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标题: 音频放大器设计报告 [打印本页]

作者: heee 时间: 2018-7-20 08:36
标题: 音频放大器设计报告
目录
一、题目............................................................................................. 3
二、总电路......................................................................................... 3
三、各级放大器设计.......................................................................... 3
四、实验测试参数.............................................................................. 5
五、总电路测试.................................................................................. 7
六、实验故障及排除.......................................................................... 8
七、实验数据结果与理论值比较........................................................ 9
八、心得体会.................................................................................... 10
一、题目
音频放大器设计。
二、总电路
音频放大器能将频率从20Hz~20KHz的音频信号进行不失真的放大，是最基本的放大器。
分为前置放大器—单级共射电流串联负反馈放大器；推动放大器—单级共射电压并联负反馈放大器；OTL功率输出放大器。
后期加上，退耦电路；电压负反馈电路；消除自激振荡电容。
三、各级放大器设计
1.前置放大器——单级共射电流串联负反馈放大器
（1）已知：=5V,=3.6K，=50，三极管为9011，在50~200之间
（2）要求：电路静态工作点：≈0.7mA、≈2.5V
（3）性能指标：≈60，>=4K，<=3.6K,<=100Hz,>=100KHz;
电路图如下：
参数设计如下（由实验测得=200）：
∵=(-)/，
  ∴取标称值可得=3.6K
‚∵=-/([+(1+))=60，=+(1+)26/;
  ∴取标称值，=16
ƒ∵=；取=3，=////[+(1+)]且(4K<<5K)
  ∴取=60
  ∴≈/,≈(-)/,≈(-)/;
  ∴取标称值，可得=9.1K，=22K，=1.3K；
④通常取：C1=C2=10F，CE=100F。
2.推动放大器——单级共射电压并联负反馈放大器设计
（1）已知：=5V,=1K，=3.6K，三极管为9011，在50~200之间
（2）要求：电路静态工作点：≈4.5mA、≈1.9V
（3）性能指标：=1.5，<=120，<=120,<=100Hz,>=100KHz;
电路图如下：
参数设计如下（由实验测得=326）：
∵≈-/=-1.5
∴取标称值=5.6K
‚∵=
∴=(-)/,=(-)/(+);
∴取标称值=680
ƒ∵≈/
∴取标称值=3.3K
四、实验测试参数
1.前置放大器——单级共射电流串联负反馈放大器
<1>第一次以=150进行理论计算、仿真，电路=7K以上，电路重做。
<2>以实验测得的=200进行理论计算、仿真，可得以上数据。
实验中测得数据为
静态工作点：=2.460V; =1.5942V; =0.9774V
‚放大倍数：=670.0mV/10.57mV=63.38.（测量时连接示波器，确保波形不失真）
测量方法：
ƒ输入、输出电阻：=4.3K，=3.6K
测量方法：
=4*5.5/(10.63-5.5)=4.3K
当不接负载RL，输出电压为VO∞；若输出回路结负载RL，则输出电压测量值为VOL；
=3.6K
④通频带：=38Hz,=250kHz
测量方法：
调整方法：改变电容值。
2.推动放大器——单级共射电压并联负反馈放大器设计
以实验测得的=326进行理论计算、仿真，可得以上数据。
实验中测得数据为
静态工作点：=1.8979V; =0.6701V; =0.0002V
‚放大倍数：=0.8994V/0.6270V=1.430.（测量时连接示波器，确保波形不失真）
ƒ输入、输出电阻：=80，=74
④通频带：=16Hz,>=100KHz
五、总电路测试
实验中测得数据为
静态工作点：

三极管

9011（一级）

9011（二级）

9012

9013

200

326

204

238
（V）

2.433

1.8979

0.0008

5.060
（V）

1.5204

0.6701

1.8993

3.100
（V）

0.9066

0.0002

2.506

2.498
‚放大倍数：=0.6420V/10.62mV=60.（测量时连接示波器，确保波形不失真）
ƒ通频带：=58Hz,>=58KHz
六、实验故障及排除
1.单级共射电流串联负反馈放大器
当静态工作点偏大时：
调整方法：，可依次调整，，。首先减小，减小，或者减小。
当偏小时，反之。
‚当放大倍数偏大时：
调整方法：，可调整，增大。
当偏小时，反之。
ƒ当输入电阻偏大时：
调整方法：，减小；（在改变，要在测量，保证其在60~65之间）。
当偏小时，反之；
④可通过改变电容改变通频带：
2.推动放大器——单级共射电压并联负反馈放大器设计
当静态工作点偏大时：
调整方法：可调整，。首先增大。
当偏小时，反之。
‚当放大倍数偏大时：
调整方法：，可调整，增大。
当偏小时，反之。
ƒ可通过改变电容改变通频带：
七、实验数据结果与理论值比较
1.单级共射电流串联负反馈放大器

	file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image101.gif（V）	file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image100.gif	file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image095.gif(Kfile:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image073.gif)	file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image102.gif(Kfile:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image073.gif)	file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image103.gif（Hz）	file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image104.gif（Hz）
实验数据	2.460	63.38	4.3	3.6	38	250K
理论值	2.483	61	4	3.6	100

2.推动放大器——单级共射电压并联负反馈放大器设计

	file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image101.gif（V）	file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image105.gif	file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image095.gif(Kfile:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image073.gif)	file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image102.gif(Kfile:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image073.gif)	file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image103.gif（Hz）	file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image104.gif（Hz）
实验数据	1.8979	1.43	80	74	16
理论值	1.9	1.5	34	20	100

3.总电路

	file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image101.gif（9011）	file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image101.gif（9011）	file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image101.gif（9012）	file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image101.gif（9013）	file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image105.gif	file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image103.gif（Hz）	file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image104.gif（Hz）
实验数据	2.437V	1.8986V	0.0008V	5.060V	60	58	58k
理论值	2.5V	1.9V	0V	5V	90	20	20K

【分析】实际连接电路时，受到元器件参数数值、测量仪器本身误差等因素的影响，导致测量值与理论值存在误差，其中误差最大的是增益。该放大器的增益实际为60倍左右，基本符合要求，但受到增益的影响，通频带无法达到<20Hz。
八、心得体会
音频放大器实验中最重要的是设计与调试，先根据各种公式和要求算出电路元件的参数，通过仿真软件测试基本正确在用元器件连接调试。
可是实际值与理论值一般误差较大，在前置放大器—单级共射电流串联负反馈放大器应通过调节，在推动放大器—单级共射电压并联负反馈放大器应通过调节，来调节静态工作点。
实验中经常遇到、合适但却不是标称阻值的情况，这时应适当调节两个电阻选择最适合阻值。在计算输入输出阻值时，绝对不能数字万用表直接测量，因为该仪器只能测量直流电阻，应利用公式计算。
焊接时，要先搞清楚元件具体焊接的位置，焊接错了就不得不拔下来重新焊接，费时费力，增加劳动量。通过本次设计实验，我学会了如何通过级联设计放大电路，更加熟悉了示波器的使用。

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