模电课程设计实验报告册.docx

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1、课程设计大作业报告课程名称：电路与模拟电子技术设计题目：院系：班级：设计者：学号：指导教师：设计时间：电路与模拟电子技术课程设计要求：根据以下三个备选题目，选择其中一个，按照题目要求，运用所学知识设计电路，使用面包板对设计的电路进行验证实验。备选题目一：小功率音频集成电路功率放大电路设计使用TDA2822集成电路设计一个立体声音频功率放大器。提示：TDA2822是意法半导体(ST)公司开发的双通道单片功率放大集成电路，属于低电压、宽电压范围的一块小功率音频放大电路要求：查阅TDA2822集成电路资料，根据资料进行设计，确定输出功率、电源电压、外围电路元器件的参数等。理论设计完成后，使用面包板搭

2、建实物电路进行验证。扩展练习：根据设计制作一个可以供电脑、MP3使用的多媒体有源小音箱。备选题目二：直流稳压电源设计使用晶体管或集成稳压电路设计一个5V电压的直流稳压电源要求：稳压电源输出电压5V,输出电路2500mA,要求给出输入电压范围、最大输出电路、最大输出功率等参数。备选题目三：简易温度控制器设计利用二极管PN结的温度特性，使用晶体管或运算放大器设计一个简易温度控制器提示：二极管PN结正向压降具有-2mV/。C的温度系数，可以作为温度传感器，使用放大电路将PN结正向压降的变化量放大，然后用这个信号可以控制灯光、声音、电机等，实现温度自动控制器。要求：查阅相关资料，理解二极管测温的原理，

3、根据所学知识进行电路设计，自己根据喜好，设计相应放大电路和控制电路(控制声音、光线、电机转速等)。根据理论设计，使用面包板搭建实物电路进行验证。课程设计报告模拟电子技术设计题目：OTL功率放大器系别：电子工程系专业：电子信息工程班级：09电信1班学生姓名：2010年12月24日课程设计任务书院（系）电子工程专业电子信息工程学生姓名林亚茹学号20094081048学生姓名鞠建龙学号20094081009学生姓名林梅云学号20094081013学生姓名吴美滨学号20094081011设计题目1.OTL功率放大电路的InUItiSim仿真；2.OTL放大器电路内容及要求：题目LOTL功率放大器电路的

4、multisim仿真；使用multisim对所设计的电路进行仿真分析；要求熟练掌握multisim软件的使用及仿真方法，画出原理图，改变参数进行理论分析，写出实际实现过程，得出结论。题目2OTL功率放大器任务了与要求：1、采用全部或局部分立元件电路设计一种OTL音频功率放大器；2、额定输出功率Po210W;3、负载阻抗Rl=8Q;4、失真度3%进度安排：第17周（周一周二）：分析题目，查阅课题相关资料；第17周（周二周四）：OTL功率放大器设计和实现；第17周（周五）：设计仿真及调试，验收，编写课程设计报告。指导教师（签字）：教研组长（签字）年月口年月日摘要本报告包括两个内容。第一局部，设计并

5、实现OTL功率放大器，功率放大器的作用是给音响放大器的负载RL（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。功率放大器的常见电路形式有OTL电路和OCL电路。有用继承运算放大器和晶体管组成的功率放大器，也有专集成电路功率放大器。本文设计的是一个OTL功率放大器，该放大器采用TDA2030音频放大器芯片，TDA2030音频放大器电路是最常用到的音频功率放大电路，TDA2030是高保真集成功率放大器芯片,输出功率大于IOW,频率响应为101400Hz,输出电流峰值最大可达3.5A,其内部电路包含输入级、中间级和输出级,且有短路

6、保护和过热保护,可确保电路工作平安可靠，采用正输出单电源供电。其次本次实物产品采用PCB印制电路板制作（单面板）使其性能良好满足设计要求和外表美观。第二局部，用multisim软件对OTL功率放大器进行仿真实现。根据实例电路图和已经给定的原件参数，使用multisim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。关键词：OTL功率放大电路；WIti8im软件仿真；TDA2030音频放大器；交越失真；无输出耦合电容；输出功率；反应网络；PCB单面板。目录一、设计要求二、设计总体方案1.1 设计思路1.2 OTL功放各级的作用和电路结构特征2. 3简要原理分析3. 4用集

7、成运算放大器放大信号的主要优点三、选择器件及参数计算3.1 功率放大器芯片TDA2030介绍3.2 参数计算参数计算功率的计算四、用multisim仿真OTC功率放大器五实物电路安装调试及使用5.1J爵调整与测试5.2通电嚓六、设计体会与总结七、参考文献OTL功率放大器设计一、设计要求任务了与要求：1、采用全部或局部分立元件电路设计一种OTL音频功率放大器；2、额定输出功率Po210W;3、负载阻抗Rl=8Q;4、失真度YW3%。二、设计总体方案2.1 设计思路功率放大器的作用是给负载R提供一定的输出功率，当R一定时，希望输出功率尽可能大，输出信号的非线性失真可能小，且效率尽可能高。由于OTL

8、电路采用直接耦合方式，为了保证电路工作稳定，必须采取有效措施抑制零点漂移。为了获得足够大的输出功率驱动负载工作，故需要有足够高的电压放大倍数。因此，性能良好的OTL功率放大器应由输入级、推动级和输出级等局部组成。2.2 OTL功放各级的作用和电路结构特征1. 输入级：主要作用是抑制零点漂移，保证电路工作稳定，同时对前级1音调控制级）送来的信号作低失真，低噪声放大。为此，采用带恒流源的，由复合管组成的差动放大电路,且设置的静态偏置电流较小。2. 推动级的作用是获得足够高的电压放大倍数，以及为输出级提供足够大的驱动电流，为此，可采用带集电极有源负载的共射放大电路，其静态偏听偏信置电流比输入级要大。

9、3. 输出级的主要作用是级负载提供足够大的输出信号功率，可采有由复合管构成的甲乙灯互补对称功放或准互补功放电路。此外，还应考虑为稳定静态工作点须设置直流负反应电路，为稳定电压放大倍数和改善电路性能须设置交流负反应电路，以及过流保护电路等。电路设计时，各级应设置适宜的静态工作点，在组装完毕后须进行静态和动态测试，在小型不失真的情况下，使输出功率最大。动态测试时，要注意消振和接好保险丝，以防损坏元器件。电路根本框图输入信号输入级 黑1 路运 Xc mj负载扬声器TDA2030高保真集成功率放大器I短路保护I过热保护负载扬声器图1-2电路结构框图1-3电路根本原理图图1-4电路在muItisim中的

10、仿真图2. 3简要原理分析：电路为音频功率放大器原理图,其中TD2030是高保真集成功率放大器芯片,输出功率大于IOW,频率响应为I(TMOOHZ,输出电流峰值最大可达3.5A。其内部电路包含输入级、中间级和输出级,且有短路保护和过热保护,可确保电路工作平安可靠。TDA2030使用方便、外围所需元器少,一般不需要调试即可成功。RP是音量调节电位器,Cl是输入耦合电容,Rl是TDA2030同相输入端偏置电阻。R4、R5决定了该电路交流负反应的强弱及闭环增益。该电路闭环增益为(R4+R5)R5=(4.7+150)/150=33.3倍,C3起隔直流作用，以使电路直流为100%负反应。静态工作点稳定性

11、好。C2、C4、C7为电源高频旁路电容,防止电路产生自激振荡。R6用以在电路接有感性负载扬声器时,保证高频稳定性。VDKVD2是保护二极管，防止输出电压峰值损坏集成块TDA2030o2.4用集成运算放大器放大信号的主要优点：1. 电路设计简化，组装高度方便，只需适中选配外接元件，便可实现输入、输出的各种放大关系。2. 由于运放的开环增益都很高，用其构成的放大电路一般工作在深度负反应的闭环状态，那么性能稳定，非线性失真小。3. 运放的输入享受搞高，失调和漂移都很小，故很适合于各种微弱的信号放大。又因其具有很高的共模抑制比，对温度的变化、电源的波动以及其他外界干扰都有很强的抑制能力。4. 由运放构

12、成的放大单元功耗低、体积小、寿命长，使整机使用的元器件数大大减少,本钱降低，工作可靠性大为提高。三、选择器件及参数计算3.1功率放大器芯片TDA2030介绍TDA2030A是德律风根生产的音频功放电路，采用V型5脚单列直插式塑料封装结构。如图1所示，按引脚的形状引可分为H型和V型。该集成电路广泛应用于汽车立体声收录音机、中功率音响设备，具有体积小、输出功率大、失真小等特点。并具有内部保护电路。意大利SGS公司、美国RCA公司、日本日立公司、NEC公司等均有同类产品生产，虽然其内部电路略有差异，但引出脚位置及功能均相同，可以互换。电路特点：1 .外接元件非常少。2 .输出功率大，Po=18W(R

13、L=4)o3 .采用超小型封装(TO-220),可提高组装密度。.开机冲击极小。5 .内含各种保护电路，因此工作平安可靠。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。极限参数:TDA2030极限参数参数名称极限值单位电源电压(VS)18V输入电压(Vin)VsV差分输入电压(Vdi)15V峰值输出电流(Io)3 5A耗散功率(PtOt)(Vdi)20V工作结温(Tj)-40-+150存储结温(TStg)-40-+1506 .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，THDO.l%

14、o无疑，用它来做电脑有源音箱的功率放大局部或小型功放再适宜不过了。引脚情况：1脚正相输出端2脚是反向输入端3脚是负电源输入端4脚是功率输出端5脚是正电源输入端1 .TDA2030A具有负载泄放电压反冲保护电路，如果电源电压峰值电压40V的话，那么在5脚与电源之间必须插入LC滤波器，二极管限压(5脚因为任何原因产生了高压，一般是喇叭的线圈电感作用，使电压等于电源的电压)以保证5脚上的脉冲串维持在规定的幅度内。2 .热保护：限热保护有以下优点，能够容易承受输出的过载(甚至是长时间的)，或者环境温度超过时均起保护作用。3 .与普通电路相比拟，散热片可以有更小的平安系数。万一结温超过时，也不会对器件有

15、所损害，如果发生这种情况，Po=(当然还有Ptot)和Io就被减少。4 .印刷电路板设计时必须较好的考虑地线与输出的去耦，因为这些线路有大的电流通过。5 .装配时散热片与之间不需要绝缘，引线长度应尽可能短，焊接温度不得超过260,12秒。6 .虽然TDA2030A所需的元件很少，但所选的元件必须是品质有保障的元件。3.2参数计算3.2.1参数计算RP是音量调节电位器,考虑到实际情况本设计RP=2.2K;Cl是输入耦合电容(Cl=Iuf)；Rl是TDA2030同相输入端偏置电阻；R2、R3为反应网络电阻(Rl=R2=R3=1OOKQ)；.R4、R5决定了该电路交流负反应的强弱及闭环增益。该电路闭环增益为(R4+R5)R5=(0.68+22)0.68=33.3倍,C3起隔直流作用,以使电路直流为100%负反应。静态工作点