文档介绍：低频功率放大器
实验任务: 设计具有弱信号放大能力的低频功放,Ui 5mv~700mv RL=8欧姆时
1)额定输出功率POR≧10w
2)BW≧(50~10000)Hz
3) 在POR下和BW内非线性失真系数≦3%
4) POR下效率≧55%
5)输入接地, RL=8欧姆上交流功率≦10mW
6)增益可调或增加自动增益控制
分析:因额定输出功率POR≥10W,且负载R=8Ω,则由2PIR= 及2/PUR=可知输出电压有效值U≥9V,峰值Um=2U≥,而电流的有效值I≥,峰值U m=2I≥。输入信号的电压的有效值为5mV,电压至少要放大9V/5 mV=1800倍,在此我们采用两级放大,依照题目要求,第一级采用差分放大,第二级采用共射放大。输出级使用的是乙类功放电路,前级的放大后输出的电压经过此功放会有一定的衰减,因此放大电压的倍数要稍微比要求的高一点。由于互补乙类功放电路存在着交越失真的问题,因此采用两个电阻及一个三极管来消除它。总体的设计原理框图及电路图分别如下所示:
各部分电路参数计算:
(1) 电源设定:
要求输出电压峰值为13V,又因有一定的电压损耗,最终设置为±18V.
互补乙类功放部分:
用复合管组成的互补乙类功放电路,电阻2R和16R起着限制输出电流,吸收TIP31C和TIP32C的BEV值随温度变化的作用,其值太小不能对温度的吸收又太高的期望,但是,该发射极电阻ER一增大,因发射极电阻的压降,能够输出的最大电压就下降,所以ER不能太大,是负载的1/10以下,通常只有数欧,在此,取2R=16R=500mΩ。在输出部分加一个1000uF电容,起到隔直通交的目的,与负载形成高通滤波器。
避免交越失真部分:
,而TIP31C的电流放大倍数β=20,=4mA,因此流过8R的直流电流CI应大于4mA,但也不能太大,在此选取为100mA,设流过Tr5集电极的电流为20mA,Tr5的电流放大倍数β=200,,因此可设流过3R和9R的电流为2mA,因Tr5的 beU=,则9R= A=350Ω,要使TIP31C与TIP32C处于微导通则 ,3R+9R==700Ω, 9R=700-3R=350Ω,因此选择9R为1KΩ的电位器。(4) 共射放大电路部分:
,定Tr4的集电极电压为1V,则 8R=(20-1)V/100mA=190Ω, 定Tr4的电压放大倍数为30,则 10R= 8R/30≈6Ω,,则10R+17R==25Ω,可得17R=20Ω, +=, 23R和18R两端的电压就为36V-=,则22R:(23R+18R)=:
≈1:10,假定22R=680Ω,则23R+18R=7KΩ,取18R=2KΩ, 23R为10KΩ的电位器。Tr4的基-集电极加一个100pF电容是为了防止自激震荡。C8是耦合电容。
射级跟随器部分: 射级跟随器与差