模拟电子技术实验讲义.doc

1、1电子工程设计 （一）综合实验模拟部分适用班级：自 Z09 学时数：6 学时指导教师： 音响放大器电路一、实验目的：知识点：（信号产生电路（选作） ）+放大电路+功率放大电路+直流稳压电源电路模拟电子技术综合实验注重实验的基础性、验证性、综合性、设计性和探索性。因为学时紧张，学生要充分预习。能力方面：主要锻炼学生以下几方面能力：根据给出电路图，读懂电路原理，会照图正确连接电路；不理解的内容，学生会主动查阅资料；会使用基本仪器仪表测量和调试电路。由于电子工程训练采用的是温度检测系统，是检测缓慢变化信号的系统，为了与之互补，模拟电子技术实验采用放大交流信号的方式。学习思路：1.认识基本电子元器件：

2、二极管、三极管、运算放大器（LM324,uA741） 、功率放大器（TDA2030） 、三端稳压器（7805,7905，7809,7909,7812,7912 ） 。预习这些元器件的管脚功能、典型电路、电路工作原理。2.学会使用常用仪器仪表：万用表，信号发生器，双踪示波器；认识试验箱。 （0.5 学时）3.用集成运算放大器组成放大电路的方法。 （2 学时）4.掌握集成功率放大电路的用法。 （2 学时）5.掌握 RC 正弦波振荡电路的工作原理、频率的调整和测量方法。 （1 学时）6.掌握用三端稳压器构成直流稳压电源的方法。 （1 学时）注：根据学时要求，可以简化 5 为用信号发生器，或者 6 用

3、试验箱的直流稳压电源。进行实验之前，以上内容都需要预习。凡是没有完成预习的不准参加实验。只能重修。下面有一些参考电路，请同学们自己查阅其它资料，搜索一些其它信息。开拓视野。三、实验内容与要求（参考）（一） 、认识基本半导体元器件1.认识二极管、三极管（9013） 、运算放大器（LM324,uA741） 、功率放大器（TDA2030 ） 、三端稳压器（7805,7905，7809,7909,7812,7912）等元器件。以下为部分元器件的管脚图。2Lm324 op07（uA741）tda20301 脚 是 正 向 输 入 端 2 脚 是 反 向 输 入 端 3 脚 是 负 电 源 输 入 端 4

4、 脚 是 功 率 输 出 端 5 脚 是 正 电 源 输 入 端 。 2.查阅相关资料了解这些芯片的用法。 （附 1：各种芯片的说明书）（二） 、各种仪器仪表的使用1.学习使用示波器、信号发生器。 （查阅相关资料，了解这些仪器的使用方法，或者到实验室预习）2.用示波器直接测量信号发生器的信号，学习仪器的使用方法。（三） 、信号产生电路RC 正弦波振荡电路如图（选作）看模拟电子技术实验部分。（四） 、交流信号放大电路电路如图所示：3C12R1110k1F 10k2312VR1275kA14111C11 10F输入C13C14RP1110k10F14 LM32410k1.理解单电源放大电路的组成原

5、理。2.通过调节电阻 R12 来调节电路的放大倍数。3.用示波器观察电路的输入输出波形（五） 、功率放大电路用 TDA2030 制作的有源功放电路图TDA2030 是德律风根生产的音频功放集成电路，采用 V 型 5 脚单列直插式塑料封装结构,它外接元件非常少，价格实惠,输出功率大，Po=18W(RL=4)。电源电压为618V。输出电流大，谐波失真和交越失真小（14V/4 欧姆，THD=0.5%）。内含各种保护电路，因此工作安全可靠。主要保护电路有：短路保护、热保护、地线偶然开路、电源极性反接（Vsmax=12V）以及负载泄放电压反冲等。是许多电脑有源音箱所采用的 Hi-Fi 功放集成块。其接法

6、分单电源和双电源两种：1.单电源接法2.双电源接法41.输入信号发生器信号，观察输出信号的幅值，得出放大倍数。2.用 mp3 或者是手机的耳机作为输入信号，听输出声音。（六） 、直流稳压电源电路如图所示为双极性对称稳压电源电路，它采用两只三端稳压器，7812 和 7912 构成的简单实用的对称型正负稳压电源。该电源输出电压为12V ，输出电流最大为 l.5A。对 7812 和 7912 的选择，力求性能参数尽量对称。正、负三端稳压器均要加装合适的散热器。 正负 12V 电源电路图：多路输出直流稳压电源电路图：5这几部分电路组合在一起，可以组成一个音响放大器电路，总原理图附 2 所示。附 1：几

7、种芯片的说明书lm324LM324 引 脚 图简 介 ： 6LM324 系 列 器 件 为 价 格 便 宜 的 带 有 真 差 动 输 入 的 四 运 算 放 大 器 。 与 单 电 源 应 用 场 合 的 标 准运 算 放 大 器 相 比 ， 它 们 有 一 些 显 著 优 点 。 该 四 放 大 器 可 以 工 作 在 低 到 3.0 伏 或 者 高 到 32 伏 的电 源 下 ， 静 态 电 流 为 MC1741 的 静 态 电 流 的 五 分 之 一 。 共 模 输 入 范 围 包 括 负 电 源 ， 因 而 消 除 了 在许 多 应 用 场 合 中 采 用 外 部 偏 置 元 件 的

8、 必 要 性 。 每 一 组 运 算 放 大 器 有 5 个 引 出 脚 ， 其 中 “+”、“-”为 两 个 信 号 输 入 端 ， “V+”、 “V-”为 正 、 负 电 源 端 ， “Vo”为 输 出 端 。 两 个 信 号 输 入 端中 ， Vi-（ -） 为 反 相 输 入 端 ， 表 示 运 放 输 出 端 Vo 的 信 号 与 该 输 入 端 的 位 相 反 ； Vi+（ +） 为 同 相输 入 端 ， 表 示 运 放 输 出 端 Vo 的 信 号 与 该 输 入 端 的 相 位 相 同 。 LM324 的 引 脚 排 列 见 图 。 参 数 描 述 ： 运 放 类 型 :低 功

9、 率 放 大 器 数 目 :4 带 宽 :1.2MHz 针 脚 数 :14 工 作 温 度 范 围 :0C to +70C 封 装 类 型 :SOIC 3dB 带 宽 增 益 乘 积 :1.2MHz 变 化 斜 率 :0.5V/ s 器 件 标 号 :324 器 件 标 记 :LM324AD 增 益 带 宽 :1.2MHz 工 作 温 度 最 低 :0C 工 作 温 度 最 高 :70C 放 大 器 类 型 :低 功 耗 温 度 范 围 :商 用 电 源 电 压 最 大 :32V 电 源 电 压 最 小 :3V 芯 片 标 号 :324 表 面 安 装 器 件 :表 面 安 装 输 入 偏 移

10、 电 压 最 大 :7mV 运 放 特 点 :高 增 益 频 率 补 偿 运 算 逻 辑 功 能 号 :324 额 定 电 源 电 压 , +:15V LM324 的 特 点 ： 1.短 路 保 护 输 出 2.真 差 动 输 入 级 3.可 单 电 源 工 作 ： 3V-32V 4.低 偏 置 电 流 ： 最 大 100nA 5.每 封 装 含 四 个 运 算 放 大 器 。 6.具 有 内 部 补 偿 的 功 能 。 7.共 模 范 围 扩 展 到 负 电 源 78.行 业 标 准 的 引 脚 排 列 9.输 入 端 具 有 静 电 保 护 功 能 行 情 分 析 ：据 华 强 北 中 国

11、 电 子 市 场 价 格 指 数 网 统 计 ： LM324 平 均 报 价 0.22 元 /PCS。 各 商 家 报 价 有 一 定的 差 异 ， 最 低 0.16 元 /PCS， 最 高 0.3 元 /PCS。 在 华 强 北 电 子 市 场 中 ， LM324 最 近 价 格 在 0.2-0.3元 /PCS 之 间 波 动 ， 大 部 分 时 候 集 中 在 0.2-0.22 元 /PCS 之 间 。 主 流 的 品 牌 是 ST、 TI 和 国 产 品 牌 ，在 价 格 上 ， 国 产 品 牌 和 国 外 品 牌 差 异 不 大 ， 而 市 场 中 ， 国 产 品 牌 占 主 要 地

12、位 。 下 图 即 为 最 近 华 强 北 市 场 LM324 价 格 走 势 ： uA741 资料uA741 资料:仙童 uA741 通用高增益运算通用放大器,早些年最常用的运放之一.应用非常广泛, 双列直插8 脚或圆筒 8 脚封装。工作电压22V,差分电压30V,输入电压18V,允许功耗 500mW.其管脚与OP07（超低失调精密运放）完全一样，可以代换的其他运放有 uA741,uA709,LM301,LM308, LF356,OP07， op37,max427 等，说明一下 uA741 通用放大器,性能不是很好,但满足一般需求，因为他太老了，下面给出这一系列产品的引脚图tda2030基

13、本 介 绍 ：8TDA2030A 是 德 律 风 根 生 产 的 音 频 功 放 电 路 ， 采 用 V 型 5 脚 单 列 直 插 式 塑 料 封 装 结 构 。 如 图 1所 示 ， 按 引 脚 的 形 状 引 可 分 为 H 型 和 V 型 。 该 集 成 电 路 广 泛 应 用 于 汽 车 立 体 声 收 录 音 机 、 中 功 率音 响 设 备 ， 具 有 体 积 小 、 输 出 功 率 大 、 失 真 小 等 特 点 。 并 具 有 内 部 保 护 电 路 。 意 大 利 SGS 公 司 、美 国 RCA 公 司 、 日 本 日 立 公 司 、 NEC 公 司 等 均 有 同 类

14、产 品 生 产 ， 虽 然 其 内 部 电 路 略 有 差 异 ， 但 引出 脚 位 置 及 功 能 均 相 同 ， 可 以 互 换 。 电 路 特 点 ：1.外 接 元 件 非 常 少 。 2.输 出 功 率 大 ， Po=18W(RL=4 )。 3.采 用 超 小 型 封 装 （ TO-220） ,可 提 高 组 装 密 度 。 4.开 机 冲 击 极 小 。 5.内 含 各 种 保 护 电 路 ， 因 此 工 作 安 全 可 靠 。 主 要 保 护 电 路 有 ： 短 路 保 护 、 热 保 护 、 地 线 偶然 开 路 、 电 源 极 性 反 接 （ Vsmax=12V） 以 及 负

15、载 泄 放 电 压 反 冲 等 。 6.TDA2030A 能 在 最 低 6V 最 高 22V 的 电 压 下 工 作 在 19V、 8 阻 抗 时 能 够 输 出 16W 的有 效 功 率 ， THD 0.1%。 无 疑 ， 用 它 来 做 电 脑 有 源 音 箱 的 功 率 放 大 部 分 或 小 型 功 放 再 合 适 不 过 了 。 引 脚 情 况 ：1 脚 是 正 向 输 入 端 2 脚 是 反 向 输 入 端 3 脚 是 负 电 源 输 入 端 4 脚 是 功 率 输 出 端 5 脚 是 正 电 源 输 入 端 。 极 限 参 数 ：TDA2030 极限参数参数名称 极限值 单位电

16、源电压(Vs) 18 V输入电压(Vin) Vs V9差分输入电压(Vdi) 15 V峰值输出电流(Io) 3.5 A耗散功率(Ptot)(Vdi) 20 V工作结温(Tj) -40-+150 存储结温(Tstg) -40-+150 注 意 事 项 ：1.TDA2030A 具 有 负 载 泄 放 电 压 反 冲 保 护 电 路 ， 如 果 电 源 电 压 峰 值 电 压 40V 的 话 ， 那 么 在5 脚 与 电 源 之 间 必 须 插 入 LC 滤 波 器 ， 二 极 管 限 压 （ 5 脚 因 为 任 何 原 因 产 生 了 高 压 ， 一 般 是 喇 叭 的线 圈 电 感 作 用 ，

17、使 电 压 等 于 电 源 的 电 压 ） 以 保 证 5 脚 上 的 脉 冲 串 维 持 在 规 定 的 幅 度 内 。 2.热 保 护 ： 限 热 保 护 有 以 下 优 点 ， 能 够 容 易 承 受 输 出 的 过 载 （ 甚 至 是 长 时 间 的 ） ， 或 者 环境 温 度 超 过 时 均 起 保 护 作 用 。 3.与 普 通 电 路 相 比 较 ， 散 热 片 可 以 有 更 小 的 安 全 系 数 。 万 一 结 温 超 过 时 ， 也 不 会 对 器 件 有所 损 害 ， 如 果 发 生 这 种 情 况 ， Po=（ 当 然 还 有 Ptot） 和 Io 就 被 减 少

18、。 4.印 刷 电 路 板 设 计 时 必 须 较 好 的 考 虑 地 线 与 输 出 的 去 耦 ， 因 为 这 些 线 路 有 大 的 电 流 通 过 。 5.装 配 时 散 热 片 与 之 间 不 需 要 绝 缘 ， 引 线 长 度 应 尽 可 能 短 ， 焊 接 温 度 不 得 超 过 260 ，12 秒 。 6.虽 然 TDA2030A 所 需 的 元 件 很 少 ， 但 所 选 的 元 件 必 须 是 品 质 有 保 障 的 元 件 。 10附 2：音响放大器的电路图 C12 R1 0k 1F 10k 2 3 9V R12 75k A1 4 1 1 C1 10F话 筒 C13 C14 RP1 10k 0F 1 4 LM324 0F 电 子 混 响 器 R31 47k RP31 470k R32 47k C31 0.F C32 0.1F 9V R34 47k 9 10 R2 9V 30k 610k 510k A2 7 C24 10F 1 4 LM324 R21 10k R23 30k C21 10F C23 10F 录 音 机 C2 10F RP21 10k RP32 470k R3 1k A3 10k 1 4 LM324 C35 10F RP3 10k 470pF C3 10k 10k 4 1 8 4 1