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[仿真讨论] 音频放大电路的设计与仿真multisim仿真

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    2022-1-21 15:08
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    [LV.1]初来乍到

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    发表于 2021-11-17 09:43 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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    本帖最后由 R_myself 于 2021-11-17 09:49 编辑 1 f7 R, ?0 ]- I. O. o& Z0 ~
    7 n3 n& N2 o5 K8 [3 |

    设计及仿真调试过程

    ' _3 p% {2 p  I& Y4 r2 N

    一.设计过程

    (一)基本功能设计

    1.输入部分

    由于大多数放大电路存在温漂问题(0输入的时候不是0输出),所以在电

    路的输入级采用差分放大电路,用三极管设计一个恒流源来提供静态偏置。采

    用双端输入,单端输出的形式。实际情况下,很少用原理讲解中那样的电路来

    连接信号与电路,直接使用集成运放放大原件可以更直接又便捷的解决此题,本次仿真我采用同相比例放大器做输入级,通过调节滑动变阻器可以调节电压放大倍数1-20。


    7 \; a; Z; {! Z/ i- G

    2.通频带的设置

    本次实验要求3dB通频带为300~3400Hz,输出正弦信号无明显失真。于是我采用高通低通滤波器分别实现下限与上限截止频率的设置。

    3.功率放大器的选择

      功率放大器种类繁多,按照晶体管在整个周期导通角的不同,可以分为甲类、乙类、甲乙类、丙类、丁类。按照电路结构不同,可以分为变压器耦合、无输出变压器OTL、无输出电容OCL、桥式推挽功率放大电路BTL。本次仿真中我采用甲乙类双电源互补输出电路。根据题目要求设置负载为8Ω。

    (二)发挥功能设计

    仿真及调试过程

    (一)基本功能仿真与调试

    1.所用器件

                                                                                                         表1、元器件使用情况

    集成运放

    4个

    1μF电容

    2个

    二极管1N914

    2个

    BJT-NPN

    1个

    10kΩ电阻

    2个

    BJT-PNP

    1个

    1000Ω电阻

    3个

    100Ω电阻

    2个

    47Ω电阻

    1个

    530Ω电阻

    1个

    190KΩ滑动变阻器

    1个

    8Ω负载

    1个

    1.仿真实现过程
    , [  k* X7 }6 o8 t+ {

    * r* o2 L7 ?8 g
    & K$ b5 O9 z- {; b/ H% |. k" t6 M

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    图1、电路原理图
    ! ]2 x! y2 g8 U$ s1 S7 C
    . V5 S# w  ^2 _9 @$ \1 r) {! X

    1.输入端的放大电路


      b4 ], y' ~* i  ], Q: D  I
    # u# w; B& E' W* I" \5 r

                                                                                                图2、输入端放大电路

              设置信号源频率500hz,幅值5V,通过如下公式:

              根据比例调R4电压可连续调节1-20倍电压放大倍数。

    2、低通、高通滤波器的设置仿真电路如图3所示。


      \8 ]* j6 z1 J2 V# i
                                                                                                          图3、通频带设置电路
    - U! V9 K9 Y1 p  s& Q3 o

    ) O* M* a7 F: O: c4 f

           设低通、高通滤波器中电容为1uF,通过如下公式:

                        

           计算可得:

           将二者级联可得如图2所示电路。

    1、功率放大电路


    ) Q6 M. [0 [2 S- I! B4 \( N2 ]
                                                                                                        图4、功率放大电路

    : f& m" Z+ [9 r; P% t* w$ O

    % k8 [. _9 L. d1 l

            仿真原理图如图4所示,由图中数据计算可得:

                   


    - n% y* p' \$ z9 U% s
    达成题目要求的Pom≥1W的要求。
    & q* q  D/ p8 R4 s
    6 ]% C! Y+ m% z

                                                                                              图5、20倍放大时输入与输出波形图

    由图5可知,在20倍放大后经过调节已解决波形失真。


    # X8 P8 C5 K9 Q. B' \$ I, S

                                                                                                      图6、总电路仿真原理图

    1.调试过程中遇到的实际问题及解决措施

    该电路使用的原件类型少,电路连接简单,实现电路要求也较为简单。但是最初经测试后,发现其结果不是很理想,失真较为严重。经过反复推敲,对功率放大电路进行小幅修整。

          在设置通频带时也遇到了诸多问题,比如输出电压不符合计算数值,波形严重失真,通过替换集成运放芯片与改变电阻电容数值得以完成通频带的设


    . @+ J  G  o, U( c: y( [  d6 a

    置。


    0 z: Q6 b. C% _- H" }0 A
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    [LV.1]初来乍到

    2#
    发表于 2021-11-17 10:45 | 只看该作者
      在设置通频带时也遇到了诸多问题,比如输出电压不符合计算数值,波形严重失真,通过替换集成运放芯片与改变电阻电容数值得以完成通频带的设计

    该用户从未签到

    3#
    发表于 2021-11-17 12:50 | 只看该作者
    该电路使用的原件类型少,电路连接简单,实现电路要求也较为简单。但是最初经测试后,发现其结果不是很理想,失真较为严重。经过反复推敲,对功率放大电路进行小幅修整。

    该用户从未签到

    5#
    发表于 2021-11-22 12:42 | 只看该作者
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