capacitor220R1AXIAL0.3470uFC2RB.2/.4Electrolytic Capacitor1000uFC4RB.2/.4Electrolytic CapacitorTDA2003U1DIP14SPEAKERRlTO-2202、TDA2003引脚辨别TDA2003实物如图 3 所示：TDA2003各引脚功能介绍如图 4 所示：3、电路焊接时的注意事项a、要按工艺要

11、求安装电子元器件， 插件装置的工艺要求： 雅观、平均、正直、齐整，高低有序，无超越，不可以倾斜；b、电解电容、二极管、三极管的电极不可以接错，免得破坏元器件；c、电路装接好以后，才可通电，也不可以带电改装电路；d、必定要防止出现通电下， 二极管支路的断开现象， 以防功放管因过热而破坏。e、接通 +5V电源，用手触摸功放管，若管子温升明显，说明电路存在故障，应立刻封闭电源进行故障排查9六、焊接实图1、正面图2、反面图10七、心得领会经过此次课程设计我对模拟电子技术有了更进一步的熟习和认识，实质操作起来很困难，要将实质和理论联系起来需要不停的下功夫，它和课本上的知识有很大联系，但又高于课本，一个看

12、似很简单的电路，要着手把它设计出来就比较困难了，因为是设计要求我们在此后的学习中注意这一点，要把课本上所学到的知识和实质联系起来，同时经过本次电路的设计，不只稳固了所学知识，也使我们把理论与实践从真实意义上联合起来，加强了学习的兴趣，考验了我们借助互联网络收集、查阅有关文件资料，和组织资料的综合能力。在进行一个综合性的硬件设计时，要全面考虑问题，如想用其余信号来控制一个信号，就要考虑到和这个信号直接或间接关系的信号，一定是最重要有关的信号，而后用真值表来解决他们的关系，经过门电路来实现。当我们拿到一个课题时，必定要先认真剖析要求，而后做出整体设计方案，再进一步细化各单元电路，最后将整个电路组合

13、在一同，画出最后的逻辑电路图。最后，在经过这一个星期地设计实习，让我真实理解了书本上知识，也让我知道我们课本上的知识在实质中怎么应用，理论联系实践，互相关系。经过此次设计，我对理论知识的学习有了很大的兴趣，此刻我能够主动的去学习，我理解自己该学习那个方面，要点是什么？我也掌握的了在理论中碰到问题，应当如何去解决，在实质中碰到迷团应当如何去检查调试。参照书本1、电子技术课程设计指导彭介华 主编北京：高等教育第一版社1997；2、国产集成电路应用 500 例周仲 主编北京：电子工业第一版社1992；3、555 时基电路原理、设计与应用陈有卿、叶桂娟主编北京：电子工业出版社 2007；4、常用电子元件简洁手册于洪珍 主编；11