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淮 海 工 学 院 课程设计报告书

题 目： 光电子元器件认知、制作

与设计（二）——模拟电子 技术课程设计

学 院： 理学院 专 业： 光信息科学与技术 班 级： 姓 名： 学 号：

2013年 12 月 20 日

目录

1 绪论

OCL功率放大电路是一种能量转换电路,要求在失真许可的范围内,高效地为负载提供尽可能大的功率,功放管的工作电流、电压的变化范围很大,那么三极管常常是工作在大信号状态下或接近极限运用状态,有甲类、乙类、甲乙类等各种工作方式。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乙类,以减小交越失真。常见的音频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(无输出电容)、单电源互补推挽功率放大器OTL(无输出变压器)、平衡(桥式)无变压器功率放大器BTL等。由于功放管承受大电流、高电压,因此功放管的保护问题和散热问题必须重视。功率放大器可以由分立元件组成,也可由集成电路实现。本课题主要设计一个OCL功率放大器，来满足设计要求。另外扩展OTL电路，OTL功率放大器，它具有非线性失真小，频率响应宽，电路性能指标较高等优点，也是目前OTL电路在各种高保真放大器应用电路中较为广泛采用的电路之一。

2 设计的目的和要求：

2.1 设计的目的

模拟电子技术课程设计是模拟电子技术基础课程的实践性教学环节，通过该教学环节，要求达到以下目的：

1. 使学生进一步掌握模拟电子技术的理论知识，培养学生工程设计能力和综合分析问题、解决问题的能力；

2. 使学生基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力； 3. 熟悉并学会选用电子元器件，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。

2.2 设计要求

1.采用全部或部分分立元件设计一个OCL音频功率放大器；末级功放分立元件。 2.额定输出功率Po不小于2W。 3.失真度γ≤3%；

4.工作频率20~30KHz；（输入音频信号为各种音频音源的音频线路输出信号） 5.负载阻抗：8Ω 6.可使用实验室电源。

3 重要元器件的参考资料

3.1 UA741集成运放

图1

1和5为偏置(调零端)，2为正向输入端，3为反向输入端，4接地，6为输出，7接电源 8空脚

3.2 三极管

（1）9012

PNP 50V 500mA 600mW 低频管 放大倍数30-90

（由于multisim软件元器库中没有9012，可用2SA1015代替） （2）9013

NPN 20V 625mA 500mW 低频管 放大倍数40-110

（由于multisim软件元器库中没有9013，可用2SC1815代替）

（3）2n3055 （由于multisim软件元器库中没有2n3055，可用ZTX614代替）

功率30W左右 电流：6A 击穿电压：100V

电流 - 集电极 (Ic)（最大）：15A 电压 - 集电极发射极击穿（最大）：60V

Ib、Ic条件下的Vce饱和度（最大）：3V @ 3.3A, 10A 电流 - 集电极截止（最大）：700μA

在某 Ic、Vce 时的最小直流电流增益 (hFE)：20 @ 4A, 4V

3.3 电容

电容的作用：

在电路设计过程中,要用来进行.有时要用,有时

要电容.有时两地之间,起滤波

种均要用到. 电解电容与陶瓷电容一般用在IC的与作用，陶瓷电容单独使用去耦作用. 电解电容在电路中的作用:

（1）滤波作用：为了防止电路各部分供电电压因负载变化而产生变化，所以在电源的输出端及负载的电源输入端一般接有数十至数百微法的电解电容.由于大容量的电解电容一般具有一定的电感，对高频及脉冲干扰信号不能有效地滤除，故在其两端并联了一只容量为0.001--0.lpF的电容，以滤除高频及脉冲干扰.

（2）耦合作用：在低频信号的传递与放大过程中，为防止前后两级电路的静态工作点相互影响，常采用电容藕合.为了防止信号中韵低频分量损失过大，一般总采用容量较大的电解电容。

3.4 信号源

电脑声卡或板载声卡输出电压峰峰值为2V（峰峰值就是输出电压的正波峰与负波

峰的差值），输出电压有效值为0.707V

一般的CD/VCD/MP3/MP4/DVD机的音频输出电压为500mv-1000mv 所以仿真电路中的信号源设置为700Mv,尽可能的符号实际信号的要求。

4 OCL系统工作原理

4.1 电路图

图2

电路讲解：

（1） 三极管T1、T3组成NPN复合管，三极管T2、T4组成PNP复合管，这两个复合

管组成准互补对称电路。

（2） R14、D1、D2的作用是在输出级的两个三极管T1、T2的基极之间产生一个偏压，

使静态的输出级的功率管中已有一个较小的集电极电流，即互补对称输出级工作在甲乙类状态，目的是减小输出波形的交越失真。 （3） 若出现交越失真，可以增大R14的阻值。

（4） 注意：D1、D2极性不能接反或者R14、D1、D2开路，否则会使功率三极管电流

急剧增大，可能会烧坏三极管。

4.2 OCL互补对称电路特点

（1）双电源供电

（2）输出端不加隔直电容。

4.3 静态分析

静态时，ui = 0V

T1、T2、T3、T4均不工作 uo = 0V

4.4 动态分析

ui>0,T1、T3导通T2、T4截止，IL=ICT3,RL上得到上正下负的电压。 ui<0,T2、T4截止T1、T3导通，IL=ICT4,RL上得到上负下正的电压。 参数计算

（1）、最大输出功率

（2）、直流电源供给晶体管集电极的直流功率

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