cdio報(bào)告__otl功放課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　1、OTL設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　1.1 總體設(shè)計(jì)目的：</p><p>　?。?）理解單元電路的原理，掌握操作方法，能正確安裝簡單的單元電路。</p><p>　?。?）熟悉集成元件的引腳功能，并能正確安裝。</p><p>　　（3）熟悉各單元電路測試點(diǎn)的正常參數(shù)。<

2、/p><p>　?。?）會利用原理電路圖紙，半段具體器件故障。</p><p>　?。?）注意儀器及人身安全，不出現(xiàn)擴(kuò)大設(shè)備故障的現(xiàn)象。</p><p>　　（6）學(xué)習(xí)基本復(fù)雜電路的設(shè)計(jì)原理和具體方法步驟，并對其進(jìn)行仿真。</p><p>　　（7）加深對電路設(shè)計(jì)技巧及電子電路原理的理解。</p><p>　?。?）增強(qiáng)學(xué)

3、生對電子應(yīng)用系統(tǒng)的興趣及動手能力的培養(yǎng)</p><p>　　1.2互補(bǔ)對稱OTL功放電路設(shè)計(jì)要求：</p><p>　?。?）掌握利用分離元件組成OTL功放電路的原理。</p><p>　?。?）練習(xí)電路原理圖讀圖能力和技巧。</p><p>　?。?）練習(xí)較復(fù)雜電路的裝調(diào)操作方法。</p><p>　　（4）會根據(jù)具

4、體設(shè)計(jì)要求計(jì)算元器件參數(shù)。</p><p>　　（5）學(xué)習(xí)使用儀器和仿真軟件等工具測試電路的特性參數(shù)及波形。</p><p>　?。?）會根據(jù)電原理圖正確分析故障原因。</p><p>　　1.3 555時(shí)基混和集成電路設(shè)計(jì)要求：</p><p>　?。?）掌握利用555時(shí)基集成電路組成定時(shí)器、觸發(fā)器的原理。</p><

5、p>　?。?）練習(xí)集成電路的測試機(jī)安裝與電路板設(shè)計(jì)。</p><p>　?。?）學(xué)習(xí)利用555時(shí)基集成電路實(shí)現(xiàn)信號發(fā)生器電路。</p><p>　?。?）加深對電路設(shè)計(jì)技巧及電子電路原理的理解。</p><p>　?。?）增強(qiáng)學(xué)生的興趣及動手能力的培養(yǎng)</p><p><b>　　2、OTL設(shè)計(jì)正文</b><

6、/p><p>　　該部分包括：互補(bǔ)對稱OTL功放電路具體設(shè)計(jì)內(nèi)容（要有設(shè)計(jì)過程、仿真結(jié)果；設(shè)計(jì)示意圖等幾部分內(nèi)容）和555時(shí)基集成電路具體設(shè)計(jì)內(nèi)容（要有設(shè)計(jì)過程、仿真結(jié)果；設(shè)計(jì)示意圖等幾部分內(nèi)容）。</p><p>　　2.1互補(bǔ)對稱OTL功放電路設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1.1 功率放大器介紹：</p><p>　　音頻功率放大器是音響系統(tǒng)

7、中不可缺少的重要部分，其主要任務(wù)是將音頻信號放大到足以推動外接負(fù)載，如揚(yáng)聲器、音響等。功率放大器的主要要求是獲得不失真或較小失真的輸出功率，討論的主要指標(biāo)是輸出功率、電源提供的功率。由于要求輸出功率大，因此電源消耗的功率也大，就存在效益指標(biāo)的問題。由于功率放大器工作于大信號，使晶體管工作于非線性區(qū)，因此非線性失真、晶體管功耗、散熱、直流電源功率的轉(zhuǎn)換效率等都是功放中的特殊問題。</p><p>　　互補(bǔ)對稱式OT

8、L功放電路，它具有非線性失真小，頻率響應(yīng)寬，電路性能指標(biāo)較高等優(yōu)點(diǎn)，是目前OTL電路在各種高保真放大器應(yīng)用電路中較為廣泛采用的電路之一。</p><p>　　2.1.2 OTL功率放大器特點(diǎn)：</p><p>　　普通電子管功率放大器的輸出負(fù)載為動圈式揚(yáng)聲器，其阻抗非常低，僅為4～16Ω。而一般功放電子管的內(nèi)阻均比較高，在普通推挽功放中屏極至屏極的負(fù)載阻抗一般為5～10kΩ，故不能直接驅(qū)動

9、低阻抗的揚(yáng)聲器，必須采用輸出變壓器來進(jìn)行阻抗變換。由于輸出變壓器是一種電感元件，通過變壓器的信號頻率不同，其電感線圈所呈現(xiàn)的阻抗也不同。為了延伸低頻響應(yīng)，線圈的電感量應(yīng)足夠大，圈數(shù)也就越多，因此在每層之間的分布電容也相應(yīng)增大，使高頻擴(kuò)展受到限制，此外還會造成非線性失真與相位失真。</p><p>　　為了消除這些不良影響，各種不同形式的電子管OTL無輸出變壓器功率放大器應(yīng)運(yùn)而生，許多適用于OTL功放的新型功率電子

10、管在國外也不斷被設(shè)計(jì)制造出來。電子管OTL功率放大器的音質(zhì)清澄透明，保真度高，頻率響應(yīng)寬闊，高頻段與低頻段的頻率延伸范圍一般可達(dá)10HZ～100kHz，而且其相位失真、非線性失真、瞬態(tài)響應(yīng)等技術(shù)性能均有明顯提高。</p><p>　　2.1.3 OTL電路器件的選擇：</p><p>　　對于電子管OTL功放的輸出級，不是所有功率電子管均能適用，必須選用符合如下條件的功率電子管才能取得

11、良好的效果。</p><p><b>　?。?）低內(nèi)阻特性</b></p><p>　　一般功率電子管的屏極內(nèi)阻為10kΩ左右，不適用于OTL功放。OTL功放必須選用屏極內(nèi)阻在200～800Ω的功率電子管。這些低內(nèi)阻功率電子管有6AS7、6N5P、6C33C-B、6080、6336等。</p><p>　　（2）低屏壓、大電流特性</p&

12、gt;<p>　　一般功率電子管的屏極電壓均為400V左右，高屏壓電子管可達(dá)800～1000V，而OTL功放必須選用屏極電壓在150～250V之間的低屏壓、大電流特性的功率電子管來擔(dān)任。以上所列低內(nèi)阻功率電子管均具有低屏壓、大電流的工作特性。此外還有6C19、6KD6、421A、6146等功率電子管。這些電子管本身具有低屏壓、大電流特性，但其屏極內(nèi)阻稍高，應(yīng)多管并聯(lián)才能適用于OTL功放。</p><p&

13、gt;　?。?）采用新型OTL功放專用功率電子管</p><p>　　這類電子管不僅內(nèi)阻較低，而且具有低屏壓、大電流特性，如6HB5、6LF6、17KV6、26LW6、30KD6、40KG6等。為了降低電子管燈絲的功耗，許多用于OTL功放的功率電子管的燈絲電壓提高到20～40V，以便于串聯(lián)使用。</p><p>　　2.1.2設(shè)計(jì)原理、圖像及過程</p><p>　

14、　設(shè)計(jì)要求： 電壓增益十倍以上，輸出功率Po=0.5w以上， β=100，負(fù)載RL=8k，頻率特性20Hz——20KHz。</p><p>　?。?）Po=Vo²/RL</p><p><b>　　所以有Vo=2v,</b></p><p><b>　　峰峰值V=5.7v</b></p><p

15、>　　所以Vcc選擇15v</p><p>　?。?）共發(fā)射電路靜態(tài)工作點(diǎn)計(jì)算及器件參數(shù)計(jì)算</p><p>　　I負(fù)載=2.8/8A=350mA </p><p><b>　　β=100Ω</b></p><p>　　T1基極電流有Ic=βIb </p><p>　　Ib=3.5mA

16、 </p><p>　　R3=15-8.5/20Ω=330Ω</p><p><b>　　Av=R3/Re</b></p><p>　　Ve=0.2 Vcc=2v</p><p>　　Re=2v/20mA=100Ω</p><p>　　Av=330/100=3.3(不行) </p>

17、<p>　　Av=330/22=15(可以)</p><p>　　取R5=25Ω </p><p><b>　　R4=75Ω</b></p><p>　　R1=2KΩ </p><p><b>　　R2=300Ω</b></p><p><b&

18、gt;　?。?）共發(fā)輸出阻抗</b></p><p>　　截止頻率f=1/2πRC</p><p><b>　　所以C1=47uf</b></p><p><b>　　C2=47uf</b></p><p><b>　　C3=1mF</b></p>&

19、lt;p>　　根據(jù)計(jì)算符合實(shí)際要求，下圖為Mulimrte仿真結(jié)果</p><p><b>　　：</b></p><p>　　圖1 互補(bǔ)對稱OTL功率放大電路仿真結(jié)果 </p><p>　　圖2 OTL放大電路波形輸入輸出對比結(jié)果</p><p>　　圖3 功率放大電路輸入輸出電壓比較</p>

20、;<p>　　2.2 555時(shí)基混和集成電路設(shè)計(jì)</p><p>　　2.2.1 555時(shí)基電路介紹： </p><p>　　555時(shí)基電路是一種將模擬功能與邏輯功能巧妙地結(jié)合在同一硅片上的組合集成電路。該電路可以在最基本的典型應(yīng)用方式的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際需要，經(jīng)過參數(shù)配置和電路的重新組合，與外接少量的阻容元件就能構(gòu)成不同的電路，因而555電路在波形的產(chǎn)生與變換、測量與控

21、制、家用電器、電子玩具等許多領(lǐng)域中都得到了廣泛應(yīng)用。         圖4 555時(shí)基電路的電路結(jié)構(gòu)和引腳圖 </p><p>　?。?）555時(shí)基電路的電路結(jié)構(gòu)和邏輯功能 </p><p>　　1>電路結(jié)構(gòu)及邏輯功能  </p><p>

22、　　圖4為555時(shí)基電路的電路結(jié)構(gòu)和8腳雙列直插式的引腳圖，由圖可知555電路由電阻分壓器、電壓比較器、基本RS觸發(fā)器、放電管和輸出緩沖器5個(gè)部分組成。它的各個(gè)引腳功能如下：    1腳：GND(或Vss)外接電源負(fù)端VSS或接地，一般情況下接地。    8腳：VCC(或VDD)外接電源VCC，雙極型時(shí)基電路VCC的范圍是4.5～16V，CMOS型時(shí)基電

23、路VCC的范圍為3～18V。一般用5V。    3腳：OUT（或Vo）輸出端。    2腳：TR低觸發(fā)端。    6腳：TH高觸發(fā)端。    4腳：R是直接清零端。當(dāng)R端接低電平，則時(shí)基電路不工作，此時(shí)不論TR、TH處于何電平，時(shí)基電路輸出為“0”，該端不用時(shí)應(yīng)接高電平。

24、    5腳：CO(或VC)為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部兩個(gè)比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時(shí)，應(yīng)將該端串入一只0.01μF電容接地，以防引入干擾。    7腳：D放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時(shí)器時(shí)電容的放電。電阻分壓器由三個(gè)5kΩ的等值電阻串聯(lián)而成。電阻分壓器為比較器C1、C2提供參考電壓，比較器C1的參考電壓為2/3Vcc，加在同

25、相輸</p><p>　　表1 555時(shí)基電路的功能表</p><p>　　2.2.2 555時(shí)基電路的計(jì)算：</p><p>　　555定時(shí)器都成多諧振蕩器，可以產(chǎn)生方波，接通電源后，電容C被充電，Vc上升到2/3Vcc是，觸發(fā)器被復(fù)位，555電路內(nèi)三極管導(dǎo)通，此時(shí)放電，是Vc下降，Vc下降到1/3Vcc時(shí)，觸發(fā)器又被置位。觸發(fā)器周而復(fù)始的反轉(zhuǎn)，在輸出端得

26、到了周期性的方波，其頻率為</p><p>　　f=1.43/（R1+2R2）C</p><p>　　下圖是555電路構(gòu)成的多諧振蕩器仿真圖：</p><p>　　圖5 555電路構(gòu)成的多諧振蕩器仿真圖</p><p>　　圖6 555多諧振蕩器產(chǎn)生的方波</p><p><b>　　3、設(shè)計(jì)總結(jié)或結(jié)

27、論</b></p><p>　　這次CDIO教學(xué)改革，讓我們有機(jī)會交早的接觸到專業(yè)的設(shè)計(jì)，深切體會到學(xué)習(xí)書本知識與實(shí)際應(yīng)用還有很大差距。并且通過這功率放大器和555信號發(fā)生器的設(shè)計(jì)制作，掌握了很多實(shí)際電路器材的使用方法和具體功能，以及他們的特點(diǎn)。</p><p>　　1、了解了幾種常用基本電路等等。這寫常用基本電路是我們學(xué)電子方面技術(shù)必須了解及掌握的，而以前我們只是在書本中看到

28、個(gè)它們的電路符號，通過這次的設(shè)計(jì)制作，讓我對它們的實(shí)物及其性能有了更全面的了解，以及對它們的原理更好的掌握和運(yùn)用。</p><p>　　2、熟悉了幾種常用基本電路的使用，以前這些電路的使用都是老師照著課本念，同學(xué)們根本沒什么感覺，對其實(shí)際的用途也不了解。通過這次設(shè)計(jì)制作，讓我們對這些元器件和電路有了更深刻的認(rèn)識。</p><p>　　3、這此設(shè)計(jì)的兩個(gè)交復(fù)雜的電路制作讓我第一次體會到一個(gè)項(xiàng)

29、目完整的設(shè)計(jì)制作過程，盡管是個(gè)向項(xiàng)目但它對于培養(yǎng)我們的工程理念意義重大。這也是我第一次體會到通過自己所學(xué)到的知識去應(yīng)用到實(shí)際生活中，把它有書本知識變成實(shí)物電路板，讓我明白理論和實(shí)際還是存在很大差別的。</p><p><b>　　4、參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　[1] 謝佳奎，馮軍.電子線路（非線性部分）.北京:高等教育出版社，1998</p>

30、<p>　　[2] 韓廣興.常用儀表使用方法與應(yīng)用實(shí)例(電子技術(shù)基礎(chǔ)教材).2005.6</p><p>　　[3] 馮志芳.幾種光子器件的原理及應(yīng)用的研究. 北京:高等教育出版社,2003.</p><p>　　[4] 蔡惟錚，吳建強(qiáng).常用電子元器件簡明手冊.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1989</p><p>　　[5] 張風(fēng)言.電子電路基礎(chǔ).北