电子技术基础功率放大器课程研究设计.doc

目录

第一章 绪论·················································2
第二章 系统方案论证········································3
2-1 设计要求·················································3
2-2 设计内容·················································3
2-3 课程设计的目的···········································3
2-4 课程设计的意义···········································3
2-5 设计功率放大器电路元件的清单·····························3
2-6 LM386的概述··············································4
第三章 功率放大器的系统原理·······························6
3-1 功率放大器系统原理·······································6
3-2功率放大器各个参数的计算·································7
第四章 系统电路安装调试····································8
4-1 焊接技术·················································8
4-2 功率放大器电路安装和调试的过程···························8
4-3 电路焊接，安装，调试应该注意哪些问题·····················9
第五章 总结··················································10
附录····························································11

第一章 绪论

在现代的音响普及中，人们因生活层次、文化习俗、音乐修养、欣赏口味的不同，令对相同电气指标的音响设备得出不同的评价，所以就高保真度功放而言，应该达到电气指标与实际听音指标的平衡与统一。 随着人们生活水平的不断提高，人们对音响要求也越来越高，要求的音响不但体积要小而且音质要好，并且音量还可以调节，所及本设计就是为了解决这个问题而设计的，不但体积小而且音质非常好并且音量可以调整。
为了适应高等职业院校电子信息类、通信类、应用电子技术类专业建设与发展的需要，提高学生的知识综合运用能力，增强学生的就业竞争力，本文通过设计、制造具有电子混响、音调控制，卡拉与伴唱的音响放大器，了解集成功率放大器内部电器的工作原理，掌握其外围电路的设计与主要性能参数的测试方法，并掌握音响放大器的设计方法与小型电子线路系统的装调技术。为学生奠定了扎实的实践基础，真正体现职业教育的特色

第二章 系统方案论证
2-1 设计要求
设计功率放大器，在输入端能够接受微弱的音频信号。经过扬声器能够输出正确清晰的声音信号。
2-2 设计内容
1.电路原理图设计（附录）
2.电路板实现
3.设计论文（报告）
2-3 课程设计的目的
1. 理解电子技术基础课程设计的特点，课程设计要求我们更好地运用课堂上的相关知识指导，并且应用他们解决实际问题，它主要提高我们的实际操作能力和独立思考，解决问题的能力。
2. 了解并掌握一般电子产品的制作，调试与开发基本技能与方法，全面实现我们的动手能力。
3. 为以后我们从事电子产品制作与创新设计工作奠定初步的实践基础。
2-4 课程设计的意义
通过设计熟练的掌握功率放大器的组成结构原理，明确组成功率放大器电路的优缺点。提高我们结合实际综合考虑问题的能力，能看懂功率放大器电路图，进一步提高识图，绘图和计算电路的能力。并且认识了功率放大器的设计，组装，调试与维修维护。为以后我们从事电子产业设计功率放大器打下了基础。
2-5 设计功率放大器电路元件的选择

表2-1 功率放大器电路元件
LM386
一块
管脚坐（八脚）
一个
扬声器（10Ω）
一个
驻极体话筒
一个
单圈电位器（47μF/16V)
一个
单圈电位器（100μF/16V)
一个
电容（220μF/16V)
一个
电容（10μF/16V)
一个
电容（0.1μF/16V）
一个
电阻（3.3K)
一个
电阻（50K）
一个
电阻（1K）
两个
电阻（100Ω）
一个
电位器单圈蓝色方形
两个
103
一个

2-6 LM386的概述
一·简介：LM386是一种音频集成功放，具有自身功耗低、更新内链增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点的功率放大器，广泛应用于录音机和收音机之中。

二·特性：1：静态功耗约4mA，可用于电池供电。
2：工作电压范围宽，4-12V or 5-18V。
3：外围元件少。
4：电压增益可调，20-200，低失真度。
三·应用特点：主要应用于低电压消费类产品。为使外围元件最少，电压增益内置为20。但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻和电容，便可将电压增益调为任意值，直至 200。输入端以地为参考，同时输出端被自动偏置到电源电压的一半，在6V电源电压下，它的静态功耗仅为24mW，使得LM386特别适用于电池供电的场合。
四·LM386的参数：1：电源电压（LM386N-1，-3，LM386M-1）15V ，（LM386N-4）22V
2：封装耗散（LM386N）1.25W ，（LM386M）0.73W ，（LM386MM-1）0.595W
3: 输入电压±0.4V
4：储存温度-65℃至+150℃
5：操作温度0℃至+70℃
6：结温+150℃

五·LM386的引脚图（如图2-2所示）

图2-2 LM386的引脚图

LM386的外形和引脚的排列如右图所示。引脚2为反相输入端，3为同相输入端；引脚5为输出端；引脚6和4分别为电源和地；引脚1和8为电压增益设定端；使用时在引脚7和

地之间接旁路电容，通常10μF。查LM386的DATASHEET，电源电压4-12V或5-18V(LM386N-4)；静态消耗电流为4mA；电压增益为20-200；在1、8脚开路时，带宽为300KHz；输入阻抗为50K；音频功率0.5W。

六·应用注意事项
1：尽管LM386的应用非常简单，但稍不注意，特别是器件上电、断电瞬间，甚至工作稳定后，一些操作（如插拔音频插头、旋音量调节钮）都会带来的瞬态冲击，在输出喇叭上会产生非常讨厌的噪声。
2：1、通过接在1脚、8脚间的电容（1脚接电容+极）来改变增益，断开时增益为20。因此用不到大的增益，电容就不要接了，不光省了成本，还会带来好处--噪音减少，何乐而不为？
3：PCB设计时，所有外围元件尽可能靠近LM386；地线尽可能粗一些；输入音频信号通路尽可能平行走线，输出亦如此。这是死理，不用多说了吧。
4：选好调节音量的电位器。质量太差的不要，否则受害的是耳朵；阻值不要太大，10K最合适，太大也会影响音质，转那么多圈圈，不烦那！
5：尽可能采用双音频输入/输出。好处是：“+”、“－”输出端可以很好地抵消共模信号，故能有效抑制共模噪声。
6：第7脚（BYPASS）的旁路电容不可少！实际应用时，BYPASS端必须外接一个电解电容到地，起滤除噪声的作用。工作稳定后，该管脚电压值约等于电源电压的一半。增大这个电容的容值，减缓直流基准电压的上升、下降速度，有效抑制噪声。在器件上电、掉电时的噪声就是由该偏置电压的瞬间跳变所致，这个电容可千万别省啊！
7：减少输出耦合电容。此电容的作用有二：隔直+耦合。隔断直流电压，直流电压过大有可能会损坏喇叭线圈；耦合音频的交流信号。它与扬声器负载构成了一阶高通滤波器。减小该电容值，可使噪声能量冲击的幅度变小、宽度变窄；太低还会使截止频率（FC=1/(2π*RL*COUT）提高。分别测试，发现10uF/4.7uF最为合适，这是我的经验值。
8：电源的处理，也很关键。如果系统中有多组电源，太好了！由于电压不同、负载不同以及并联的去耦电容不同，每组电源的上升、下降时间必有差异。非常可行的方法：将上电、掉电时间短的电源放到+12V处，选择上升相对较慢的电源作为LM386的Vs，但不要低于4V，效果确实非常不错！

第三章 功率放大器的系统原理
3-1 系统原理（如图3-1）

↑↑↑↑
A1 A2 A3 A4

图3-1 功率放大器电路图

原理分析：1: A1部分为功率放大电路的输入端是整个功放接受音频的位置
2：A2 部分为基级分压式射级偏置电路。当Rb1，Rb2的阻值大小选择适当能满足，使时，可认为基极电流电位基本上为固定值，即
与环境的温度基本无关。并且这部分还用了负反馈的原理，
使用了负反馈第一提高了增益的稳定性，第二减小了非线性失真，第三抑制环
内噪声，第五使输入电阻很大输出电阻很小提高了负载的能了。所以在这个部
分对声音进行了放大，在一定程度上消除了温度对电路的影响而且负反馈的整

能都发生了影响。C1,C2,C7电容为电磁电容，C7的在电路起到了至关重要
的作用。它起到了抑制工作点漂移，消除了Re对交流分量的影响使电压增益增
RP1的作用是调节功率放大器声音的大小。RP2的作用是调节三极管增益的大小。
3：A3部分为功率放大器。该部分的作用是输出一个不失真或失真较小的输出功率，
并且输出功率要高，效率要高，并且非线性失真要小。这里用的功率放大器是
LM386型功率放大器。（如图2-2所示）

4：A4部分为扬声器部分。C3和C4的作用是隔直流通交流的作用。
3-2 功率放大器相关参数的计算
1：对基极分压式射极偏置电路的参数计算。
静态时：

由上面公式可求出三极管的直流工作点，观察三极管是否工作在放大区。
动态时：电压增益
输入电阻
输出电阻

由上面的公式可求出三极管的增益，输入电阻，输出电阻。

2:对集成功率放大器的选择标准。
允许的最大管耗：
最大输出电压：
最大集电极电流：

只有选择了正确的参数才能防止集成功率放大器在运行的时候不被烧坏。

第四章 功率放大器电路的安装和调试
4-1 焊接技术
焊接前对元器件的处理：1：清楚元件表面的氧化层。
2：元件引脚的弯制成型。
3：烙铁头上多余的锡的处理。
4：元器件参数的检测。
电路板的锡焊技术：1：在焊接功率放大器的电路板前，先在练习的电路板上进行焊接，
练习之后才能更好的完成功率放大器电路板的焊接。
2：选用合适的焊剂，焊料。
3：刮脚和搪锡。
4：掌握焊接的时间。
5：在焊接时电烙铁非常热，应该注意保护自己和他人，注意安全。
6：焊接后焊点的检测焊接合格的点，一般锡点都会形成内弧，焊点圆满
光滑，无针孔。零件有线脚，线脚的长度要在1-1.2之间。锡将整个
锡位及零件脚包围。
看焊接是否合格，首先看是否有元件之间的错位，如果有，应及时的
改正。焊点是否虚焊，是否有零件间的脚相接触引起短路。焊接时加
锡太少，可以再次加锡。如果多锡。零件的脚全部被覆盖或形成外弧
形，应该去掉一些锡。

4-2 功率放大器电路的安装和调试
功率放大器电路的安装：1：用万用表测试各电阻电容是否损坏。
2：确定电容的正负极（如果电容的脚没有剪平，长的为正的短
的为
负的；如果剪平了就看电容侧面的标注有标注的是负极）
3：按图3-1所示将元件接好。
4：最后检查电路是否接的正确

功率放大器电路的调试：功率放大器在安装完后就要进行检验。将功放的接电源的正极与接
地的负极接在9v的电源上。如果喇叭发出声音，说明功放是好使的
这是我们调节电位器rp2来寻找合适的增益。调节rp1来调节功率
放大器声音的大小。

4-3 电路焊接，安装，调试应该注意哪些问题
1：电路的焊接应该注意：1：电烙铁很热，很容易烫伤所以在使用时要注意安全。
2：焊接前要检查烙铁头是否损坏，如果是损坏的就会
影响焊接的质量。
3：在焊接的时候要注意焊锡的滴落，如果焊锡的质量不
好的话就会造成虚焊，这样会造成功放在使用时会出
很大的噪音。严重的还会造成电路断路。
2：电路的安装和电路的调试应该注意：1：安装时不能在一个焊点上同时接多根线
这样在摆动电路时线容易分叉是焊锡脱
落造成电路断路。
2：布线要工整。将接电源的一端同时接在
焊盘的一端。将接地的一端同时接在焊盘
的一端，以便于以后的检查和调试
3: 在布线时应该分清楚元件的正负极，如果
接错电路则不能使用。
4：在调试的时候要给功率放大器合适的电压
值否者就会损坏功率放大器。

第五章 总结

一周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检查了我所学习的知识，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，学会了坚持。
在学习制作功率放大器的过程中。我学会了组装功率放大电路，学会了功率放大器各种参数的认识和计算，让焊接技术更加熟练。为以后我们从事电子制造和设计打下了基础，为以后焊接更加复杂的电路板和组装更加复杂的电路板奠定了良好的基础。从中也发现了自己平时学习的不足和薄弱之处，从而加以弥补。
在此感谢刘银辉老师，这次的课程设计离不开老师的细心知道。帮助我们能够顺利的完成这次的课程设计。
由于本人能力有限，再设计过程中难免出现错误。恳请老师多多指教，我们十分乐意接受你们的批评和指正，本人十分感谢。

附录：集成功率放大电路图

参考文献
【1】康华光 .电子技术基础（模拟部分）.北京.高等教育出版社.2006.(2013年重印）