OCL功率放大器设计

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1、OCL 功率放大器设计一主要技术指标：1.最大不失真输出功率：Pom$8W;2. 负载阻抗(扬声器)：RL=10Q；3. 频率响应： f=50Hz20KHz(3dB);4. 非线性失真系数：rW功率放大器1%；5. 输入灵敏度：ViW300mV;6. 稳定性：电源升高和降低土 20%时输出零点漂移WlOOmV；7. 躁声电压： VnW15mV;二. 实验仪器:直流稳压电源一台低频信号发生器低频毫伏表一台示波器一台万用表一块晶体管图示仪一台失真度测量仪一台三. 实验要求：1认真阅读指导书中OCL电路的设计和调试方法，体会和 掌握工程估算方法。2. 对各级电路进行估算，确定具体电路形式，选定元件参

2、数， 对主要指标校核验算。3. 元件测试挑选，组装焊接，调试和测量电路性能指标。经 过实验，修改预设计方案，直到达到指标要求为止。4按规范写出设计报告。四、电路设计：（一）选择电路形式：OCL 功率放大电路通常由输入电路、激励电路、功率输出电路三部分组成 此外 OCL 电路还包含一些辅助电路。如：负反馈电路、香味校正电路，自举电 路等。图 2.1 为我采用的电路。说明：输出级是由t6、t8和t7、t9组成的复合互补对称电路，可以得到较 大的功率输出，电阻 R12、 R14 用来减小复合管的穿透电流，增加电路的稳定性。 偏置电路用三极管T5组成恒压电路。激励采用t4组成的共射放大电路。输入级是由

3、 T1、 T2、 T3 组成的带恒流源的差分放大电路，减小直流漂移， 并且引入深度负反馈，进一步稳定输出点的静态零电平。（二）确定电源电压 电源电压的高低决定着输出电压的大小，而输出电压又由输出功率来决定。 当输出功率达到最大是，管子已接近饱和，此时输出电压接近电源电压，所以为保证功放的最大不失真功率 Pom 达到指标，电源电压必须大于最大输出电 om压。考虑到管子的饱和压降以及发射级电阻的降压作用，我们用下式表示电源电 压与最大输出电压的关系：V =n 2P Rom om L所以 E =15vc其中n称为电源利用效率。一般取0.6-0.81 .电源电压 设 Pom=8w RL=10 欧 电源

4、利用效率取 0.8 Ec=15v（三）估算功率输出级电路2 .选择大功率管 T8,T9Vcemax 2Ec=30v忽略管压降，则IcmaxEc/R =1.5A8LIc9max Ec/RL =1.5A单管最大集电极功耗：Pc max=Pc max=0.2Pomax+IoEc=1.8w89其中Io为功率管的静态电流，一般取Io=2030mA根据功率管极限参数选择 T8 和 T9:选择合适的大功率管，其极限参数应满足：TL-10uF-POLC547uF-POLT7ZTX851hmoL oR 1LR1120RL则 Rii=0.65KRi0=i.6K(3)设计自举电容 C5C5=(3-10)1/2 n

5、fLR11=47uF选择t4因为T4工作在甲类放大状态，贝U：1 V(br)ceI Vce4max=2Ec=24vPcm5(EcxIcq4)(5)估算输入级电路1确定差分放大电路静态工作电流：一般选Ic1=Ic2=(0.5-2)mAIc3=Ic1+Ic22计算 R2,R3,R4一般取 ID 3mAR4=Ec-(VD1+VD2)/ID=3.3KR3=(VD1+VD2-VBE3)/IC3=3603. T,T2,T=管的选择为使差分电路稳定工作，T,T2满足V(BR)CEO 1.2Ec=14.4vP=5(ICXEc)=90mwt3选用同类管(六)估算反馈电路：取 R1=30kR7=R1=30K又因为

6、 Avf=1+R7/R5所以 R5=R7/（Avf-l）=442QC4$（3-10）l/2 n fLR5=1.6uFC1（3-10）1/2nfLR1=0.06uF（七）补偿元件的选取C3=100pF五、OCL功放的调整和测试：（一）静态调试：1. 检查电路OCL功放焊接以后，首先对照安装图检查每个元件所在位置是否正确，特别 是有极性的电容，以及三极管和二极管的管脚是否有焊接错，再测量 +Ec、 -Ec 两点对地的电阻值，如小于50Q则属于不正常，必须排除故障后再进行下一步 的调试。2测量各级静态工作点先不接负载，同时接通土 15V电源，观察直流稳压电源面板上的电流读数， 应小于50mA，否则属

7、于不正常。逐级测量各管的V、V ,若V =0（管子截止），BE CE BE若 V =0（管子饱和），说明 工作状态都不在放大区， 在放大状态的硅管CEV =0.6-0.7V。BE如出现上述情况，应先排除故障，方可进行下面的调试.3先不接负载，测量输出端A点的对地电位，调节W使V=0，若不能，可能1A是T、T严重不对称引起的，也可能是正，负电源不对称引起的，查明原因，排12除故障，是V=0V。A4调节W，使V =1.6-1.8V，观察直流稳压电源面板上的电流读数，接近0.2CE5（二）动态测试：按图 2.2所示电路接线，进行指示测试。图 2.2 测试接线图1. 输入最大功率的测量：输入信号频率为

8、f=lKHZ，逐渐加大输入信号电压Vi,使输出Vo$8V（有效 值）并测量此时的失真度，如符合条件，则达到了指标。2. 输入灵敏度测量:输入信号频率f=lKHZ,逐渐增加输入信号，使Vo=8V（有效值），测量此时的 输入信号电压ViW300mv，即达到指标。3. 频率响应测量：先使f=lKHZ, Vo=50%Vom，测得此时的vi，保持Vi不变，改变信号率从 20Hz-50KHz，测得对应的Vo。注意测试过程中波形不应失真，不能有振荡产生, 如在20Hz-50KHz范围内，Vo保持在50%Vom3dB的范围内，则达到指标。4. 失真度测量：分别输入 100Hz， 1KHz,10KHz 的信号，

9、输出达到最大功率时，测出对应的失 真度数值。5. 测量噪声电压：将输入端短路，用毫伏表测量输出端电压，如输出端电压VnW15mV，则满足 要求。*1TimeChannel AChannel BT1出|36.038 ms2.981 V47.859 mVReverseT2 4|38.038 ms2.979 V47.820 mVSave占T2-T12.UUU ms-2.356 mV39.287 GNDumebaseChannel AChsnnsl BT叩护_Scale 2D0 D/Div :Scale 5 DivScale 2D。mDivageaj rXpositiori DY positionj

10、DY position |Level |fl| V| Y?T Aid B/A A/B|aT oj 竺J *AC- 0 DC | | *Sing. No. |氏Jt口 Z B | ErfEiZTbL 11Iw（三）调试记录：1. 整机静态工作电流：分别取下保险丝，将电流表串接入电路，读出数据，得 I =21.5mA+I =28.1mA2静态工作点：静态时，A点对地电位：V=0.016VA3最大不失真输出功率 Pom 和输入不灵敏度。输入信号f=lKHz,R=10Q 测出丫 W1%时的Vom=8.7V,Pom=7.57W。此时信号Vi=120mV。4频率响应：使信号频率f=lKHz,测出输出电压V

11、=50%Vom=4.35 ,Vi=70mV,保持Vi不变，测出下表中的输出电压：（HZ）电压20100500100010000200003000040000Vo（V）3.84.04.14.24.34.44.54.45.噪声系数：Vn=2.5mV6稳定性的检查：（1）Ec=15V 时 VA=0.016v；（2）Ec=12v 时 VA=0.012v；（3）Ec=18v 时 VA=0.018。若均小于lOOmv,说明放大器工作稳定。设计体会与总结:1、在这次设计中,让我确实遇了很多难以解决的问题,同时也学到了很多知识。掌握了功率放大器电路的设计与制作,掌握晶体管极性 的判断,还有如何去检查电路中的错误与线路是否导通,进一步熟 练万用表的使用,如何焊接电路。更让我明白团体精神的重要性。 更懂得做好一件事情的不容易。2、在接电路的过程中要仔细并且得有耐心,在检查错误时要更耐心,当出现错误时,首先检查线接对了没有,如果没有错误就看是不是 元件存在问题,遇见错误要一步