OCL功率放大器的设计

OCL功率放大器的设计模电课程设计华侨大学信息科学与工程学院一、课设设计目的、任务与要求

设计目的：1．掌握电子系统的一般设计方法2．掌握模拟电路器件的应用3．培养综合应用所学知识来指导实践的能力4．掌握常用元器件的识别和测试5．熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法设计任务《OCL音频功率放大器》设计要求第一：输出功率要尽可能大

为了获得大的功率输出，要求功放管的电压和电流都有足够大的输出幅度，因此器件往往在接近极限运用状态下工作。第二：功率效率要尽可能高

由于输出功率大，因此直流电源消耗的功率也大，这就存在一个效率问题。所谓效率就是负载得到的有用信号功率和电源供给的直流功率的比值。这个比值越大，意味着效率越高。第三：非线性失真要尽可能小

功率放大电路是在大信号下工作，所以不可避免地会产生非线性失真，而且同一功放管输出功率越大，非线性失真往往越严重，这就使输出功率和非线性失真成为一对主要矛盾。但是，在不同场合下，对非线性失真的要求不同。例如，在测量系统和电声设备中，这个问题显得很重要，而在其它工业系统中，则以输出功率为主要目的，对非线性失真的要求就降为次要问题了。第四：功率器件的散热要尽可能好

在功率放大电路中，为了输出较大的信号功率，器件要承受较高的电源电压。其次，为了充分利用允许的管耗而使管子输出足够大的功率，放大器器件的散热就成为设备能否安全可靠工作的重要保证。此外，在功率放大电路中，为了输出较大的信号功率，器件要承受较大的动态电流，这也会增加功率管损坏的概率。所以，功率管的损坏与保护问题是产品设计中不容忽视环节。OCL是英文OutputCapacitorLess的缩写，意为无输出电容。OCL功率放大器是一种一种直接耦合的功率放大器，它具有频响宽，保真度高，动态特性好及易于集成化等特点。OCL电路通常采用两组电源供电，使用了正负电源，在电压不太高的情况下，也能获得比较大的输出功率，省去了输出端的耦合电容。使放大器低频特性得到扩展。OCL功放电路也是定压式输出电路，该电路由于性能比较好，所以广泛地应用在高保真扩音设备中。尽管性能优良的集成功率放大器给电子电路功放级的调试带来了极大地方便。但为了培养学生的设计能力，本课题要求采用分立元件电路进行设计。二、产品指标及设计要求1、设计指标①采用分“立元件+集成电路”设计②额定输出功率③负载阻抗④失真度⑤设计放大器所需的直流稳压电源2、设计、制作过程

分析设计要求，明确性能指标；查阅相关资料、分析对比方案。①画出电原理图；②分析计算元器件的性能及参数；③电路的仿真与调试；④论证并确定合理的总体设计方案，绘制功能结构框图。

⑤OCL功率放大器各单元具体电路设计:

a.分解总体设计方案b.以子系统或单元电路为单元，逐个细化设计。c.电路计算根据设计要求，结合“方案”，对各单元电路的元器件参数进行分析计算，确定其参数。

⑥印刷电路板制作：根据最后确定的各单元电路，绘制出总的印刷电路图，制作印刷电路板（PCB板）。制作剑要求斥：a、业漆余制始作手短绘电行路图遍，或枪用Pr享ot轮el绘制碌；b、根塔据电路原理往图中营所用背的元组件形硬状和密印刷饶板面税积的公大小呀合理甜安排化元件径的密祸度和外各元票件的脱位置诊。确定斤元件仅位置遍应按菌照先良大后贫小、章先整狭体后泉局部厚的原盟则进驴行，穷使电殃路中安相邻售元件斜就近贵放置门，排咱列整栏齐均宰匀。c、各姿元件舍之间令的连队接导阶线在斯拐弯嫩处和互两线飞相交唉处不再能拐氧直角茫，须印用曲语线过狼渡，洒也不途能相驻互交凯叉和标迂回铲太远棕。有些销导线顾实在奴做不佳到这翻一点屿时，幸可以脸考虑辅在印军刷板察的反振面印留制导衫线，才再用兆穿钉育与正悉面电路连接形，或往在焊接元件拢时另擦外用迅绝缘牙导线逢连接览。d、输打入部疑分和限输出姑部分蜻距离餐远一讨些为风好，碎以免念互相逐干扰应。制作献流程酸：1.原稿窗制作（喷变墨【硫酸傅纸】、激版光【硫酸熄纸/透明神菲林】、无光绘扑非林桃）2.曝光(曝光增机60～18躁0秒；捉太阳然光5-膜10分钟路；日员光灯8-逢10分钟)3.显像（专很用显骆像剂进）4.蚀刻（三烦氯化赏铁）5.钻孔（小炭电钻匪）1、用pr恰ot蚂el或Po洗we侵rP帝CB直接粮画PC逃B图（不赔会PR厉OT肢EL、Po页we协rP疗CB的，首也可开以用Wi督nd坦ow翻s的画雁笔程嫂序）躺，以备荡打印依。画旗出您疑所需斧要的吧印刷槐电路踪蝶板图2、将听图打关印到去热转隔印纸(比如:不干梁胶贴生纸的讲光滑扯底衬灿纸);打印颠出来电后仔壮细观婶察，肚检查猛是否承有断勺线的磁地方罚。3、将饺打印冶好PC咽B的转添印纸湖平铺猫在覆佳铜板主上，夏准备您转印;4、将冷热转镇印纸蜻上的绘碳粉洒通过激热转宵印机梨转印男到敷尽铜板塑上;(也可牌用很此热的付电熨若斗加赴温--徒--约14裳0～17盾0℃之间，加压鸡将转胡印纸径上黑缘瑞色塑槽料粉效压在度覆铜蹄板上见形成瓶高精荒度的环抗腐须层，券等温旺度稍罩低后尼再慢部慢将债转印况纸揭喊下来)4、将洲敷铜贝板放蛾入三他氯化串铁腐章蚀液茅进行典腐蚀;（注侧意不伏要腐促蚀过悟度）5、用否清洗您剂清咸洗电养路板拾上的享黑色尿碳粉;6、用渣打孔汇机在隐电路炕板打谁孔。热转皆印法杜制板赢基本的流程搂：⑦焊接焊点脚：圆藏滑光骡亮、柄无气丝式孔、霞无尖盈角、霸无拖唉尾；额大小辛一致绣；焊花料适谣当，趁使焊台锡充涉布焊原盘，焰不堆丑锡，岗更不讽能粘馅连，流焊接祖时时夕间不全宜超胖过3s，防江止损杠坏元箩件；休焊接CM盈OS器件研时应己使用炒防静受电烙易铁，鹿防止辰将其米极性蛮击穿捕。当元鞋件焊啊错后拳需要萍拆器缸件时例要特朵别注就意焊祖板上遗的铜具片，肠一旦刑铜片昂脱落鉴，就疤会在助电路属的连垫接上寇造成歇困难追。⑧检查说、调易试各崇电路访板⑨通电造测试赤性能筐参数⑩撰写银设计锅报告1、功纲率放不大器谨的作训用是批给负风载RL提供希一定茫的输拿出功志率，记当RL一定邮时，腊希望的输出兼功率吴尽可射能大纯，输凯出信胁号的断非线戴性失短真尽范可能怜小，倒且效斑率尽饼可能顶高。2、由玩于OC踢L电路淘采用线直接昌耦合方方式眉，为爸了保搜证工痕作稳疤定，趟必须孤采用蹄有效锁措施喇抑制茶零点奴漂移替，为捏了获税得足挨够大施的输分出功之率驱小动负穿载工横作，做故需牛要有对足够冤高的千电压繁放大妈倍数餐。因此详，性燃能良朝好的OC慢L功率邮放大嘱器应恭由输浴入级速，推螺动级犹和输掠出机轿等部瞎分组腹成，典如下钥图所鹊示。3、设端计思峰路3、OC妇L功放器各级端的作庆用和昌电路肝结构故特征输入厌级：主要腹作用趟是抑戚制零答点漂丧移，敏保证早电路签工作垒稳定竹，同贡时对妇前级元（音什量控典制级块）送兰来的辨信号敢作用划低失使真，算低噪胜声放娇大。替为此初，通未常都塔采用筋带恒叛流源悦的，灶由复恢合管高组成对的差稳动放为大电马路，勤且设罩置的穗静态孙偏置海电流闷较小多。推动赤级：作用边是获忍得足烧够高恢的电勾压放浩大倍玻数，邪以及术为输杨出级红提供扫足够确大的挨驱动晌电流赴，为肃此，悄可采树带集狂电极吃有源逃负载矿的共淋射放殃大电删路，冬其静凯态偏励置电婶流比狮输入尽级要伙大。输出帝级：的作如用是鼻给负鄙载提丙供足咬够大啦的输盘出信叫号功亮率，角可采示用有复合眨管构盏成的祝甲乙坚类互绢补对晌称功望放或漂准互棵补功遇放电尤路。此外如，还应别考虑呜为稳赌定静珍态工舍作点疤须设拦置直券流负吐反馈似电路写，为稳定袖电压吧放大劝倍数丽和改蹲善电检路性阅能须敞设置融交流愚负反麻馈电蠢路，以及乱过流挎保护莲电路窜等。电路丧设计底时各凝级应辣设置场合适庆的静积态工两作点日，在洽组装棒完毕后须赏进行烈静态造和动惯态测翁试，劝在波亦形不西失真身的情摩况下钳，使颗输出功率毒最大繁。动态梨测试且时，红要注起意消啄振和恐接好叫保险糠丝，障以防上损坏纲元器件。①确定结电源晋电压4、功肥放部馒分电捷路计型算简网介②末级叔功放果管的堤选取③复合兵管的也选取④其他隐参数伟确定5、前掉置放们大部驳分电谢路计持算简灶介要确扣定运忘放的胀选型秀，需扒要先歉确定歪电路勤总的碍电压存放大馆倍数债，请密按设对计要丈求自辜行计聚算。典型替电路丢中的缝运放手供电礼分别帖取自羞电源著的正田负极促，由工两组R4R5和C2、C3、C6、C7构成芹分压糖滤波昏供给默运放芹工作覆。电源侨用10魂μF、0.现1μ些F电容年去耦妄合。6、电顶源部打分设择计及歌电路姜计算典型透电路沫：典型成电路大中：22铁0前V市电也经变喷压器毕输出差两组虏独立览的25铲V交流狠电，量大电幸容滤勺波后仅得到±3茄5V直流妄电，祝再加辆一个0.扇1μ么F小电暖容滤肤除电贩源中爬的高距频分林量。制作立调试虫过程去中，屈电源体空载哨时可外在输宅出电停容上老并联1kΩ大功旱率电词阻供暴电容草放电馅，保躺护稳害压块族。±3谷