模拟电子技术基础课程设计.doc

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模拟电子技术基础课程设计

实验报告

设计题目：

音响放大器

指导老师：

刘亚军

系别：

物理与信息技术系

班级：

2009级测控技术与仪器一班

姓名：

贺儒锋

学号：

200991044014

日期：

2011年6月18日

音响放大器的设计

一、设计的目的

1．了解集成功率放大器内部电路工作原理；

2.掌握其外围电路的设计与主要性能参数测试方法；

二、实验原理

1、音频功率放大器是音响系统中不可缺少的重要部分，其主要任务是将音频信号放大到足以推动外接负载，如扬声器、音响等。

功率放大器的主要要求是获得不失真或较小失真的输出功率，讨论的主要指标是输出功率、电源提供的功率。

由于要求输出功率大，因此电源消耗的功率也大，就存在效益指标的问题。

由于功率放大器工作于大信号，使晶体管工作于非线性区，因此非线性失真、晶体管功耗、散热、直流电源功率的转换效率等都是功放中的特殊问题。

集成功率放大器和分立元件功率放大器相比，具有体积小、重量轻、调试简单、效率高、失真小、使用方便等优点，使其得到迅猛发展。

在通用领域基本取代分立元件功放。

1LA4102集成功放电路工作原理

LA4102功放具有集成运放的结构特点，由输入级、中间级和输出级三部分组成，其内部电路如图1所示。

图1LA4102集成功放内部电路

输入级由VT1、VT2组成差动电路，用以减小温漂，提高输入阻抗和减小噪声。

VT3、R4、R5及VT5组成分压网络，一方面为VT1提供静态偏置电压，另一方面为VT5、VT6组成的镜像恒流源提供参考电流。

VT4、VT7组成两级电压放大器，具有较高的电压增益。

VT8、VT14组成的PNP型复合管与VT12、VT13组成的NPN型复合管共同构成互补对称推挽输出电路。

R9、VT9～VT11为电平移动电路，给末级功放提供合适的静态偏置。

R11接于输出端和VT2的基极之间，构成很深的直流负反馈，可以稳定静态工作点，提高共模抑制比。

此集成功放采用单电源供电方式接成OTL电路形式，也可以采用正负双电源供电方式（将③脚接负电源）接成OCL电路形式。

集成功率放大器由集成功放块和一些外部阻容元件构成。

它即可用单电源代电方式接成OTL电路形式，也可以采用双电源供电方式接成OCL电路形式。

集成功放块的种类很多。

本实验采用的集成功放块型号为LA4102，由三级电压放大，一级功率放大以及偏置、恒流、反馈、退耦电路组成。

管脚图如1所示：

图2 LA4102管脚图

LA4102集成功放的封装形式如图2所示。

各引脚功能如下：

⒈输出端；⒊接地；⒋⒌消振；⒍反相输入端；⒐同相输入端；⒑⒓退耦滤波；⒏公共射级电位；⒔接自举电容；⒕正源；⒉⒎⒒空脚。

表1LA4102主要技术指标参数

实验电路如图3所示，其外围电路元器件的作用如下：

C1（10μF）：

输入耦合电容；C9（470μF）：

输出耦合电容；

C10（100F）：

电源去耦电容；C4、C7（510pF）：

消振电容；

C2、C4（220μF）滤波电容，使T1、T2静态工作点更稳定；

C3（220μF）：

前级放大电路电源去耦电容；

C6（100μF）：

自举电容，扩展输出信号动态范围；

C8（33μF）：

去耦电容；

C5（33μF），R1（8.2kΩ）：

与内部电阻R1组成串联负反馈，决定整机电压放大倍数。

图3LA4102实验电路图

2、功率放大器的主要指标测试：

（1）不失真输出功率P0

低频功率的测量，一般采用先测出已知电阻中的电流或电压，然后根据公式求得功率。

最大失真输出功率的测量是在电路和输出端接固定负载。

输入端加低频正弦信号1KHz，用示波器观察负载上的波形。

调节输入信号的幅度，使输出信号为最大且不失真，测得输出电压V0（有效值），即可求得

（1-1）

测量方法：

逐渐增加输入信号幅值，使输出波形要削顶时，测量输出电压，计算输出功率。

（2）测量电路的最大效率

在最大不失真功率下，测电源电压和电流及输出电压，然后求的最大效率。

，

三、设计及仪器：

示波器一台，晶体管毫伏表，万用表1块，低频信号发生器，实验面包板，万能表，智能电工实验台。

四、设计用的主要器件：

集成功放LA4102一块，电阻电容若干。

五、实验数据处理

实验测的值:

Ii=0.03A,U=0.38V,RL=8.2Ω

Uomax=3.077V,Ui=8.9V

表1

测的值

电源电压Ui

电源电流Ii

输入信号U

输出信号Uomax

8.9V

0.03A

0.38V

3.077V

计算值

最大功率增益

最大功率Pomax

最大效率ηmax

22.90

0.144W

54.06%

六、设计总结：

通过此次电子技术试验的设计以及调试，掌握了音响放大器的基本设计方法和设计原理，对几种基本电路有了更深刻的认识，并且掌握了一定的多级放大电路设计和调试的经验。

但是，同时也发现自己的许多不足之处。

了现自己在将书本知识转化为实践能力的水平还很薄弱，在遇到问题时耐心不足，解决问题时不能够静下心来，比如，自己在连接电路后，输出波形有明显的阶越失真，自己找了很久都没能找到原因，就束手无策了，到处找人帮忙，可惜都不成功，只能找老师帮忙。

此刻，我才认识到以前忙于做好实验，填完表格的观点非常错误，这次实验，获得数据、做出报告是其次，真正的在于培养我们自己发现问题、解决问题的能力。

以后我会更注重自己这方面能力的培养。