低频功率放大器设计和制作.doc

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低频功率放大器的设计与制作
[摘要]：功率放大是一种能量转换的电路，在输入信号的作用下，晶体管把直流电源的能量，、前置放大器、功率放大器、波形变换电路共4个部分构成,电路结构简单,所选器件价格便宜,并给出了测试结果. 功率放大器的主要任务是为了获得一定的不失真的输出功率，一般在大信号状态下工作。输出信号去驱动负载，如：驱动扬声器，使之发出声音；驱动电机伺服电路，驱动显示设备的偏转线圈控制电机运动状态。实验结果表明该功率放大器在放大倍数、效率、等方面具有较好的指标、较高的实用性,为功率放大器的设计提供了广阔的思路.
[关键词]： 功率放大器 放大倍数 效率
前 言
随着电子技术的飞速发展，电子新技术、新产品不断涌现，电子技术的广泛应用，促进了工农业生产、也丰富了人们的物质文化生活。其中功率放大器也随着科技的不断进步得到了很大的发展
功率放大器简称功放,它和其它放大电路一样，实际上也是一种能量转换电路，这一点它和我们以前学的电压放大电路没有本质区别。但是它们的任务是不相同的，电压放大电路属小信号放在电路，它们主要用于增强电压或电流的幅度，而功率放大器的主要任务是为了获得一定的不失真的输出功率，一般在大信号状态下工作。输出信号去驱动负载，如：驱动扬声器，使之发出声音；驱动电机伺服电路，驱动显示设备的偏转线圈控制电机运动状态。因此它在实际的应用中是很大的而
本论文主要对低频功率放大器的工作原理有详细的介绍和分析通过此论文把我在大学3年的学****成果做了 个总结因此平时学到的很多知识点在该论文中都得到了体现。
第一章 方案设计与选择
1、方案讨论与选择
方案一：如图1所示是变压器耦合单管甲类功率放大器，图中T1为输入变压器，T2为输出变压器，Rb1、Rb2组成分压偏置电路，Re是直流负反馈电阻，用来稳定工作点，Ce是交流旁路电容，Cb是偏置电路的旁路电容。
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图1
输入变压器T1倒相作用，使V1和V2两管的基极信号大小相等、方向相反。输出变压器T2的初级也设有中心抽头，分别将V1和V2两管的集电极信号耦合到次级，使负载获得输出信号。
方案二：
图2 OTL 功率放大器电路
图2所示为OTL 低频功率放大器。其中由晶体三极管T1组成推动级（也称前置放大级），T2、T3是一对参数对称的NPN和PNP型晶体三极管，它们组成互补推挽OTL功放电路。由于每一个管子都接成射极输出器形式，因此具有输出电阻低，负载能力强等优点，适合于作功率输出级。T1管工作于甲类状态，它的集电极电流IC1由电位器RW1进行调节。IC1 的一部分流经电位器RW2及二极管D， 给T2、T3提供偏压。调节RW2，可以使T2、T3得到合适的静态电流而工作于甲、乙类状态，以克服交越失真。静态时要求输出端中点A的电位，可以通过调节RW1来实现，又由于RW1的一端接在A点，因此在电路中引入交、直流电压并联负反馈，一方面能够稳定放大器的静态工作点，同时也改善了非线性失真。
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当输入正弦交流信号U1时，经T1放大、倒相后同时作用于T2、T3的基极，U1的负半周使T2管导通（T3管截止），有电流通过负载RL，同时向电容C0充电，在U1的正半周，T3导通（T2截止），则已充好电的电容器C0起着电源的作用，通过负载RL放电，这样在RL上就得到完整的正弦波。
C2和R 构成自举电路，用于提高输出电压正半周的幅度，以得到大的动态范围。
经过对2个方案的分析，第一种方案由于变压器体积大、重量大、耗损大、频率特性差、不易集成等都不如方案二。所以我们选择了第二种方案
第二章 电源
下图就是我们做的输出直流+5V稳压电源电路图
稳压电源由变压部分、整流部分、滤波部分、稳压部分组成，下面就各个部分分别介绍：
变压器
变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。
桥式整流电路
整流电路是利用二极管的单向导电作用将交流电变换成单方向的直流电的。因此，二极管是构成整流电路的关键元件。常见的小功率整流电路，有半波整流、全波整流、和桥式整流等几种。其中以桥式整流电路最为常用。
为分析简单起见，我们把二极管当作理想元件处理，即二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大
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电路组成和工作原理
单相桥式整流电路如图3所示，图中，四个整流二极管D1～D4接成电桥形式（故名