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一、任务名称、目的、要求任务名称:对讲机放大电路设计设计目的:模拟电子技术课程设计是集电子线路设计、软件设计与编程、系统综合、元器件参数计算和选、电路仿真与调试,印刷电路板设计、电路安装与调试于一体,独立完成电路的综合练习。课程设计的目的在于巩固和加强电子技术理论的学习,促进其工程应用,着重于提高学生的电子技术实践技能,培养学生综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力,了解科学实践的程序和基本方法,并逐步形成严肃、认真、一丝不苟、实事求是的科学作风和一定的生产观、经济观和全局观。设计任务:放大器由于具有对微弱信号进行放大的功能,所以得到了广泛的应用,但因单级放大器的增益不高,实用的放大器一般均由多级放大器构成,本次课程设计以对讲机为例,通过设计安装和调试掌握多级放大器的一般设计方法。设计要求:1.画出电路原理图(或仿真电路图);2.元器件及参数选择;3.电路仿真与调试;4.PCB文件生成与打印输出;5.实验室自行装配和调试;6.编写设计报告:包括设计与制作的全过程,附上有关资料和图纸,有心得体会。7.答辩,在规定时间内完成叙述并回答问题。二、设计技术指标:前置放大级技术指标电压放大倍数:Av=100;最大输出电压:Vo=1V;频率响应:30Hz-30KHz;输出电阻:Ri>15KΩ;失真度:γ<10%;负载电阻:RL=2KΩ;电源电压:VCC=12V;功率放大器(输出级)技术指标最大输出功率:Pom≥0.25W;负载电阻:RL=8Ω;失真度:γ≤5%;效率:η≥50%;输入阻抗:Ri≥100KΩ;三、对讲机放大电路设计原理分析简易对讲机工作原理如下图所示,放大器是核心部分,它的作用是把话筒送来的微弱信号放大到足以使扬声器发出声音。Y1、Y2为扬声器,K为双刀双掷开关,利用开关K的切换作用,可以改变Y1、Y2与放大电路连接的位置,使Y1、Y2交替作为话筒和扬声器使用。图中,K处在图中所示位置,Y2通过K接到放大器的输入端成为话筒,Y1则接到输入端为扬声器,此时有人对着Y2讲话时,Y2把声音信号转换成电信号加到放大电路的输入端,经放大器放大后可带动扬声器Y1发出声音,从而可在Y1处听到Y2的讲话,当K拨到另一位置时,则可以在Y1处讲话,Y2处收听。通过K的开关控制,能够实现双向有线通话,称为对讲机。前置级图1-2放大器方框图对讲机放大器的电路组成方框图如上图所示,电路由输入级、中间级、输出级构成。前置级由两级放大器组成,放大器第一级输入端与传感器相连(作为话筒时的Y1和Y2),故也称为输入级,放大器的第二级把输入级的输出的电压信号进行放大再传给输出级,这一级也称作中间级。输入级由OTL功率放大器组成,把前置级的电压信号进行功率放大,带动扬声器。四、对讲机放大电路的设计步骤及方法基本设计方案:1.确定前置放大级电路方案的几个方面:1).确定放大电路的级数根据总电压放大倍数,确定放大电路的级数,为使放大电路的性能稳定,引入一定深度的负反馈,所以,放大倍数应留有一定余量。2).确定晶体管的组态根据输入、输出阻抗及频率响应等方面的要求,确定晶体管的组态(共射、共基、共集)及静态偏置电路。本电路电压增益为100倍,考虑到电路的输入电阻不很高(Ri>15KΩ),输入阻抗也不太低,负载取的电流也不大(RL=2KΩ),因此前置级电路采用共射级电路。由于单级放大电路的电压增益为35db左右,两级放大电路的增益为65db左右,考虑到要引入一定深度的负反馈(一般为1+AF=10左右),而电路的增益要求为100倍,所以前置级用两级共射级电路组成,静态偏置采用典型的工作点稳定电路。3).选用适当的耦合方式根据三种耦合方式(阻容耦合、变压器耦合、直接耦合)的不同特点,选用适当的耦合方式。本电路级间耦合采用阻容耦合方式。图1-3前置放大级原理图确定功率放大器的电路方案:功率放大器的电路方式很多,有双电源的OCL互补对称功放电路、单电源供电的OTL功放电路,BTL桥式推免功放电路和变压器耦合功放电路等。这些电路各有特点,可根据要求和具备的实验条件综合考虑,作出选择。本方案的输出功率较小,可采用单电源供电的OTL功放电路,OTL功率放大器由推动级,输出级组成。推动级采用普通的共射级放大电路,输出级由互补推动输出,工作在甲乙类状态下,得到较大的输出功率。图1-4是一个OTL功放电路,T4是前置放大级,只要适当调节Rp,就可以使IR11、UB5和UB6达到所需数值,给T5、T6提供一个合适的偏置,从而使A点电位UA=UC6=VCC/2。当Ui=Uimsinωt时,在信号的负半周,经T4放大反相后加到T5、T6基极,使T6截止、T5导通,这时有电流通过RL,同时电容