项目四 mp3扩音电路

项目四MP3/随身听扩音器电路制作与调试目录学习目标项目要求项目引导知识链接制作调试项目验收学习目标会筛选常用电子元器件。会检测功放的性能指标。能完成功率放大电路的制作与调试。知识目标能力目标了解扩音器电路的工作原理，能识别、检测电路中的元器件，掌握差动放大电路、单管放大电路、功率放大电路的工作原理，会进行电路制作与调试。返回项目要求1、能放大音频信号、不失真。2、能对照电路图分析电路各部分的工作原理，会排除可能出现的故障。返回制作声光控节能灯要求如下：项目引导返回（1）小组制订工作计划。（2）完成电路原理设计图。（3）画PCB布线图并制作PCB板。（4）填领料单领取元器件。（5）检测元器件，完成检测报告。（6）根据布线图制作电路。（7）电路功能检测与故障排除。（8）产品展示&项目汇报。虚拟工作室返回甲乙类功率放大电路原理图任务一分析电路工作原理[子任务1]识别元器件符号[子任务2]绘制电路原理图返回[子任务3]绘制PCB图子任务1识别元器件符号元件符号元件名称

各元件标号及阻值正电源18V接地负电源-18V甲乙类互补对称功率放大电路差动放大输入级直流稳压电源MP3/随身听扩音器电路组成

MP3/随身听扩音器电路由电源电路、输入电路、电压放大电路、功率放大电路四部分组成。

电源电路电压放大功率放大差动输入1.电源电路电源电路是变压器、桥式整流电路、电容等器件组成，它的作用是将交流220伏电压变换为直流正负18V直流电压，给功放电路供电。变压器是带有中间抽头的,为了输出正负两种电压。整流电路采用桥式整流，滤波电路采用4个大电容组成桥式结构保证中间点电位位零。2.输入电路输入电路采用的是单差分放大电路，单差分放大电路特点是输入阻抗很大，既可以可以抑制共模干扰信号，抑制零点漂移又可以放大放大差模输入信号，提高整个扩音器电路的性能。

激励放大电路采用的PNP型大功率三极管，主要是对电路中的电压信号进行放大。所以三极管VT3又叫做激励放大管。电路如图所示。C3是防自激电容。在不自激的情况下，取值愈小愈好，一般取47pF以下。3、中间激励放大电路末级功率放大电路采用的是互补对称OCL功率放大电路,由VT4－VT7组成。以最简方式复合而成，元件少且不需要调整，使采用功率较小的推动管VT4、VT5也足以满足推动末级输出100W以上的要求。4、末级功率放大电路

电源指示电路由发光二级管LED和其限流电阻R21组成。

5、电源指示电路想一想议一议1.电路中的为什么要用有中间抽头的电源变压器？2.电路中的差动放大电路的作用是什么？3.电路中VT1－VT14的作用各是什么？4.电阻器R4的作用是什么？5.电容器VD1的作用是什么？任务2识别并检测元器件[子任务1]识别元器件符号[子任务2]识别元器件[子任务1]检测元器件

1.达林顿管

达林顿晶体管DT（Dar1ingtonTransistor）亦称复合晶体管，它是由两个大功率三极管按一定的规律组合而成的，它也有NPN和PNP两种类型。

达林顿管与普通大功率三极管相比它的优点是电流放大倍数大，输出功率大。

因为达林顿管的E-B电极之间包含多个发射结，所以必须选择万用表R×10k档进行检测，该档可提供较高的测试电压。检测内容包括：①识别电极；②区分NPN型、PNP型；③检查放大能力。注意事项：1）不宜用R×1k档检查达林顿管的放大能力。因该档电池电压仅1.5V，很难使管子进入放大区工作。2）测量时不得用手摸住管壳。3)集电极与发射极之间的阻值，一般为∞附近。

项目型号测量极间电阻管脚判断管型判断放大能力红笔接2脚黑笔接2脚黑笔接1脚黑笔接3脚红笔接1脚红笔接3脚ebc做一做：检测达林顿管想一想1．用万用表检测普通达林顿管时，一般选择万用表的

档位，基极与发射极间的阻值约为

欧姆，基极与发射极间的阻值约为

欧姆。2．用万用表检测改进型达林顿管的B与C之间的正、反向阻值时，一般选择万用表的

档位，正向电阻一般为

欧姆，反向电阻一般为

欧姆。检测B与E之间的正、反向阻值时，一般选择万用表的

档位，正向电阻一般为

欧姆，反向电阻一般为

欧姆。测量E与C之间的电阻值，正向电阻一般为

欧姆，反向电阻一般为

欧姆。2.大功率三极管大功率三极管是指管子集电极耗散功率大于lW以上的晶体管。它们的特点是工作电流大，而且体积也大，各电极的引线较粗而硬，集电极引线与金属外壳或散热片相连。

要求：根据前面所学的知识，识别本项目所给的大功率三极管的管脚，用万用表检测其好坏。方法步骤：方法步骤：（1）判断大功率三极管的引脚。（2）用万用表判断大功率三极管的发射极、集电极，并用红色的塑料套管套在发射极引脚上。（3）用万用表估测大功率三极管的放大倍数。做一做：检测三功率三极管项目型号测量极间电阻管脚判断管型判断放大能力红笔接2脚黑笔接2脚黑笔接1脚黑笔接3脚红笔接1脚红笔接3脚ebc1．大功率三极管为

个PN结，其中基极与发射极间的PN结称作

，基极与集电极间的PN结称作

。2．大功率三极管的极限参数主要有

，

和

。大功率三极管正常工作时，实际参数一定要其极限参数，否则大功率三极管会因过热而损坏。3．某大功率三极管的型号为3DX，则此大功率三极管是

（硅/锗）材料，

（NPN/PNP）型，

（高频/低频），

（小功率/大功率）大功率三极管。想一想3.常用散热器大功率元器件在工作过程中发出热量而产生较高的温度，要采取散热措施，保证元器件和电路能在允许的温度范围内正常工作。电子元器件的散热一般使用铝合金材料制成的散热器。

任务3制作并调试电路工作任务1．对元件进行整形与装配。2．按工艺要求制作电路。3．用低频信号发生器产生正弦交流调试信号。4．会用示波器观察扩音器的输入/输出信号波形。5．按工艺要求对电路进行进行调试。子任务1：电路元器件的装配与布局

做一做要求：根据前面所学的知识，对元器件进行正确的装配与布局。操作步骤：（1）按工艺要求安装色环电阻器及电位器（2）按工艺要求安装电解电容器（3）按工艺要求安装电源变压器（4）按工艺要求安装二极管和三极管（5）按工艺要求安装达林顿管和大功率三极管想一想1．安装布局元器件时应遵守什么原则？2．达林顿管安装时要注意什么问题？3．大功率三极管安装时要注意什么问题？子任务2：制作MP3/随身听扩音器电路

做一做要求：按制作要求制作MP3/随身听扩音器电路，并撰写制作报告。方法步骤：（1）对安装好的元件进行手工焊接。（2）检查焊点质量议一议1.手工焊接达林顿管要注意什么问题？2.焊接整流桥时应注意什么问题？3.如何判断焊点可靠，没有虚焊？子任务3：调试MP3/随身听扩音器电路

做一做要求：按调试要求调试MP3/随身听扩音器电路，并撰写调试报告。1．断电检查电路的通断

接通电源前，用万用表检测电路是否接通，对照电路图，从左向右，从上到下，逐个元件进行检测。（1）检测所有接地的引脚是否真正接到电源的负极（2）检测所有接电源的引脚是否真正接到电源的正极（3）检测相互连接的元件之间是否真正接通2．通电调试MP3/随身听扩音器电路（1）电路元件作用（2）调试过程1）调试电源部分

电压波形环节电压波形测量电压值（V）输入~220V变压器输出电压整流输出电压滤波器输出电压2）调试输入级用信号发生器给LIN或RIN端输入一个正弦交流信号（模拟音频输入信号）。用示波器测试VT1、VT2各级的电压波形以及VT1与VT2两集电极之间的电压波形。将各波形记录到表4-10中。信号名称信号波形信号发生器输入的信号三极管VT1BCE三极管VT2BCEVT1与VT2集电极之间用万用表测量差动放大电路的输入电阻，将结果记录到表4-11中。并与计算出来的理论值作比较。

电阻值输入形式测量值理论计算值偏差单端输入单端输出单端输入单端输出双端输入单端输出双端输入双端输出3）调试功率放大电路将功率放大电路与差动放大电路之间断开，用信号发生器给功率放大电路输入正弦交流信号。用示波器测试功率放大电路的输出波形。将波形记录在表4-12中。

9014的发射极9012的发射极输出极（VT6的发射极）正常时各点的波形VD1与R7短路后各点的波形短路后出现的现象产生的原因4）电路整体调试对制作好的MP3/随身听扩音器进行统一调试，先断开负载，测试电路中各关键点的电位，再接上负载，测量电路中各关键点的电位，然后进行比较，分析电路的带负载能力。将调试结果填入表4-13中。考考你1.在图4-1的MP3/随身听扩音器电路中，二极管VD1的作用是

。电阻器R7的作用是

。2.差动放大电路的特点是

，最主要的作用是否。3.按功率放大电路的工作点来分，功率放大电路分为

，

以及

三种；在这三种功放电路中

的效率最高，

的效率最低；

的失真最小，

的失真最大。在这三类功放电路中，互补对称乙类功率放大电路存在

失真，一般都要给它设置合适的

使其工作在甲乙类状态。4.按输出端与负载的连接方式不同，功率放大电路可分为

、

以及

和

四种。这四种功放电路中不体积大，不便于集成的是

，由于有电容器的存在，低频特性差的是

输出功率大，转换效率高的是

。5.差动输入放大电路按输入/输出形式不同，分为

，

以及

和

四种。6.差动输入放大电路的作用是

。7.共模抑制比KCMRR反映了差动放大电路对信号的抑制能力和对的放大能力。一般来讲，共模抑制比

(越大/越小)越好，理想差动放大电路中KCMRR为

（无穷大/零）。知识链接1、差动放大电路2、功率放大电路1.结构:对称知识链接1:差动放大电路uoui1+UCCRCR1T1RBRCR1T2RBui22.抑制零漂的原理:uo=VC1-VC2

=0当ui1

=

ui2

=0时：uoui1+UCCRCR1T1RBRCR1T2RBui2IC1=IC2VC1=VC2uo=(VC1+VC1

)-(VC2+VC2)=0当温度变化时：IC1=IC2VC1=VC2静态时3.信号输入(1)共模信号:ui1=ui2uo

=

VC1VC2=0,AC=0(2)差模信号ui1=-ui2设ui1>0,则ui2<0IC1>0,VC1<0;IC2<0,VC2>0uo=VC1VC2设VC!=-1V,VC2=1V则uo=-2VVC1=VC2(3)比较输入ui1与ui2是任意则设ui1为给定信号,ui2为反馈信号uo=Au(ui1-ui2)为了便于分析与处理,可以将这种即非共模、又非差模的信号,分解为共模分量和差模分量。ui1=uc1+ud1ui2=uc2+ud2—共模分量—差模分量例题:

ui1=20mv,ui2=10mv

则：ud=5mv,uc=15mvui1=15mv+5mv,ui2=15mv-5mv1.结构:二、

典型差动放大电路ui1uo+UCCRCT1RBRCT2RBui2EERERp(1)RE

稳定Q点RE:

强负反馈作用UBE1UBE2IB1IB2自动稳定自动稳定也叫共模反馈电阻不影响差模信号的放大温度TIE

=2ICUREIC1IC2IC2IC1(2)EE:抵偿RE的压降(3)RP:调零电位器2.静态分析设IB1=IB2=IB,IC1=IC2=IC则:RBIB+UBE+2REIE=EERBIB+UBE2REIE则:ICIEVE0EE+UCCRCT1RBREIC

UCEIBUBE2IE1)双端输入——双端输出ui

=ui1-ui2

=2ud即:-EEuiuoRCT1RBRCT2RBRERR++--ui1ui2ui3.动态分析:RCT1RBib+-ui1+-uo1ic双端输出电压为uo=uo1-uo2=Ad1ui1-Ad2ui2=Ad1(ui1-ui2)=Ad1ui1(a):

电压放大倍数：RCT1RBib+-ui1+-uo1ic双端输入—双端输出差动电路的差模电压放大倍数为加负载时ro=2RC

ri

ri

ro输入电阻：输出电阻：（b）输入输出电阻:RR

C1B1C2EB2RCT1RBRCT2RB反相端输出同相端输出ui2ui同相端输出反相端输出+UCC-EEuoRCT1RBRCT2RBRERR

uod1

uod2++--ui12)双端输入——单端输出ri=2(RB+rbe)ro=RCUCCRCRC-EEuiT1RBT2RBREui1ui2

uod1T2

uod2是单端输入,另一管还能取得信号吗?ui1=ui,ui2=0尽管信号是由单端输入,但由于RE的耦合作用,事实上是两管同时取了信号的。3)单端输入——单端输出RCRC-EEuiT1RBT2RBREui1ui2

uod1T2

uod2当T1管输入信号电压ui且极性如图所示,T1的集电流增大,其增大量为IC(正值),流过RE的电流也增大,因而发射极电位升高,使T2基—射极电压减小UBE2,T2的集电极电流也就减小,其减小量为IC2(负值)。IC1和IC2的相对大小,取决于RE的大小,RE大,T1的输入信号耦合(传送)到T2管的作用也强。VE=RE(IC1+IC2)是一有限值当RE足够大时,IC1+IC20对信号讲,RE电路可认为是开路的,如图所示。ui11/2uiui2-1/2uiuiRBRBrberbe在单端输入的差动放大电路中,只要共模反馈电阻RE足够大时,两管所取得的信号就可以认为是一对差模信号。从这一点来看,单端输入和双端输入是一样的RCRC-EEuiT1RBT2RBREui1ui2

uod1T2

uod2ui1=ui,ui2=0是一对比较信号，可分解为一对共模信号和一对差模信号iu21=iu21=(4)共模抑制比：1差模输入:ui1=-ui2=ud差模电压放大倍数:共模输入:2ui1

=ui2=uC共模电压放大倍数:共模抑制比:KCMRR=KCMR=(dB)(分贝)（Common-ModeRejectionRatio)(differentialmode)(commonmode)

功率放大的特殊要求

Pomax

大，三极管尽限工作=Pomax

/PDC

要高失真要小知识链接2：功率放大电路二、共发射极放大电路的效率问题+VCCRLC1+RBuce

=uouCE

iCO

tiCO

QIcmUcem设“Q”设置在交流负载线中点VCCIC三、放大电路的工作状态甲类(=2)tiCO

Icm2ICQtiCO

Icm2ICQ乙类(=)tiCO

IcmICQ2甲乙类(

<<2)QuCE

iCO

tiCO

QQ乙类工作状态失真大，静态电流为零，管耗小，效率高。甲乙类工作状态失真大，静态电流小，管耗小，效率较高。甲类工作状态失真小，静态电流大，管耗大，效率低。乙类双电源互补对称功率放大电路(OCL)(OCL—OutputCapacitorless)一、电路组成及工作原理RLV1V2+VCC+ui+uoVEEui

>0V1导通V2截止iC1io

=iE1=iC1,uO

=iC1RLui

<0V2导通V1截止iC2io

=iE2=iC2,uO

=iC2RLui

=0V1、V2截止问题：当输入电压小于死区电压时，三极管截止，引起

交越失真。交越失真输入信号幅度越小失真越明显。令则：时管耗最大，即：每只管子最大管耗为

0.2Pom5.选管原则PCM>0.2PomU(BR)CEO>2VCCICM>VCC/RLRLV1V2+VCC+ui+uoVEE4.管耗例已知：VCC=VEE=24V，RL=8，

忽略UCE(sat)

求Pom

以及此时的PDC、PC1，并选管。[解]PDC=2V2CC/RL=2242//(8)=45.9(W)RLV1V2+VCC+ui+uoVEE=0.5(45.936)=4.9(W)U(BR)CEO>48VICM>24/8=3(A)可选：U(BR)CEO=60100VICM=5APCM=1015W2甲乙类互补对称功率放大电路一、甲乙类双电源互补对称功率放大电路给V1、V2提供静态电压tiC0ICQ1ICQ2克服交越失真思路：电路：RLRV3V4V1V2+VCC+ui+uoVEEV5当ui

=0时，V1、V2微导通。当ui

<0(至)，

V1

微导通充分导通微导通；V2微导通截止微导通。当ui

>0(至)，

V2

微导通充分导通微导通；

V1微导通截止微导通。克服交越失真的电路V1V2V3V4V1V2RtB1B2V1V2V3R2R1实际电路V4RL+VCC+uoV1V2V3VEER*1R2R3R4RL+VCC+uoV1V2V3V4V5VEE+uiR二、功率和效率RLV1V2+VCC+ui+uoVEE1.输出功率最大不失真输出电压、电流幅度：最大输出功率最大输出功率2.电源功率PDC=IC1VCC+IC2VEE=2IC1VCC=2VCCUom/RL最大输出功率时：PDC=2V2CC/RLPDC=2V2CC/RL3.效率PDC=2VCCIcm/

实际约为60%最大输出功率时：二、复合管互补对称放大电路1.复合管(达林顿管)目的：实现管子参数的配对ib1(1+1)

ib1(1+1)(1+2)ib1=(1+1+2+12)ib1

1

2

rbe=rbe1+(1+1)rbe22(1+1)ib11ib1ibicie(1+2+12)ib1V1V2V1V2NPN+NPNNPNV1V2PNP+PNPPNPV1V2NPN+PNPNPNV1V2PNP+NPNPNP构成复合管的规则：1)B1为

B，C1或E1接B2

，C2、E2为

C或E；2)

应保证发射结正偏，集电结反偏；3)

复合管类型与第一只管子相同。V1V2练习：接有泻放电阻的复合管：V1V2ICEO12ICEO1R泻放电阻减小V1、V3—NPNV2、V4—PNPR3、R5—

穿透电流泄放电阻准互补对称电路2.复合管互补对称电路举例RLRPV4+VCCV5V1V2R2RB1RB2+uo+ui+++V6V7V8EUB3R1R5R3IC8RE1RE2R4V3U