30W分立元件功放的设计与制作.doc

摘要
在模拟电子线路中,电信号经过放大之后,往往要去推动执行机构完***们所预期的功能,例如推动喇叭发声,推动继电器实现控制等。执行机构要正常工作都需要从电路中获取较大的电能。因此,放大电路的末级均由功率放大器组成。
功放(功率放大器)的原理就是利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。因为声音是不同振幅和不同频率的波,即交流信号电流,三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍,β是三极管的交流放大倍数,应用这一点,若将小信号注入基极,则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍,然后将这个信号用隔直电容隔离出来,就得到了电流(或电压)是原先的β倍的大信号,这现象成为三极管的放大作用。经过不断的电流及电压放大,就完成了功率放大。而场效应管则是用栅极电压来控制源极与漏极的电流,其控制作用用跨导表示,即栅极变化一毫伏,源极电流变化一安,就称跨导为1,功率放大器就是利用这些作用来实现小信号控制大信号,从而使多级放大器实现了大功率的输出,并非真的将功率放大了!
关键字:OTL,放大倍数,差分
目录
摘要 1
目录 2
一设计要求 3
3
3
二整体设计方案 4
4
4
三各单元电路简介 5
5
(1)前置电路的作用 5
(2)前级放大电路的构成 5
6
7
7
8
9
9
(1)差分放大电路的组成 9
(2)差分放大电路的输入和输出方式 9
(3)差模信号和共模信号 10
(4)差分放大电路的静态计算 10
(5) 差分放大电路的差模工作状态 11
(6) 共模状态动态计算 13
(7)恒流源差分放大电路 14
15
(1)OTL后级功率放大器基本电路特点 15
(2)本机OTL电路介绍 16
17
四整机调试 17
1. 空载调试 18
2. 带假负载调试 18
3. 接实际负载调试 19
五结束语 20
六参考文献 21
一设计要求

本课题所设计的OTL功率放大器额定输出功率为30W,用作扩音机电路中的功率输出级。设计指标:
(1)额定输出功率P。=30 W.
(2)负载电阻RL=8 Ω.
(3)频率响应:fL=100 Hz,fH=20 kHz。
(4)信号源内阻:Rg=2 kΩ。
(5)电路的电压增益Av≥40,输入Vi≤160mV。
(6)要求自制印刷电路板,装出电路,达到各项指标要求。

(1)主通频带在50-50KHz之间。
(2)在电源电压不超过+ 15V情况下,输出功率达到50W。
(3)信噪比<%。
(4)整机效率超过75%。
(5)频响系数>20dB。
二整体设计方案

图1-1 整体系统框图

图1-1 整体系统框图
三各单元电路简介

(1)前置电路的作用
前级控制与放大电路,。一般来说,面板上大部分控制按键、控制开关、控制旋钮都是该电路的组成部分,它们控制着整个音 响系统信号源的选择、音量的控制、等响度、平衡度、高音/低音音调调节等功能,故此部分电路亦称为“音响控制中心”。
不同的功放,其前级控制与放大电路中的各功能电路,特别是前置放大电路与混合放大电路,有不同的安排方式。有些将前置放大电路、混合放大电路独立安排;而更多的则考虑到目前功放所驳接的音源设备主要是CD、VCD、DVD等,这些音源的输出信号的电压幅度足够高(一般都在1V~2V)、输出内阻低,因而将前置放大与混合放大两部分合在一起,成为前置混合放大电路。
(2)前级放大电路的构成
下图是本机前置放大电路图:

,其中270K电阻和100P电容为前级下拉电阻,起到了减小前级无输入时的干扰电压输入,6K2电阻和150P电容为2N4210的下偏置电阻。
由于话筒信号比较微弱,一般只有几毫伏到几十毫伏,而延时集成电路的输人电平必须达到一定值(如250mV)之后,才能获得足够高的信噪比,因此,所有的卡拉OK电路均设有话筒(MIC)前置放大器。有些机器的前置放大器仍然采用分立元件,而更多的则是采用双运放集成块。同时,为了兼顾使 用的方便,还设置了话筒音量控制电位器。
有些机器是先将两路话筒信号分别进行前置放大后再混合,有些机器则是先将两路话筒信号混合