音频功率放大器 ——设计与制作,小组成员： 张、杨积惠、惠平平,START,四、实验结果,五、心得体会,二、实验原理,三、调试过程,一、制作目的,1．学习基本理论在实践中综合运用的初步经验 2.掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力一、制作目的,,,3．学会音频功率放大器的设计方法和性能指标测试方法 4．培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力实验原理图,实验原理,前置级是由单管构成的，实际上相当于简单的电压控制电流型运算放大器，BG0的基极与发射极相当于运算放大器的正输入端和负输入端，正输入端的动态电阻已经提高到10K以上同时，从功率放大器输出端接到负输入端发射极负反馈电阻R10和取样电阻R11之比决定着总的电压放大倍率 C1为信号输入偶合元件，须注意极性应于实际电路中的电位状况保持一致R1和R2组成BG1的偏置电路，给BG1提供静态工作点，同时也在整个电路中起直流负反馈作用 C2与R3构成自举电路 注：自举电路在放大电路中的作用 1.提高阻抗，达到与高阻信号源匹配的目的； 2.正反馈，提高前级的供电电压，电压放大倍数变高，使输出功率增大BG1起电压放大作用，在该电路中被称为激励级,R5和D是BG2、BG3互补管的偏置电路元件，给BG2、BG3共同提供一个适当静态工作点，在能够消除交越失真情况下尽量取小值，根据实验结果一般取在3mA～4mA；改变R5阻值可使BG2与BG3的基极间电压降改变而实现对其静态工作的调整，与R5串联的D是为了补偿BG2、BG3发射结门坎电压随温度发生的变化，最好采用两只二极管串联起来补偿互补管发射结门坎电压随温度发生的变化，使互补管静态工作点稳定。
简化电路中省略使用一只二极管并联在BG2、BG3基极间的C4，可使动态工作时的ΔUAB减小，一般取为47μ； C3是防止BG1产生高频自激的交流负反馈电容，一般取为47P～200P BG1起电压放大作用，在该电路中被称为激励级， R8和R9分别是防止BG4和BG过流的限流电阻，一般取在0.2Ω～0.5Ω之间将用200mm长、直径为φ0.08的漆包线两端分别焊接在1k以上电阻两端，把对折起来的漆包线绕在电阻上即可相当于熔断保险管的作用，属于最简单的非智能式限流烧断保护方式C9和R10是交流负反馈网路，与R2、R1共同构成电压并联负反馈BG2和BG3是互补电流放大极，分别与BG4、BG5构成复合管对输出电流进行放大BG4和BG5是负责放大输出电流的大功率管，静态工作电流可取在10mA～30mAR8和R9分别是防止BG4和BG过流的限流电阻，一般取在0.2Ω～0.5Ω之间C5和C6是信号输出电容，用一只小容量电容与大容量电容并联起来使用，可消除大容量电容内部具有的较大电感对高频率信号的阻碍注意它实际上是起到中点浮动电源作用，所以电容量不是按照对通拼带下端交流信号的阻抗应为多大来计算，而是按照输出功率需要消耗多少能量进行计算。
在中点浮动电源电压随着输出电流进行波动而导致输出信号截波时，就会产生严重削波失真根据电容储存的能量与电压平方成正比关系，中点浮动电源的输出电容，容量应是总电源上储能电容量的4倍三、调试过程,接通电源，测量BG1的集电极到发射极的电压降Uce，调节200K电位器使Uce等于E/2-0.6 然后测量200K电位器实际所处的电阻值，换成同阻值固定电阻替换电位器，再测量BG1静态Uce应该在15.4V±0.2V之内确定好BG1的静态Uce后，再从小到大调节R5使BG4和BG5的静态工作电流为15mA测量输出中点电平也应为16V±0.5V之间 接上喇叭试听，接通电源时因C0充电，输出端中点电压需要从零缓慢上升，因而只产生轻微冲击声2秒钟后，用手碰C1输入端时喇叭将发出“呜”的交流声将C1输入端与地（电源负端）短路，喇叭应不发出声音，实际会发出轻微背景噪声或很小声的交流哼声 1.出现的问题及分析,电压很小的时候有交越失真的现象，当电压达到31.4伏时输出波形不明显失真，但此时电流不稳定，而且过大，紧接着BG5发烫，时间稍长就冒烟其主要原因事电流过大，功率也就大，管子发烫就在所难免了然后我用了两天的时间去做电源，之后再来调试功放，无论电压为何值，其输出始终为一条直线，也就是说该电路没有放大功能。
其测试数据为：,以上是我做的第一个功放，调试了好多天没有结果，原因我也找不出来王老师说再调试也没有太大的意义了，在老师的建议下，我重新做了个功放第二个功放做好后，我就急于接上电源，加上正弦信号侯输出依旧事一条直线，用手接触输入端，喇叭不发出任何的声音，我断定那个地方事断路仔细检查电路后发现，少接了一根线都是自己的粗心和急于求成造成的将线接上以后，又检查了好几遍电路，在确定电路无误的情况了，接通电源，用手接触输入端，喇叭发出声响.此时电流约为0.24A，BG5开始发烫，输出依旧没有变化还是一条直线电路没有问题，我初步估计可能是哪个元器件烧坏了因为BG5烫的最厉害，我以为可 能是它烧坏了，就把它拆了下来，用万用表测了BE和BC见的电阻 ，阻值大小差不多 ，也就证明了BG5没有被烧坏 把BG5装上后，我有把BG3拆了下来 ，测试结果发现它被烧坏了，被击穿了重新换上一个新管子后，再次接通电源，当电源调到25V左右时，电流约为0.01A，电路基本正常，但是电流依旧没有被放大此时各三极管的参数：,在调节电路正常的过程中，我一直都在烧三极管，大约烧了十二个吧就D880就烧了四个好在我在烧管子的过程中，也学到了些东西，至少当电路不合适时我知道会是哪个管子出现了问题，这也算是烧出来的经验吧。
另一个重要的问题，我的功放产生了严重的自激即使电压值很小，几乎没有电流 流过时 ，输入信号本身 就产生了自激 为消除自激 ，我把 C9的位置换了一下 ，因为C9和R10组成了交流负反馈又把C3换了一个新的，C3是防止BG1产生高频自激的交流负反馈电容昨晚这一系列的改变后 ，情况 稍 有好转 当电压大于5.1V时，输入波形又发生严重的自激但是5.1V以下，输入波形不失真电源电压为25.6V中点电压为13.4V，各三极管的参数为：,此时波形虽然不失真，但是一旦接通电源，电流就急剧上升，在一分钟之内可以达到1.0A左右，而且BG4和BG5严重发热但增大电压并不影响电压放大倍数对此，我与其他成员讨论的结果是产生了温度漂移，也就是因为BG4、 BG5温度的升高引起输出电流的升高可是，我个人觉得是因为电流的升高才引起BG4、 BG5两个管子的发热，但是具体什么原因我们都不大清楚其输出波形为：,其他两个组员所做的功放效果还不错，波形几乎不失真数据如下：电源电压为：30.0V;中点电压为：15.65V,数据如下：电源电压为：16.0V;中点电压为：8.55V,截止,,引入负反馈后，反馈电路的净输入信号Xid减小，因 此 ， Xf 与Xi 必然是同向的，即有φa+φf=2n×180O ，n=0,1,2……(φa、φf分别是 A、F的相角)A 、F是频率的函数，他们的幅值和相位都随频率的改变而改变，使Xf与Xi不再同向，产生了附加位移φa+φf=（2n+1）×180O ， n=0,1,2……。
可能在某一频率下，A、F的附加位移达到180O,这时Xf与Xi必然由同向变成反向，放大电路就由负反馈变成正反馈，这时电路就失去了正常的放大作用2、解决办法：,产生自激振荡的原因和条件：,负反馈放大电路产生自激振荡的条件是环路增益： AF=-1 它包括幅值条件和相位条件，即 |AF|=1,φa+φf=（2n+1）×180O,当幅值条件和相位条件同时满足时，负反馈放大电路就会产生自激振荡消除自激的方法：减小 反馈深度，如减小反馈系数 F ，但这不利于改善放大电 路的其他性能最常用的方 法是频率补偿法在反馈环路中增加一些电抗性元件，从而改变环路增益AF的频率特性，破坏自激振荡的条件,指导思想：,人为的将电路各个极点的间距拉开，特别是使主极点和其他相近的极点的间距拉开，从而可以按预定目标改变相频响应并有效地增加环路增益实施方法：,,,实验结果,一、理论与实践不能结合或许我们的理论知识学的很不错，考试也可以取得一个比较好的成绩，但我们学知识的目的就是会运用它可我们表现出来的却是纸上谈兵，当我们实际中遇到一些问题时，我们的理论知识没有办法为我们服务，不能帮助我们解决问题我觉得其主要原因就是我们做的东西太少了，实践的太少了，锻炼的太少了。
五、心得体会：,,,二、老师的帮助和指导在我做功放的过程中，老师教会了我很多的东西，教会了我怎么去调试功放，该去测哪些数据，当功放出现问题时又该怎么样去分析问题，去解决问题而且老师把出现问题可能的原因帮我分析以后，并不告诉我为什么会出现这种情况，而是让我自己去寻找答案，在这个过程中我意识到了独立思考问题的重要性因为在寻找答案的过程中，我要重新把模电的有关知识看一遍 ，看过以后我对知识的理解就更深入，更透彻了当自己找出答案后，自己很欣慰，是发自内心的一种开心因为收获了知识，自己的努力没有白费更重要的是我学会了独立去思考问题，自己去寻找解决问题的方法，我觉得老师教会我的这些东西会让我终身受益三、同学的交流同学之间的交流很重要，想必我们在座的都深有体会，跟同学交流，在交流的过程中我们也会学到一些东西三人行必有我师”，或许他们的某一句话会给我们某种启示，让我们疑雾顿开还有他们也可以帮我们查到电路中出现的问题，这在焊接电路的过程我有很深的体会我的电路中出现了短路问题就是他们帮我发现四．元件问题：,在买元件的过程中 我们也遇到了好多的问题 我们只是看电路图上的型号，却忽略了它们的耐压值 ；还有看到喇叭 的阻值为8欧，却不知道它的功率 。
当老板问我们需要多大的功率时，我们很无奈的说我们不知道我想这也算事理论与现实的差距吧在整个买元器件的过程中，通过与老板的交谈，我们也了解了一些书本上没有的知识，也知道了我们常用的元件主要的参数值我想在以后买东西的过程中我们不会无奈的说不知道了五、认识方面 以前看书目的特单纯，就是为了考试，根本不知道它们到底是做什么用的，也从没考虑过这个问题通过这次的课程设计，让我们知道了它们是做什么用的，也知道了怎么去用，极大的激发了我们的兴趣让我们对我们所学的知识有了更深的理解和认识在这里感谢王老师给我们提供这样一个平台，来增强我们的动手实践能力，并增强了我们同学间的沟通和友谊模拟电路,谢 谢 大 家 !,End,。