★棋拟电子技水課程计★ 前言 《模拟电子技术》是一门发展迅速、实践性和应用性很强的电子 技术专业基础课程。为了适应现代电子技术飞跃发展的需要,更好的 培养21世纪应用型电子技术人才,需要在加强学生基础理论学习的 同时,还要加强实验技能的训练。提高动手能力和课堂理论知识是相 辅相成的。将理论知识、课题内容的作业、讨论与技能训练相结合, 融为一体,课程设计以此为目的使能力培养贯穿于整个教学过程。 本次课程设计(OCL功率放大器)综合了模拟电路中的许多理 论知识,它使我们学过的相关理论知识得到更好的巩固,并使理论知 识与实际问题相联系。提高自己的动手实践能力、安装与检测电路的 能力 其中主要涉及到的基础知识有半导体三极管的应用,放大电路的 分析方法和应用,负反馈放大电路与基本运算电路的性能与作用,基 本偏置电路的设计及其应用等。在设计的过程中还涉及到了应用 Protel制作原理图和PCB板的一些基础知识。对于综合运用所学过的 知识有一定的帮助和巩固。 限于组员能力有限、时间创促和初次设计制板,设计中难免存在 错误、错漏和不妥之处,恳请老师给予指正,在此致谢 编者张勇 湖南工学院电气与信息工程系
★模拟电子技术课程设计★ 湖南工学院电气与信息工程系 - 6 - 一 前 言 《模拟电子技术》是一门发展迅速、实践性和应用性很强的电子 技术专业基础课程。为了适应现代电子技术飞跃发展的需要，更好的 培养 21 世纪应用型电子技术人才，需要在加强学生基础理论学习的 同时，还要加强实验技能的训练。提高动手能力和课堂理论知识是相 辅相成的。将理论知识、课题内容的作业、讨论与技能训练相结合， 融为一体，课程设计以此为目的使能力培养贯穿于整个教学过程 。 本次课程设计（OCL 功率放大器）综合了模拟电路中的许多理 论知识，它使我们学过的相关理论知识得到更好的巩固，并使理论知 识与实际问题相联系。提高自己的动手实践能力、安装与检测电路的 能力。 其中主要涉及到的基础知识有半导体三极管的应用，放大电路的 分析方法和应用，负反馈放大电路与基本运算电路的性能与作用，基 本偏置电路的设计及其应用等。在设计的过程中还涉及到了应用 Protel 制作原理图和 PCB 板的一些基础知识。对于综合运用所学过的 知识有一定的帮助和巩固。 限于组员能力有限、时间创促和初次设计制板，设计中难免存在 错误、错漏和不妥之处，恳请老师给予指正，在此致谢 编者 张 勇
★棋拟电子技水課程计★ 2006年1月2日 二绪论 根据本次设计的要求,双电源供电路均采用7812、7912即可实现 0CL功放部分放大系统的步骤:输入信号-输入级-驱动级-输出级-负 载-反馈网络-输入级。 功率放大器的作用是提供较大的输出功率来驱动负载。如使扬声器 发出宏亮的声音、示波器中的光点随信号偏转、电动机、电磁阀动作 的实现等都需要对功率进行放大。而电压放大器的主要要求是在负载 得到不失真的电压信号时,讨论的主要指标是电压放大倍数、输入和 输出电阻等,输出功率并不一定大。功率放大器则不同,它是一种能 量转换器。设计电路时,考虑的是最大输出功率、非线性失真、减小 管子功耗以提高放大器的效率、使管子安全可靠工作等。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 功率放大器工作电流、电压的变化范围很大,那么晶体管常常是工作 在大信号状态下或接近极限运用状态的非线性区,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重要指 标。为了提高效率,将放大电路做成推挽式电路,功放管的工作状态 设置为甲乙类,以减小交越失真。常见的功放电路在连接形式上主要 有双电源互补推挽功率放大器OCL、单电源互补推挽功率放大器 oTI、平衡(桥式)无变压器功率放大器BTL等。由于功放管承受电 流、电压,因此功放管的保护和散热问题必须重视。功率放大器可以 湖南工学院电气与信息工程系
★模拟电子技术课程设计★ 湖南工学院电气与信息工程系 - 7 - 2006 年 1 月 2 日 二 绪 论 根据本次设计的要求，双电源供电路均采用 7812、7912 即可实现。 OCL 功放部分放大系统的步骤：输入信号-输入级-驱动级-输出级-负 载-反馈网络-输入级。 功率放大器的作用是提供较大的输出功率来驱动负载。如使扬声器 发出宏亮的声音、示波器中的光点随信号偏转、电动机、电磁阀动作 的实现等都需要对功率进行放大。而电压放大器的主要要求是在负载 得到不失真的电压信号时，讨论的主要指标是电压放大倍数、输入和 输出电阻等，输出功率并不一定大。功率放大器则不同，它是一种能 量转换器。设计电路时，考虑的是最大输出功率、非线性失真、减小 管子功耗以提高放大器的效率、使管子安全可靠工作等。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 功率放大器工作电流、电压的变化范围很大，那么晶体管常常是工作 在大信号状态下或接近极限运用状态的非线性区，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重要指 标。为了提高效率，将放大电路做成推挽式电路，功放管的工作状态 设置为甲乙类，以减小交越失真。常见的功放电路在连接形式上主要 有双电源互补推挽功率放大器 OCL、单电源互补推挽功率放大器 OTL、平衡（桥式）无变压器功率放大器 BTL 等。由于功放管承受电 流、电压，因此功放管的保护和散热问题必须重视。功率放大器可以
★棋拟电子技水課程计★ 由分立元件组成,也可由集成电路实现。在此次设计中,采用的是由 集成运放和相应分立元件所组成的功率放大电路。 三电源部分的设计 任何的电子产品都必须有电源供应部分,以便把市电转换成电子线路 所需的直流电压,驱动电子线路工作。 整 滤 稳 u 流|u 波 压 电 电 电 路 路 电源电路框图 3.1本次设计中,电源供应包括变压器,整流器,滤波电容,并且 加入了稳压电路(正、负稳压器)。当220V交流电进入放大器时,首 先经过变压器,把220V电压降到几十伏,并且通过滤波电容,将直 流电压降到电路所需的工作电压。滤波电容的功能不仅是滤除交流纹 波而已,它还具有储存电能的功效。当电流放大级突然需要极大的电 能时,要靠墙壁内的市电供应时来不及的,此时滤波电容的储电能力 就起了很大的作用。经过变压,整流,滤波的电压还会遇上一个状况, 那就是万一墙壁上的市电不稳定时,也同样会影响到电源供应的电 压。因此,设计中电压放大级采用了稳压电路,使得电压稳压输出 这样可使电路的输出电阻降低,此次分别采用7812、7912正、负同 时输出。 此双电源供电电路采用同一个整流桥、滤波电容再利用各自的稳压 器,经理论计算此方案是可行的。如下框图及原理图所示: 湖南工学院电气与信息工程系
★模拟电子技术课程设计★ 湖南工学院电气与信息工程系 - 8 - 由分立元件组成，也可由集成电路实现。在此次设计中，采用的是由 集成运放和相应分立元件所组成的功率放大电路。 三 电源部分的设计 任何的电子产品都必须有电源供应部分，以便把市电转换成电子线路 所需的直流电压，驱动电子线路工作。 电源电路框图 3.1 本次设计中，电源供应包括变压器，整流器，滤波电容，并且 加入了稳压电路（正、负稳压器）。当 220V 交流电进入放大器时，首 先经过变压器，把 220V 电压降到几十伏，并且通过滤波电容，将直 流电压降到电路所需的工作电压。滤波电容的功能不仅是滤除交流纹 波而已，它还具有储存电能的功效。当电流放大级突然需要极大的电 能时，要靠墙壁内的市电供应时来不及的，此时滤波电容的储电能力 就起了很大的作用。经过变压，整流，滤波的电压还会遇上一个状况， 那就是万一墙壁上的市电不稳定时，也同样会影响到电源供应的电 压。因此，设计中电压放大级采用了稳压电路，使得电压稳压输出 这样可使电路的输出电阻降低，此次分别采用 7812、7912 正、负同 时输出。 此双电源供电电路采用同一个整流桥、滤波电容再利用各自的稳压 器，经理论计算此方案是可行的。如下框图及原理图所示：
★棋拟电子技水課程计★ 7812 2V 桥、电容 7912 3.2双电源供电电路原理图 3.3原理说明 1、要使图中Jl、J2分别输出正负12V,即要求要在7812、7912 的输入端至少为14.5-15V的电压,取15V 2、由1得知滤波电容两端的电压为30V,再向前推变压器的副 边电压应为30/1.2=25V的电压。 3、相应保护电路:图中D1、D2均设计为当稳压器短路时产生较 大的电流以免烧坏稳压器 4、D3为指示灯(串一个电阻R),J4为控制开关。除滤波电容 外的所以电容均起改善电路的作用 5、根据降压一整流一滤波一稳压来分析上图符合设计要求。 湖南工学院电气与信息工程系
★模拟电子技术课程设计★ 湖南工学院电气与信息工程系 - 9 - +12V -12V 3.2 双电源供电电路原理图 3.3 原理说明： 1、 要使图中 J1、J2 分别输出正负 12V，即要求要在 7812、7912 的输入端至少为 14.5—15V 的电压，取 15V。 2、 由 1 得知滤波电容两端的电压为 30V，再向前推变压器的副 边电压应为 30/1.2=25V 的电压。 3、 相应保护电路：图中 D1、D2 均设计为当稳压器短路时产生较 大的电流以免烧坏稳压器。 4、 D3 为指示灯（串一个电阻 R），J4 为控制开关。除滤波电容 外的所以电容均起改善电路的作用。 5、 根据降压—整流—滤波—稳压来分析上图符合设计要求。 7812 7912 桥、电容
★棋拟电子技水課程计★ 四OCL功放方案的选择与论证 4.1方案的选择 本设计采用集成运放(UA741)作为OCL功率的驱动级 下图为采用集成运放作为驱动级的OCL功率放大电路。它也是由输 入级、驱动级、输出级及偏置电路组成输入级由C2、R1组成。驱动 级采用集成运放。输出级中,VDl、VD2支路构成了输出级的偏置电 路,它使功率管VIl~VI4工作在甲乙类,且接近于乙类,既减小交 越失真又提高效率。R6、R7分V1、V2管反向穿透电流之流,不让 它们全部流入ⅥT3、I4管,以提高复合管的温稳性。C1与R、 RP一起,引入总体电压串联负反馈,以改善电路各方面的性能 湖南工学院电气与信息工程系
★模拟电子技术课程设计★ 湖南工学院电气与信息工程系 - 10 - 四 OCL 功放方案的选择与论证 4.1 方案的选择 本设计采用集成运放（UA741）作为 OCL 功率的驱动级。 下图为采用集成运放作为驱动级的 OCL 功率放大电路。它也是由输 入级、驱动级、输出级及偏置电路组成.输入级由 C2、R1 组成。驱动 级采用集成运放。输出级中，VD1、VD2 支路构成了输出级的偏置电 路，它使功率管 VT1~VT4 工作在甲乙类，且接近于乙类，既减小交 越失真又提高效率。R6、R7 分 V1、V2 管反向穿透电流之流，不让 它们全部流入 VT3、VT4 管，以提高复合管的温稳性。C1 与 R2 、 RP1 一起，引入总体电压串联负反馈，以改善电路各方面的性能