功率放大器实验报告

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九.总结
实训通过此次实验的设计与调试,掌握了音响放大器的基本设计方法及基本原
理,对几种基本的电路有了更加深刻的理解,也有了更深的印象。并同时掌握了
一定的放大电路的设计与调试经验。但同时也发现了许多不足之处,例如自己的
已知条件: Vcc=12V,VEE=-12V,RL=8 欧,Vi=200mV
设计要求:
Po≥2W, <3%(1KHz 正弦波)
三.设计的作用和目的以及意义 在很多电气设备中都有音响功率放大器,集成音响功率放大器具有工作稳
定、性能好、易于安装调试、成本低等优点。集成功放加上放大器、音调控制电 路就可构成音响放大器。功率放大器决定了整机的输出功率、非线性失真系数等 指标,要求功率高、失真尽可能小、输出功率大。 目的: 1.通过多语音放大器的设计,掌握低频小信号放大电路的工作原理和设计方法。 2.进一步理解集成运算放大器和集成功放的工作原理,掌握有源滤波器和功放 电路的设计过程。 3.了解一般电子电路的设计过程和装配与调试方法。 设计意义: 1. 音响技术的发展经历了电子管、晶体管、场效应管的历史时期,在不同的历 史时期都各有其特点。预计音响技术今后的发展主流为数字音响技术。 2. 通过音响放大器设计,使我们认识到一个简单的模拟电路系统,应当包括信 号源、输入级、中间级、输出级和执行机构。信号源的作用是提供待放大的电信 号,如果信号是非电量,还须把非电量转换为电信号,然后进入输入级,中间级 进行电流或电压放大,再进入输出级进行功率放大,最后去推动执行机构做某项 工作。 四.方案选择 功率放大级:
不要让松香透过印刷版流到元件面或插孔里。 4、 保持烙铁头清洁:烙铁头表面氧化的一层黑色杂质形成隔热层,使烙铁头失 去加热作用。要随时再烙铁架上蹭去杂质,或者用一块湿布或使海绵随时擦烙铁 头。 5、 焊锡量要合适。 6、 焊件要固定。 (二)、调试结果及分析
调试与检测:调试是一个非常艰难而又需要耐心的任务,但是它的目的 和意义是十分重大的。我们要通过检测与调试,了解一般电子产品的生产调试过 程,初步学习调试电子产品的方法,培养检测能力及一丝不苟的科学作风。首先 我们要检查焊接的地方是否使印刷电路板损坏,检查个电阻是否同图纸相同,各 个二极管、是否有极性焊错、位置装错以及是否有电路板线条断线或短路,焊接 时有无焊接造成的短路现象,电源的引出线的正负极是否正确。第二,要通电检 测—在通电状态下,仔细调节中周,一定要记下每次调节过程,如果调节失败, 再重新调回带原来的位置,实在不行就请老师帮忙!不过在整个过程中我们一定 要有耐心。在调试的过程中万用表起着很大的作用,第一次调试,发现喇叭中只 有沙沙的电流声,刚开始以为是虚焊,但仅过很长时间的检测却发现不是,后来 通过万用表的一段段检测,才发现有是功率管放大的功率不够;第二次调试,等 着音响播放了一会,我们发现了变压器烧的很厉害,以为是变压器烧坏了,于是 就又把变压器拆下测量,结果变压器是正常的,我们就又开始检测电路,元件, 终于让我们找到了问题,是整流桥的问题,我们买的整流桥的通过电流太小了, 容易被烧坏,于是乎我们就把整流桥换成了四个二极管,总之,调试是很关键的 一步,这个充分体现了做板者对电路图的掌握情况,经过还几个晚上的调试,我 的音响终于出声了,而且是使用独立元器件做出来的,但由于我们没有调音系统, 所以声音方面还是有欠缺。 1.直流电源模块的调试
十.参考文献 [1] 谢自美.电子电路设计.实验.测试.武昌:华中理工大学出版社,1994.
[2] 童诗白.模拟电子技术基础.第二版.北京:人民邮电出版社,1999. [3] 康 华 光 主 编 , 电 子 技 术 基 础 ( 数 字 部 分 , 模 拟 部 分 ), 高 等 教 育 出 版 社,1998. [4] 姚福安:《音频功率放大器设计》,山东大学学报,2003 年 06 期. [5]牟小令:《高效率音频功率放大器》,西南师范大学学报,2003 年 01 期. [6] 康华光,陈大钦,张林.电子技术基础.华中科技大学出版社.2003 [7] 童诗白.模拟电子技术基础.人民教育出版社.1981
实践能力依然比较差,无法快速的运用书本知识解决手头遇到的问题。由于经验
不足,许多问题无法及时查出。再加上自身耐心不够,测试时花费了大量时间。
依旧不能得到理想的结果。通过此次试验,我们认识到结果并不是最重要的,通
过实验我们获得解决突发问题的意识与经验才是最重要的。 通过这次实训的学习,我也发现我对焊接电路更加熟练了,这使我深刻地认
容。
(3)放大部分:采用的 TDA1521 芯片。
(2)原理图 电源部分
功放集成 TDA1521应用电路图: TDA1521 引脚功能描述及封装图: 1 脚:11V——反向输入 1(L 声道信号输入)
2 脚:11V——正向输入 1 3 脚:11V——参考 1(OCL 接法时为 0V,OTL 接法时为 1/2Vcc) 4 脚:11V——输出 1(L 声道信号输出) 5 脚:0V——负电源输入(OTL 接法时接地) 6 脚:11V——输出 2(R 声道信号输出) 7 脚:22V——正电源输入 8 脚:11V——正向输入 2 9 脚:11V——反向输入 2(R 声道信号输入)
1、准备焊接:准备焊锡丝和烙铁。
2、加热焊件:烙铁接触焊接点,使焊件均匀受热。 3、熔化焊料:当焊件加热到能熔化焊料的温度后将焊丝至于焊点,焊料开始熔 化并湿润焊点。 4 移开焊锡:当熔化一定量的焊锡后将焊锡丝移开。 5、移开烙铁:当焊锡完全湿润焊点后移开烙铁。 操作要点: 1、 焊件表面处理:手工烙铁焊接中遇到的焊件往往都需要进行表面清理工作, 去除焊接面上的锈迹、油污、灰尘等影响焊接质量的杂质。 2、 预焊:将要锡焊的元件引线的焊接部位预先用焊锡湿润,是不可缺少的操作。 3、 不要用过量的焊剂:合适的焊接剂应该是松香但仅能浸湿的将要形成的焊点,
功率放大器的设计实验报告
一、摘要 随着科学技术的发展,模拟音响设备的性能日益改善,如立体声磁带录放设
备、调频立体声广播系统等,都具有较高的保真度。但是,模拟音响设备在信号 动态范围、信噪比、分离度、失真度等技术性能方面,已经很难进一步改善。本 文介绍了音响的构成,功能,及工作原理,它由 TDA1521 芯片所组成的功放电 路, 本身具有电源电压范围宽,静态功 耗小,可单电源使用,价格低廉等优点. 二.设计任务
方案一: 功率放大输出级采用分立元件构成的 OCL 电路,驱动级采用集成
芯片,整个功放级采用大环电压负反馈。这种方案的优点是:由于反馈深度容易 控制,故放大倍数容易控制。且失真度可以做到很小,使音质很纯净。但外围元 器件较多,调试要困难一些。
方案二:采用专用的功放集成芯片。TDA1521 是一款功率放大集成块, 体 积小巧,外围电路简单,且输出功率较大。该集成电路内部设有过载过热及感性 负载反向电势安全工作保护。 根据题目设计要求,可供选择的功率放大器可由分立元件组成,也可由集成电路 完成。由分立元件组成的功放,如果电路选择得好,参数恰当,元件性能优越, 且制作和调试得好,则性能很可能高过较好的集成功放。许多优质功放均是分立 功放。但其中只要有一个环节出现问题或者搭配不当,则性能很可能低于一般集 成功放,为了不至于因过载、过流、过热等损坏还得加复杂的保护电路。现在市 场上有许多性能优异的集成功放芯片,如 TDA1521,TDA2040A、LM1875、TDA1514 等。集成功放具有工作可靠,外围电路简单,保护功能较完善,易制作调试等优 点,虽不及顶级功放的性能,但满足并超过本设计的要求是没有问题的。另外集 成运放还有性价比高的特点。故本系统设计选用方案二。该方案的优点是:技术 成熟,外围元器件少,保护功能较完善,调试简单,便于扩功等 五.电路的设计
高保真功放 IC TDA 1521采用九脚单列直插式塑料封装,是飞利浦2×15W 单 片功放集成电路, 外围元件极少, 使用方便, 具有短路保护和静噪功能 , 电源 内阻要小于4欧 , 以确保负载短路保护功能可靠动作。电器特性参数:(Vcc=± 16V RL=8Ω f=1KHz Ta=25℃)1、电源电压 :Vcc = ±7.5 -- ±20V 推荐值: ±15V 2、输出功率 : Po =2×12W(THD=0.5%) BTL 形式时 Po = 30 W 3、电压 增益 : Gv = 30dB 4、通道隔离度:CT=70dB 5、输出噪声电压: Vno = 70uV (Rg=2KΩ)
利用变压器和直流电源电路使 220V 交流接入,用万用表测量整流管两端的输 出,测得输出电压为 12V,因此该模块正常,可以为其他模块提供电源。 2.功放电路的调试 接入 12V 的直流电压,使功放电路与扬声器相连,并接上音源,可以清晰的听到 音乐,用万用表测量芯片 TDA1521 各管脚的电压,均正常。因此,该模块也正常。
经过前面对各个模块的调试,均无错误,于是,将模块级联,并接上音源与 扬声器,我们的音响出声了,音质还不错。
八.元件清单 双 12V 变压器 电源线(带插头) 二极管 10uF 0.1uF 4700uF 2200uF 0.22uF(224) 0.022uF(223) 电阻 8 欧 TDA1521 芯片 双联电位器(10K) 音频头 音频线 喇叭(15W 8 欧) 黄色导线 TDA1521 散热板
测 VI 和 VO 的波形,失真度测量仪监测 VO 的波形失真。 (2)测量 P0的步骤是:
功率放大器的输出端接额定负载 RL,逐渐增大输入电压 VI,直到 V0的波 形刚好不出现削波失真,此时对应的输出电压为最大输出电压,由(1)式可算 出额定功率 P0.
七.电路的制作与调试 (一).焊接操作步骤
(1) 直流稳压电源电路
本方案选用了±12V 的VCC 电压。
(1)整流部分:采用单相桥式整流电路,可选用四个 1N4007 二极管或桥堆,
最大整流电流 1A 即可。
(2)滤波部分:采用常用的电容滤波,取值 4700μF。此 4700μF 只要高于
12V 就可以。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ于稳压芯片输出可能略高于 12V,所以本方案采用 25V 耐压的电
六.额定功率的测试 功率放大器输出失真小于某一数值(如<3%)时最大功率称为额定功率,
其表达式为 PO=Vo2/RL,式子中,RL 为额定负载阻抗,VO(有效值)为 RL 两端的最大 不失真电压。VO 常用来选定电源电压 VCC,VCC>=2 2 V (1)。
(1)测量 PO 的条件如下: 信号发生器的输出信号的频率 f1=1KHZ,电压 VI=5mv,用双跟踪示波器观
有输出功率大、两声道增益差小、有过热过载短路保护等特点。 双电源供电时,省去两个音频输出电容高低音音质更佳。 单电源供电时,电源滤波电容应尽量靠近集成电路的电 源端,以免电路内部自激。 注意: 1.必须加装散热板,不小于200mm×100mm×2mm. 2.只要变压器功率够大、散热迅速,效果会很好. 3.切不可将输出端与输入端相连,否则迅速烧毁集成块.
识到了熟能生巧的寓意,理论和实践相结合固然重要,但不断地练习也非常重要。 只有这样才能提高自己的实际操作能力,并且从中培养自己独立思考的能力。
是培养我们动手能力的一个好机会,我们可以学会了基本的焊接技术,,知 道了电子产品的装配过程,我们还学会了电子元器件的识别及质量检测,知道了 整机的装配工艺。
通过这次实训的学习与操作,我也深深理解到了,一个团队的团结合作的重 要性,每个人都有自己的长处短处,在一个团队里我们可以取长补短,通过大家 的智慧,完成我们的作品。
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