对讲机放大电路的设计

题目对讲机放大电路的设计学院理学院

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对讲机放大电路的设计

目录

一、工作原理 (3)

共射级电路 .................................................................................. 错误！未定义书签。

OCL电路 (8)

二、技术指标 .. 错误！未定义书签。

三、设计步骤和方法错误！未定义书

签。

1、确定电路方案................................................................... 错误！未定义书签。

2．计算元器件参数 (9)

对讲机放大电路的设计

放大器具有放大微弱信号的功能，所以得到了广泛的使用。但因单级放大电路的增益不够高，实用的放大器一般均由多级放大电路组成。以简单的对讲机为例，介绍多级放大电路的设计方法。

一、工作原理

简单的对讲机原理图如下，其核心部分是放大器，它的作用是把话筒传送来的微弱电信号，放大到足以使扬声器发出声音。

如图1所示，利用开关K的切换作用，可以改变Y1、Y2与放大电路连接的位置，使Y1、Y2交替作为话筒和扬声器使用。

K处在图中所示位置时，Y2通过K接到放大器的输入端成为话筒，Y1则接在输出端为扬声器。此时有人对着Y2讲话时，Y2把声音信号转换成电信号加到放大器的输入端，经放大器放大后可带动扬声器Y1发出声音，从而可在Y1处收听到Y2处的讲话。当K拨到另一位置时，则可以在Y1处讲话，Y2处收听。

可以看出通过开关K的控制，能够实现双向有线通话。因此，通常将此电路装置称作对讲机。

由于双向放大电路的对称性，下面仅对其中一向的设计进行详细介绍。

二、设计思路

利用已学的基本放大电路（共射极，共基极，共集电极）以及负反馈技术，和功率放大器的相关知识设计多级放大电路，在满足对讲机的各项技术指标，并能取得比较理想的放大效果。

三、技术指标

对于不同的放大器来说，由于用途不同，技术指标也就不问。因此要根据给定的技术指标进行电路设计。

对于这个对讲机的前置放大器给定技术指标为：

(1)电压放大倍数：A＝100

(2)最大输出电压：V o＝1V

(3)频率响应：30Hz- 30kHz

(4)输入电阻：R＞15kΩ

(5)失真度：y＜10%

(6)负载电阻：R＝2KΩ

(7)电源电压；Ec=12V

四、设计步骤和方法

如方框图所示，电路可分为两大部分，左边为前置级，右边为输出级。

本电路电压增益为100倍，考虑到电路的输入电阻不很高(r>15K)，输出阻抗也不太低，负载取的电阻也不大(R＝2k)。因此前置级的电路可采用共射电路。由于单级放大电路的电压增益为35db左右，两级放大电路的增益为65db左右。考虑到要引一定深度的负反馈(一般为1+AF＝10左右)，而电路的增益要求为100倍，所以前置级用两级共射电路组成。静态偏置采用典型的工作点稳定电路。级间耦合采用阻容耦合方式。输出级利用OTL电路，把来自前置级的电压信号进行功率放大，以带动扬声器。

共射极放大电路的分析

如图C所示电路，B点的电流方程为

I2=I1+I BQ

为了稳定Q点，通常情况下，参数选取应满足

I1>>I BQ

因此

I2≈I1

所以B点电位

表明基极电位几乎决定于R b1和R b2对V CC的分压，而与环境温度无关，即温度变化时U BQ基本不变。

当温度升高时，集电极电流I C增大，发射极电流I E必然相应增大，因而发射极电阻R E上的电压U E即发射极的电位随之增大，因为U BQ基本不变，而U BE=U B-U E，所以U BE势必减小，导致基极电流I B减小，I C也随之相应减小，结果I C随温度升高而增大的部分几乎被由于I B减小而减小的部分相抵消，I C将基本不变，U CE也将基本不变，从而Q点在晶体管输出特性坐标平面上的位置基本不变。上述过程简写为：

T（℃）↑→I C↑（I E↑）→U E↑（因为U BQ基本不变）→U BE↓→I B↓

↓←———————————————————|

I

C

温度降低时变化与之相反。不难看出，在稳定过程中RC起重要作用，当晶体管的输出回路电流IC变化时，通过发射极电阻RE上产生电压的变化来影响BE间电压，从而使IB向相反方向变化，达到稳定Q点的目的。这种将输出量IC通过一定的方式引回到输入回路来影响输入量的措施称为反馈。

静态工作点的估算

已知

I1>>I BQ

发射极电流

由于I CQ≈I EQ,所以

U CEQ≈V CC-I CQ(R C+R E) 基极电流

动态参数的估算

OCL电路

在OCL电路中，T2和T1特性对称，采用了双电源供电。静态时，T1和T2均截止．输出电压为零。设晶体管b—e间的开启电压可

忽略不计；输入电压力正弦波。当U i＞0时，T1管导通，T2管截止，正电源供电，电流如图9.1.5中实线所示，电路为射极输出形式，U O=Ui，当Ui＜0时，T2管导通，T1管截止，负电源供电，电流如图9.1.5中虚线所示，电路也为射极输出形式，U O=Ui；可见电路实现了T1和T2交替工作，正、负电源交替供电，输出与输入之间双向跟随。不同类型的两只晶体管(T1和T2)交替工作，且均组成射极输出形式的电路称为“互补”电路。

严格地说，当输入信号很小时，达不到三极管的开启电压，三极管不导通；当输入信号超过开启电压，但超过不多，三极管虽然能导通，但输出波形会出现失真。在输出信号正、负半周交替过零处，因三极管存在开启电压而形成的非线性失真，称为交越失真，交越失真的示波器波形如图4所示。