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1、目录1 实验目的与要求11.1 实验目的11.2 实验要求11.2.1 焊接要求11.2.2 效果调试要求12 实验内容13 主要仪器13.1 元件清单13.2 测试仪器24 实验原理与元件特性24.1 电路图24.2 功率放大器8002原理及功能介绍34.2.1 功能说明34.2.2 主要特性34.2.3 应用领域34.2.4 极限参数44.2.5 引脚分布及功能描述44.2.6 芯片基本结构描述54.2.7 应用说明54.3 8002中运算放大器的工作原理64.3.1 简介64.3.2 结构图与工作原理64.3.3 运算放大器的常用参数74.4 KA2284芯片原理及功能介绍84.4.1
2、KA2284的特点94.4.2 KA2284框图94.4.3 绝对最大额定参数（Ta=25）94.4.4 测试电路104.4.5 KA2284的引脚功能和管脚定义104.4.6 在Ta（最大）= 60时R的推荐值114.4.7 KA2284 LED电平指示的集成电路114.5 电解电容的原理与应用114.5.1 原理114.5.2 应用124.5.3 电解电容在电路中的作用124.5.4 电解电容的使用注意事项 ：134.6 发光二极管的原理与介绍134.6.1 基本原理与构造图134.6.2 发光二极管基本电路图144.7对该实验电路的电路分析（重点）145 实验步骤165.1 准备工作16
3、5.2 焊接过程165.2.1 焊接电阻165.2.2 焊接贴片芯片165.2.3 焊接LED灯165.2.4 焊接KA2284芯片165.2.5 焊接电解电容165.2.6 焊接电位器165.2.7 检查165.3 连接音频175.4 测试175.5 实物图176 测试结果及结果分析186.1 测试所用仪器型号186.2 连线186.3 调试及结果207 对运算放大器放大性能提高的探索与思考217.1 了解元件的性能217.1.1 温度高时漂移小217.1.2 负载轻时漂移小227.1.3 输入特性是有输入级的结构决定的227.2 从电路设计上提高性能227.2.1 电源退耦铝箔减小交叉干扰
4、227.2.2 省去平衡电阻消除噪声干扰源227.2.3 降低运算放大器的功耗减小温度漂移237.2.4 适当增加反馈电容抑制噪声干扰237.3 从系统设计着手237.3.1 增大信号237.3.2 如何分配增益238 对音频放大电路的探索与扩展248.1 对音频放大电路的设计考虑248.1.1 放大电路和扬声器的频率响应问题248.1.2对声音信号的还原需求248.1.3 不同的人对相同声音的感知情况是不同的258.1.4不同档次的音响器材对音频放大的品质要求不同258.2 音频放大电路的电路组成258.2.1 前置放大电路258.2.2 均衡电路（音调电路）258.2.3 功率放大电路25
5、8.3 音频放大电路的实现方法比较268.3.1 用分立元件实现268.3.2 用集成器件实现269 心得体会2610对该实验电路的整体综合分析2711调试结果报告表271实验目的与要求1.1 实验目的熟悉各基本元器件并熟练掌握其基本焊接方法。掌握音频放大电路的基本工作原理。掌握音频功率放大器各项主要性能及指标的测试方法。尝试实现对音频的放大作用。1.2 实验要求1.2.1 焊接要求正确焊接元件，参数、器件、引脚等无误。尽可能的使焊点圆滑、光亮，引脚长度合适，元件高度合适，焊接总装整洁美观。1.2.2 效果调试要求尽可能的减少或避免交越失真、不对称饱和失真。尽可能的提高最大不失真放大倍数。尽可
6、能的减少或避免噪声。2 实验内容根据元件清单以及电路板焊接音频放大电路。调节电位器使电路的电压放大倍数达到最大。用音响、耳机线以及手机对电路进行测试。3 主要仪器3.1 元件清单名称规格数量电源5V1（共享）蓝白可调电阻50k110k1电阻22k(0.25W)110k(0.25W)2330(0.25W)1电解电容470uF（10V，6.3*7）110uF（25V，4*7）11uF（50V，5*11）4发光二极管5功率放大器8002B贴片芯片1KA2284直插芯片13.2 测试仪器万用表、HY1711-3S直流电源、DS1104示波器、DG1032函数发生器。4 实验原理与元件特性4.1 电路图
7、4.2 功率放大器8002原理及功能介绍4.2.1 功能说明8002是一个单通道3W、BTL桥连接的音频功率放大器。它能够在5V工作电压、3负载时，提供THD10%、 平均值为3W输出功率。8002是为提供大功率,高保真音频输出而专门设计的。极少的外部元件从而简化了线路设计、节省了电路板空间、降低了生产成本,并且能工作在低电压条件下(2.0V-5.5V)8002不需要耦合电容,自举电容或者缓冲网络,所以它非常适用于小音量和低重量的低功耗系统中。8002可以通过控制进入休眠模式，从而减少功耗；内部具有过热自动关断保护机制。8002工作稳定，增益带宽高达2.5MHz，并且单位增益稳定。通过配置外围
8、电阻可以调整放大器的电压增益，方便应用。4.2.2 主要特性输出功率高:在THD10%,输入1kHz频率时，不同敷在的条件下输出功率（典型值）为：3W (负载3)；2.5W(负载4)；1.5W（负载8）。掉电模式漏电流小，待机电流:0.6uA（典型值）。采用SOP 、eSOP 封装。在输入信号为1kHz频率，8 负载，输出平均功率为1W的条件下，最大失真度为0.5%。宽工作电压范围：2.0V-5.5V。不需驱动输出耦合电容、自举电容和缓冲电路。单位增益稳定，外部增益可调。4.2.3 应用领域手提电脑台式电脑低压音响系统4.2.4极限参数参数最小值最大值单位说明电源电压1.86V储存温度-651
9、50输入电压-0.3V功耗mW内部限制耐ESD电压13000VHBM耐ESD电压2250VMW节温150典型值150推荐工作温度-4085推荐工作电压2.05.5热阻(SOP)35/W(SOP)140焊接温度22015秒内4.2.5引脚分布及功能描述管脚号符号描述1SD掉电控制管脚，高电平有效2BYP内部共模电压旁路电容3+IN模拟输入端，正相4-IN模拟输入端，反相5Vo1模拟输入端16VDD电源正7GND电源地8Vo2模拟输出端24.2.6芯片基本结构描述8002是双端输出的音频功率放大器，内部集成两个运算放大器，第一个放大器的增益介意调整反馈电阻来设置，后一个为电压反相跟随，从而形成增益
10、可以配置的差分输出的放大驱动电路，其原理框图为4.2.7应用说明外部电阻配置运算放大器的增益由外部电阻Rf、Ri决定，其增益为Av=2*Rf/Ri，芯片通过Vo1,、Vo2输出至负载，桥式接法。桥式接法比单端输出有几个优点：其一是省却外部隔直滤波电容。单端输出时，如不接隔直电容，则在输出端有一直流电压，导致上电后有直流电流输出，这样既浪费了功耗，也容易损坏音响。其二是，双端输出，实际上是推挽输出，在同样输出电压下，驱动功率增加为单端的4倍，功率输出大。芯片功耗功耗对于放大器来讲是一个关键指标之一，差分输出的放大器的最大自功耗为：=4)必须注意，自功耗是输出功率的函数。电源旁路在放大器的应用中，
11、电源的旁路设计很重要，特别是对应用方案的噪声性能及电源电压抑制性能。设计中要求旁路电容尽量靠近芯片、电源脚。典型的电容为10uF的电解电容并上0.1uF的陶瓷电容。掉电模式为了节电，在不使用放大器时，可以关闭放大器，8002有掉电控制管脚，可以控制放大器是否工作。该控制管脚的电平必须要满足接口要求的控制信号，否则芯片可能进入不定状态而不能进入掉电模式，其自功耗没有降低，达不到节电目的。外围元件的选择正确选择外围元器件才能确保芯片的性能，尽管8002能够有很大的余量保证性能，但为了确保整个性能，也要求正确选择外围元器件。8002在单位增益稳定，因此使用的范围广，通常应用单位增益放大来降低THD+
12、N，是信噪比最大化。但这要求输入的电压最大化，通常的音频解码器能够有1V的电压输出。另外，闭环带宽必须保证，输入耦合电容(形成一阶高通)决定了低频响应。4.3 8002中运算放大器的工作原理4.3.1 简介运算放大器（简称“运放”）是具有很高放大倍数的电路单元。在实际电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。它是一种带有特殊耦合电路及反馈的放大器。其输出信号可以是输入信号加、减或微分、积分等数学运算的结果。由于早期应用于模拟计算机中，用以实现数学运算，故得名“运算放大器”。运放是一个从功能的角度命名的电路单元，可以由分立的器件实现，也可以实现在半导体芯片当中。随着半导体技术的发展，大部分的
13、运放是以单芯片的形式存在。运放的种类繁多，广泛应用于电子行业当中。4.3.2 结构图与工作原理运放如图有两个输入端a（反相输入端），b（同相输入端）和一个输出端o。也分别被称为倒向输入端非倒向输入端和输出端。当电压U-加在a端和公共端（公共端是电压为零的点，它相当于电路中的参考结点）之间，且其实际方向从a 端高于公共端时，输出电压U实际方向则自公共端指向o端，即两者的方向正好相反。当输入电压U+加在b端和公共端之间，U与U+两者的实际方向相对公共端恰好相同。为了区别起见，a端和b 端分别用-和+号标出，但不要将它们误认为电压参考方向的正负极性。电压的正负极性应另外标出或用箭头表示。一般可将运放
14、简单地视为：具有一个信号输出端口（Out）和同相、反相两个高阻抗输入端的高增益直接耦合电压放大单元，因此可采用运放制作同相、反相及差分放大器。4.3.3运算放大器的常用参数共模输入电阻该参数表示运算放大器工作在线性区时，输入共模电压范围与该范围内偏置电流的变化量之比。直流共模抑制该参数用于衡量运算放大器对作用在两个输入端的相同直流信号的抑制能力。交流共模抑制CMRAC用于衡量运算放大器对作用在两个输入端的相同交流信号的抑制能力，是差模开环增益除以共模开环增益的函数。增益带宽积增益带宽积是一个常量，定义在开环增益随 频率变化的特性曲线中以-20dB/十倍频程滚降的区域。输入偏置电流该参数指运算放大器工作在线性区时流入输入端的平均电流。偏置电流温漂该参数
