模电实验报告

    实验名称：                                      

    实验时间：第（    ）周，星期（     ），时段（     ）

    实验地点：教（      ）楼（      ）室

    指导教师：                     

学号：                  

班级：                  

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一、设计题目：音频功率放大电路

二、设计的任务和要求

1、主要要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的音频功率放大电路，负载为扬声器，阻抗8。

2、性能指标：频带宽50H_Z～20kH_Z，输出波形基本不失真；电路输出功率大于8W；输入灵敏度为100mV，输入阻抗不低于47K。

三、原理电路和程序设计

3.1、方案的确定及论证

   1、OTA互补对称功率放大器

    OTL 电路通常由两个对称的异型管构成，因此又称为互补对称电路，图 3-1 为单电源 OTL 互补对称功率 放大电路。电路中 T1 是推动级（电压放大，也叫激励级），其中Rb1、Rb2是 T1 的基极偏置电阻，Re为 T1发射极电阻，Rb为 T1集电极负载电阻，它们共同构成 T1 的稳定静态工作点；T2、T3 组成互补对称功率放大电路的输出级，且 T2、T3工作在乙类状态；C2 为输出耦合电容。功率放大器采用射极输出器，提高了输入电阻 和带负载的能力。

性能分析：

乙类互补推挽功放(OTL)的输出功率的计算公式如下：

输出功率：P_o=U_oI_o=U_o²/R_L

输出最大功率：P_om=U_oI_o=U_o²/R_L =U_om²/2R_L=V_CC²/8R_L

显然P_om与电源电压及负载有关

当输入功率为8w，阻抗8w时，有Pom=V_CC²/8R  

V_CC=8*8*8≈22.6v 则电路所需的电源为22.6v。

2、用集成器件实现

    Tda2030简介：TDA2030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。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。

电路特点：　　

[1].外接元件非常少。（基本应用电路图3-2） 　

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项目三 功率放大电路调试

一、实践目标

1．安装、分析并测试分立元件OTL功率放大电路、集成功率放大电路

2．爱护工具、器材、整理、清洁、习惯与素养

二、实践设备与材料

1． 工具

2． 器材

3． 仪器仪表

三、实践过程

（一）分立元件OTL功率放大电路制作与调试

1.安装OTL功率放大电路，如图3－6所示。

图3-6  OTL功率放大实验电路

注：在面包板上、实验台上插接或人工制作电路板上安装均可。

2. 调整电路到放大状态

在输入端加入f=1kHz适当幅度的正弦信号，同时用示波器观察输出波形，逐渐加大输入信号，使输出波形最大、且不失真，把波形记录于表3-3中。调整完毕后，去掉输入信号。

3. 静态工作点测试

令输入信号u_i 为零（即输入端对地端接)，测量并记录各晶体管管脚对地电压、1000μF电容正极电位，计算各晶体管的静态工作电流I_CQ和U_CEQ。数据记录于表3-3中。

表3-3  OTL功率放大电路静态工作点测试

4. 动态测试

实验电路输入端加入f=1kHz的正弦信号。从零开始逐渐增大输入电压u_i，使放大器工作在最大不失真输出状态，测量此时的U_im、U_om，I_E，计算A_u、P_om、P_E和效率η。并将结果记录于表3-4。

改变供电电压观察电源电压对最大输出功率和电压放大倍数的影响并将其结果记录于表3-4中。

5. 观察电路的交越失真现象

将实验电路中A、B两点用导线短接，在输入端加入f=1kHz 的正弦信号。调整输入信号幅度由小变大，观察交越失真现象绘制输出波形，记录于表3-4。

表3-4  OTL功率放大器动态性能测试结果

6*实际感受信号频率与音调、信号幅度与音量之间的关系。（选做）

（1）将输入信号调节为f=1kHz 的正弦信号，边调节输入信号的幅度，边听扬声器发出的声音音量的改变。

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七．OTL功率放大电路

一、实验目的

  1．进一步理解OTL功率放大器的工作原理。

  2．学会OTL电路的调试及主要性能 指标的测试方法。

图7－1  OTL功率放大器实验电路

二、试验原理

  　图7－1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，T₂ ,T₃是一对参数对称的NPN和PNP型晶体三极管，他们组成互补推挽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I_c1的一部分流经电位器R_W2及二极管D，给T₂.T₃提供偏压。调节R_W2，可以使T₂.T₃得到适合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 U_A=1/2U_CC，可以通过调节R_W1来实现，又由于R_W1的一端接在A点，因此在电路中引入脚.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。

    当输入正弦交流信号U_i时,经T₁放大.倒相后同时作用于T₂.T₃的基极,U_i的负半周使T₂管导通(T₃管截止),有电流通过负载R_L,同时向电容C₀充电,在U_i的正半周 ,T₃导通(T₂截止),则已充好的电容器C₀起着电源的作用,通过负载R_L放电,这样在R_L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.

OTL电路的主要性能指标

   　1.最大不失真输出功率P_om

理想情况下,P_om=U_CC²/8R_L,在实验中可通过测量RL两端的电压有效值,来求得实际的P_OM=U_O²/R_L。

     2.效率=P_OM/P_E 100%   P_E－直流电源供给的平均功率

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音频功率放大电路设计实验报告

一、设计任务

设计一小功率音频放大电路并进行仿真。

二、设计要求

已知条件：电源V或V；输入音频电压峰值为5mV；8/0.5W扬声器；集成运算放大器（TL084）；三极管（9012、9013）；二极管（IN4148）；电阻、电容若干

基本性能指标：P_o200mW（输出信号基本不失真）；负载阻抗R_L＝8；截止频率f_L＝300Hz，f_H＝3400Hz

扩展性能指标：P_o1W（功率管自选）

三、设计方案

音频功率放大电路基本组成框图如下：

音频功放组成框图

由于话筒的输出信号一般只有5mV左右，通过话音放大器不失真地放大声音信号，其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗；滤波器用来滤除语音频带以外的干扰信号；功率放大器在输出信号失真尽可能小的前提下，给负载R_L（扬声器）提供一定的输出功率。

应根据设计要求，合理分配各级电路的增益，功率计算应采用有效值。基于运放TL084构建话音放大器与宽带滤波器，频率范围f_L＝300Hz，f_H＝3400Hz

在Multisim软件仿真时，用峰值电压为5mV的正弦波信号代替话筒输出的语音信号；用性能相当的三极管替代9012和9013；用8电阻替代扬声器。由于三极管（9012、9013）最大功率为500mW，要特别注意工作中三极管的功耗，过大会烧毁三极管，最好不超过400mW。如制作实物，因扬声器呈感性，易引起高频自激，在扬声器旁并入一容性网络（几十欧姆电阻串联100nF电容）可使等效负载呈阻性，改善负载为扬声器时的高频特性。

四、电路仿真与分析

1、原理图说明：

a、前半部分为带通滤波器，得到实验要求的频率范围为f_L＝300Hz，f_H＝3400Hz的信号。

b、后半部分为集成运放与晶体管组成的功放，电压增益为1+（R3+R13）/R2

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摘 要

   本次电路设计课题是音频小信号放大电路，它属于模拟电路课程设计，所以实验中就需要用到大量的模拟电路知识。对于音频小信号放大电路它是由两级放大电路组成，第一部分是运用到了两级负反馈放大电路，旨在放大电压，第二部分OCL功率放大电路采用复合三极管，目的放大电路电流。两部分放大电路的设计根本目的就是为了将小信号放大为一个大信号而不失真。失真这是设计音频放大电路中的一个难点，电路的巧妙设计可以有效的避免失真，电容的运用是解决失真的关键。

               目 录

1 选题背景.............................................................. 2

1．1 指导思想....................................................... 2

1．2 方案论证....................................................... 2

1．3 基本设计任务................................................... 2

1．4 发挥设计任务................................................... 2

1．5电路特点........................................................ 3

2 电路设计.............................................................. 3

2.1 总体方框图...................................................... 3

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韶关学院

-电子技术基础实验与课程设计实验报告

实验项目名称：运算放大器基本放大电路

院系（学号）：物理与机电工程学院  专业：

姓名：                     学号：

电子技术基础实验与课程设计

------运算放大器基本放大电路

实验目的

 1.通过实验，进一步理解集成运算放大器线性应用电路的特点。

2.掌握集成运算放大器基本线性应用电路的设计方法。

3.了解限幅放大器的转移特性以及转移特性曲线的绘制方法。

集成运算放大器放大电路概述

  集成电路是一种将“管”和“路”紧密结合的器件，它以半导体单晶硅为芯片，采用专门的制造工艺，把晶体管、场效应管、二极管、电阻和电容等元件及它们之间的连线所组成的完整电路制作在一起，使之具有特定的功能。集成放大电路最初多用于各种模拟信号的运算（如比例、求和、求差、积分、微分……）上，故被称为运算放大电路，简称集成运放。集成运放广泛用于模拟信号的处理和产生电路之中，因其高性价能地价位，在大多数情况下，已经取代了分立元件放大电路。

1.1反相比例放大电路

输入输出关系:            

输入电阻: Ri=R1

输出电阻: Ro=0

1.1.1设计要求

1.1.2选择器件与多数计算

通过查找资料选用TL082集成运放

设计放大12倍。

反相比例放大电路仿真电路图

输入与输出电压

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