1、課程設(shè)計報告 題 目：_音頻功率放大器_專 業(yè)：_電子信息工程_年 級：_2021級_學(xué) 號：_1010612050_學(xué)生姓名：_覃超_ 聯(lián)系 ：_指導(dǎo)老師：_ 黃杰_完成日期： 2021 年 06 月 20 日 OCL功率放大器的設(shè)計 摘 要無輸出電容（OCL）功率放大器是在OTL功率放大器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種全音頻直接耦合低頻功率放大器，在高保真擴音系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。OCL功率放大器的放大原理與OTL功率放大器基本相同，主要區(qū)別是OCL采用了雙電源，省去了輸出電容，獲得了良好的頻率特性的同時引出了0CL功率放大器特有的“零點漂移”問題，因此設(shè)計電路時應(yīng)注意抑

2、制零點漂移。借用仿真軟件對電路進行虛擬實驗和測驗分析，達到預(yù)期目的。關(guān)鍵詞：功率放大器；分立元件，恒流源；OCL；Proteus ABSTRACTno output capacitance (the OCL) power amplifier is in power amplifier OTL developed on the basis of a full audio frequency power amplifier directly coupled, in high fidelity loudspeaker system has been widely used. The power of

3、 the DaQi repeatedly OCL OTL power amplifier amplification principle and basic same, the main difference is the OCL double power supply, tell the output capacitance, have the good frequency characteristics of the derivation of the unique power amplifier CL 0 zero drift problem, so circuit design sho

4、uld pay attention to the inhibition zero drift. Borrow simulation software to circuit analysis and test of virtual experiment, to achieve the desired objectives.Keywords: power amplifier; Division components, constant current source; OCL; Proteus目錄（要自動生成的）摘要（三號黑體）IABSTRACT(三號Times New Romar)I1 設(shè)計要求及

5、方案選擇(標(biāo)題1為四號黑體)31.1設(shè)計要求(標(biāo)題2為小四 黑體)31.2方案選擇(標(biāo)題2為小四 黑體)32 理論分析與設(shè)計22.1功率放大電路的分析及設(shè)計22.2正負12V線性直流穩(wěn)壓電源的分析及設(shè)計33電路設(shè)計43.1 硬件電路的設(shè)計53.2整個仿真電路94 系統(tǒng)測試104.1調(diào)試所用的基本儀器清單104.2調(diào)試結(jié)果104.3測試結(jié)果分析105 總結(jié)11參考文獻1114賀州學(xué)院課程設(shè)計報告1 設(shè)計要求及方案選擇(標(biāo)題1為四號黑體)1.1設(shè)計要求(標(biāo)題2為小四 黑體)1.采用分立元件制作，不能采用音頻集成電路。2.輸出功率5W。3.fL100HZ,fH10KHZ1.2方案選擇(標(biāo)題2為小四

6、黑體)1.設(shè)計思路功率放大器的作用是給負載提供一定的輸出功率，當(dāng)RL一定是，希望輸出功率盡可能大，輸出信號的非線性失真盡可能小，且效率盡可能高。需要注意的零點漂移的問題：OCL功率放大器的零點漂移就是兩只輸出管的連接點。所謂“零點漂移”就是“零點的直流電位偏移了零電位”。由于OCL電路采用直接耦合方式，為了保證電路工作穩(wěn)定，必須采取有效的措施一直零點漂移。為了獲得足夠大的輸出功率，驅(qū)動負載工作，故需要足夠大的電壓放大倍數(shù)。因此，性能良好的OCL功率放大電路應(yīng)由輸入級，驅(qū)動級和輸出級等部分組成。2.OCL各級的作用和電路特征（1） 輸入級：主要作用是抑制零點漂移，保證電路工作穩(wěn)定，同時對前級（音

7、調(diào)控制級）送來的信號作用低失真，低噪聲放大。為此，采用帶恒流源的，由復(fù)合管組成的差動放大電路，且設(shè)置的靜態(tài)偏置電流較小。（2） 推動級：作用是獲得足夠高的電壓放大倍數(shù)，以及為輸出級提供足夠大的驅(qū)動電流，為此，可采帶集電極有源負載的共射放大電路，其靜態(tài)偏置電流比輸入級要大。（3） 輸出級：的作用是給負載提供足夠大的輸出信號功率，可采用有復(fù)合管構(gòu)成的甲乙類互補對稱功放或準(zhǔn)互補功放電路。此外，還應(yīng)考慮為穩(wěn)定靜態(tài)工作點須設(shè)置交流負反饋電路，為穩(wěn)定電壓放大倍數(shù)和改善電路性能須設(shè)置交流負反饋電路，以及過流保護電路等。電路設(shè)計時各級應(yīng)設(shè)置合適的靜態(tài)工作點，在組裝完畢后須進行靜態(tài)和動態(tài)測試，在波形不失真的情況

8、下，使輸出功率最大。動態(tài)測試時，要注意消振以防損壞元器件。2 理論分析與設(shè)計2.1功率放大電路的分析及設(shè)計本級的輸入級采用差分放大電路，由鏡像恒流源供電。具有抑制零點漂移、穩(wěn)定靜態(tài)工作點、輸入阻抗高的優(yōu)點；中間級采用開啟式共射放大電路和恒壓偏置，具有推動激勵作用，消除交越失真；輸出級采用準(zhǔn)互補乙類OCL放大電路，具有較好的的電路輸出對稱性和功率放大作用。電路如圖六所示。圖六 OCL功率放大器確定電源電壓VCC，設(shè)功率管飽和壓降Vces=2V，R11=0.5.由最大輸出功率:Pmax=UoRL, Uo=Pmax*RL, 即Uo=6.32V。又由電壓輸出有效值 U（Vcc-Vces）/*RL/(R

9、11+RL),即VCC=9.50V，取電源電壓VCC=12V；最大不失真輸出電壓峰值：Uom=(Vcc-Vceo)*RL/(R11+RL)=9.41V負載電流最大值：Icmax=Uom/RL=1.2A.輸入阻抗：Ri=Ui/Ii,用輸入幅值為150mV的正弦波如圖七所示，測得Ii=3.3uA,則Ri=45.5K，輸出阻抗Ro=(Uo/Uo-1)/RL，空載時Uo=8.50V，RL=8負載時，Uo=7.0V，則Ro=2。圖七 輸入信號源的幅值和輸入電流2.2正負12V線性直流穩(wěn)壓電源的分析及設(shè)計原理框圖如圖九所示：圖九 線性直流穩(wěn)壓電源原理框圖考慮到功率放大器的負載等要求電源采用集成穩(wěn)壓芯片LM

10、7812和LM7912，原理如圖十所示圖十 正負12V線性直流穩(wěn)壓電源原理圖3電路設(shè)計3.1硬件電路的設(shè)計3.1.1輸入級恒流源差分放大電路的設(shè)計如圖八所示，兩個輸入端分別輸入大小、相位相同的信號時，輸出為零，從而克服零點漂移，并保證輸出級中點電壓的穩(wěn)定。差分放大器將兩個輸入端的差以一固定增益放大，很多系統(tǒng)在差分放大器的一個輸入端加輸入信號，另一個輸入端加反饋信號，增加曾哥功放的穩(wěn)定性和降低噪聲，并實現(xiàn)反饋調(diào)節(jié)作用。在三級管輸出特性的恒流區(qū)，當(dāng)集電極電壓有一個較大的變化量UCE時，集電極電流ic 基本不變。此時三級管c、e之間的等效電阻rce=uCE/ic的值很大。用恒流源三級管充當(dāng)一個阻值很

11、大的長尾電阻Re，既可在不用大電阻的條件下有效的抑制零漂，又適合集成電路制造供工藝代替大電阻的特點，因此，這種方法在集成運放中被廣泛采用。圖八 恒流源式差分放大電路3.1.2推動級電路的設(shè)計如圖九所示，推動級是給功率輸出級提供足夠的激勵電流和穩(wěn)定的靜態(tài)偏壓，整個功率放大器的增益主要由這一級提供。為了獲得足夠高的電壓放大倍數(shù)，以及為輸出級提供足夠大的驅(qū)動電流，可采帶集電極有源負載的共射放大電路，其靜態(tài)偏置電流比輸入級要大。為了穩(wěn)定偏置電壓，可采用恒壓電路，有多個二極管串聯(lián)而成，并有激勵管集電極負載和幾個電阻構(gòu)成。 圖九推動級偏置電路3.1.3輸出級準(zhǔn)互補對稱推挽功放設(shè)計輸出級主要起到電流放大作用

12、，以向揚聲器提供足夠的激勵電流，高正揚聲器正確放音。輸出級采用互補或準(zhǔn)互補輸出形式的單端推挽放大電路，其輸出級由上臂下臂不同極性復(fù)合管構(gòu)成，利用它們的偏置極性相反的特性，可以自動地分別放大正、負半半周信號，即具有互補特性，又因為在工作時總是一鼻導(dǎo)通，另一臂截止，工作再推挽狀態(tài)，又稱準(zhǔn)互補對稱推挽功放，如圖九所示。圖九：準(zhǔn)互補對稱推挽功放3.1.4大功率管保護電路如圖十所示，小功率三極管，拉動大功率三極管，起到線性放大放大電流的作用并起到電子開關(guān)作用，以保護電路。 圖十：大功率管保護電路3.1.5反饋電路設(shè)計如圖十所示，反饋網(wǎng)絡(luò)是為了提高電路的穩(wěn)定性和減低失真，OCL電路均要加入交直流負反饋，通

13、常會采用環(huán)路反饋。大環(huán)路反饋被大多數(shù)功放使用，即反饋信號從輸出端取出，經(jīng)反饋網(wǎng)絡(luò)到查分放大器一輸入端，這種負反饋可以提高放大器的速率，消除揚聲器的反動勢經(jīng)環(huán)路反饋到輸入級造成失真。圖十：反饋電路3.1.6各種補償電路的設(shè)計消除自激所加的補償電容：電容120P為消振電容，用來抑制電路振蕩，行進相位補償,以消除電路高頻自激。 端揚聲器阻抗補償電路：用以補償揚聲器的感抗成分，使放大器的負載較接近于純阻性，放大器共走穩(wěn)定，不易自激，輸出級晶體管不易過壓，運行比較穩(wěn)定。3.2整個電路仿真圖 圖十一：仿真圖4 系統(tǒng)測試4.1調(diào)試所用的基本儀器清單雙蹤示波器、萬用表，信號發(fā)生器等。4.2調(diào)試結(jié)果為了良好的完

14、成調(diào)式工作，需要對實驗儀器進行熟悉。在調(diào)式過程中，R12的調(diào)節(jié)對電路的電流產(chǎn)生很大的影響。因此，第一步調(diào)節(jié)R12，使輸出的電流在一定的范圍內(nèi)，這樣可以較好的使各級三極管在正常狀態(tài)下工作。因此第一步調(diào)節(jié)R12，確保在輸出級前一級放大支路上的電流在4mA5mA左右，第二步調(diào)節(jié)R14、R12對電路進行凋零，即在電路輸入為零時，其輸出也為零；這樣可以減小系統(tǒng)本身噪聲對信號的影響。第三步調(diào)節(jié)放大增益最主要的增益調(diào)節(jié)是反饋電阻R13，調(diào)節(jié)反饋電阻及音源輸入電位器觀察輸出信號是否失真，在最大不失真的情況下測得：輸出功率：Po=6.125W5w(RL=8)輸入阻抗為：Ri=Ui/Ii=0.15/3.3*10-

15、6=45k.4.3測試結(jié)果分析本設(shè)計通過分析論證，所做成的作品滿足設(shè)計的要求，但由于實驗室解乏一些儀器，只能用仿真的數(shù)據(jù)進行有關(guān)計算，這樣仿真出來的理想數(shù)據(jù)跟實際的數(shù)據(jù)會有所誤差，但最終經(jīng)過調(diào)式最后所得到的數(shù)據(jù)以理論計算的誤差慢慢減小。如圖九所示仿真圖圖九 輸入信號與輸出信號5 總結(jié)本次設(shè)計起初遇到很多問題，首先是電路設(shè)計時經(jīng)驗不足，沒放有測試點，造成進行數(shù)據(jù)采集是非常的不方便，其次是理論知識不夠扎實，對一些基本的理論分析不熟悉，浪費很多時間。不過經(jīng)過這次設(shè)計讓我對模電的知識掌握有了更進一步的提高，掌握了分析模擬電子技術(shù)的一些技巧和方法，相信在以后的更多的課程設(shè)計中會有更大的進步.，同時也非常

16、感謝老師和同學(xué)們的協(xié)作與指導(dǎo)！讓我順利的完成本次設(shè)計。參考文獻1 張肅文.高頻電子線路M.北京：高等教育出版社，2021 . 2 江思敏、姚鵬翼.PADS電路原理圖和PCB設(shè)計M.機械工業(yè)出版社，2021 .3童詩白、華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：高等教育出版社，2021 .4 夏路易、石宗義.楊素行.模擬電子技術(shù).高等教育出版社.2021.5 電路原理圖與電路板設(shè)計教程 protel 99seM.北京：北京希望電子出版社.附：電路PCB元件清單：10152個18158個插針電容 102 4個電容 2.2UF 一個電容 333 一個D10472個穩(wěn)壓管2個發(fā)光二級管 2個電阻 600 62

17、0 2.2K 10K 150(2個) 220（2個） 680 22K 0.5（2W2個） 4.7K 教師見習(xí)報告總結(jié)期待已久的見習(xí)已經(jīng)結(jié)束了，在龍巖三中高中部見習(xí)聽課，雖然只是短短的兩個星期，但感觸還是蠻深的，以前作為一名學(xué)生坐在課室聽課，和現(xiàn)在作為一名準(zhǔn)教師坐在課室聽課是完全不同的感受，感覺自己學(xué)到了一些在平時課堂上學(xué)不到的東西。在這里，我獲得的不僅是經(jīng)驗上的收獲，更多是教學(xué)管理，課堂教學(xué)等的理念，以及他們帶給我的種種思考。教育見習(xí)實踐過程：聽課。教育見習(xí)的主要目的是讓學(xué)生在指導(dǎo)教師的引導(dǎo)下，觀摩教師上課方法、技巧等。聽課是教育見習(xí)的主要內(nèi)容。我院規(guī)定在一周的見習(xí)中需完成至少6課的見習(xí)任務(wù)。

18、我在教師的安排指導(dǎo)下，分別對高一、高二物理專業(yè)課型為主，其他課型齊頭的方式，積極主動的完成了聽課任務(wù)，收到良好的效果。我聽的第一節(jié)課是高二（8）班，這是一個平衡班，水平不如實驗班高。在上課前。科任老師已經(jīng)跟我說了這個班的紀律是比較差的，而且成績也不是很好。在我聽課期間，確實有幾個學(xué)生在課堂上說話，但是我發(fā)現(xiàn)了一個有趣的現(xiàn)象，這個現(xiàn)象我在往后的幾個班都發(fā)現(xiàn)了，就是絕大部分的學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情都好高漲，積極舉手發(fā)言，積極參與課堂活動。我跟老師們提起這個現(xiàn)象的時候，科任老師就跟我說，一個班里不可能所有的學(xué)生都能全神貫注地聽完一節(jié)課，所以作為一名教師，應(yīng)該想辦法吸引學(xué)生的注意力，調(diào)動的積極性，比如可以以小

19、組為單位，以搶答計分的形式調(diào)動學(xué)生的積極性，這樣課堂氣氛就會活躍起來了。在為期兩周的見習(xí)工作中，我真的有很大的感觸，我第一次感受到自己已經(jīng)從一名學(xué)生向一名教師靠近，走在校園里，每當(dāng)有學(xué)生叫我一聲老師，我在感到無比自豪的同時，還感受到了自己的責(zé)任。見習(xí)工作結(jié)束了，我要回到學(xué)校繼續(xù)我的學(xué)習(xí)了，但是我會好好記住我從*中學(xué)學(xué)到的一切，并應(yīng)用于我的專業(yè)學(xué)習(xí)中去。一、教學(xué)管理理念在龍巖三中，從領(lǐng)導(dǎo)階層到一位普通的科任老師，都秉承以學(xué)生為主體的宗旨進行學(xué)校的管理，進行教學(xué)工作的開展。作為一個課程改革的示范學(xué)校，一個教育實驗基地。這所學(xué)校鼓勵著老師做各種研究，各種改革。每個班主任都有著自己的管理經(jīng)驗與管理宗旨

20、。有了這種思想的自由，自然這里也就充滿著探索與嘗試，從而有所創(chuàng)造與進步。在我見習(xí)的班集體中，班主任對他的學(xué)生說：“我要讓你們成為學(xué)習(xí)型的管理者，也是管理型的學(xué)習(xí)者。”這樣一句簡單的話，讓我感到這里老師進行班級管理的良苦用心。他們關(guān)心的不只是學(xué)生的學(xué)習(xí)，更多的是從一個完整的人的概念出發(fā)，去培養(yǎng)學(xué)生多方面的素質(zhì)。二、教學(xué)理念在見習(xí)期間，借著錄課的機會，我聽了很多的市級，校級的公開棵，還有理科實驗班的課。在這些課堂上，讓我看到教學(xué)改革正在悄然進行，有意識的老師正在努力體會“以學(xué)生為主體”的課堂模式。學(xué)生的創(chuàng)造也逐步成為教師追求的教學(xué)效果。其次，這里的老師也都在適應(yīng)著多媒體教學(xué)，信息化教學(xué)，使得課堂更

21、加生動，資源更加豐富，學(xué)生獲取學(xué)習(xí)資源的渠道也就更多。盡管，這種教學(xué)理念、教學(xué)模式的推廣仍然有很長的路，但似乎也并不遙遠，相信，這股改革的浪潮會給教育領(lǐng)域帶來很大的沖擊。三、實際工作經(jīng)驗在上面，是我在這所學(xué)校感受最深刻，也是認為最有意義的收獲。實際工作經(jīng)驗上，由于在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，也獲取了許多。在班主任工作上，我認識到了一個老師的表率作用是很大的，學(xué)生時刻看老師，作為一個老師，應(yīng)該從自己嚴格要求，并影響感染學(xué)生。這就要求師生之間的相互交流必須是貼心的，也是帶有希望的。見習(xí)期間，班主任老師教給了我許多的班級管理經(jīng)驗。我想這些經(jīng)驗是寶貴的，更為寶貴的是老師的主動精神。在他的言談中，看出一個老師對于班級管理的深度認識。所以我想：一個好的班主任不應(yīng)只是從學(xué)習(xí)上給學(xué)生幫助，而是從一種“管理”的角度上去讓班級受益，讓班級體的每個成員成長。教學(xué)