电子电路计算机辅助设计实训报告

电 子 电 路 计 算 机 辅 助 设 计 实 训 报 告

丽水职业技术学院机电信息工程分院设计题目 20W低音电路的设计、安装与调试班级电子0504 班设计者学号组 长：小组成员：、、、、、指导老师实验员

日期一、设计任务与要求：

1、设计任务

设计一个输入信号最大100mV，截止频率小于500Hz(信号来源于普通的前级双路音频)，Q值为0.707，处的衰减速率不低于倍频。 不失真功率大于20W的的低频信号放大电路并安装调试。

2、基本要求

(1)频率≤500Hz的 低通滤波电路；

(2)不失真增益≥50dB；总谐波失真≤0.05％(采用运放集成电路)

(3)输入信号最大100mV下不失真功率≥20W；

(4)电路简洁、合理，成本低。

二、实训内容：

1、采用运放的加法电路(带小信号电压放大器)的设计、仿真

2、采用运放的低通滤波器电路的设计、仿真

3、采用集成芯片的功率放大电路的设计、仿真

4、在多孔板上的印刷电路设计

5、安装电路、实测各模块电路指标、调试。

6、编写课程设计报告

三、实训目的：

(1)、认识加法电路，理解加法电路的工作原理，会按要求设加计法电路，并能够仿真、优化电路。

四、实训仪器、材料：万用表一只/组；电烙铁一把/人；工具一套/组；电源插板一块/组；

示波器一台/组；信号发生器一台/组；元器件一套/每人。(附参考电路图一张)

五、实训过程：

(一) 加法电路设计

(1)、信号来源于普通的前级双路音频信号混合电路(如下图所示)：

图5.1.1 典型的同相比例加法电路

(2)、电路基本原理：电路的优点：同相比例运算的阻抗匹配电阻输入很高可达到几MΩ，输出只有几KΩ，带负载能力很好。

(3)、电路参数的设计

电路参数：因为当R2=R3是可得到所以R2、R3根据以有的知识一般音源输出阻抗为几K到几十K 之间，所以R2=R3=20KΩ。

R1、R4的取值：根据以有的经验知识知道一般基与前级音源信噪比，一般分配前级增益在10dB左右，是为了提高信噪比，所以R1=10KΩ，R4=30KΩ。

电路参数：输入电阻R。=U/I=6.428m/3.204μ=2kΩ，信号增益=20log(1+R4/R1)=20log(1+30/10)=12.04dB通过仿真器上波特图(如下图5.3.3所示)可以看到此时的电路增益11.954dB，基本符合电路设计要求，所以理论上电路的设计是成功的。图5.3.3

(二) 二阶低通滤波器电路设计

(1)、由运放和RC网络可以构成有源滤波器，与无源的LC滤波器相比较，它具有体积小，效率高，频率特性好等优点。如图5.2.1图5.2.1首先，因为要求处的衰减速率不低于倍频。确定滤波器的阶数为2；然后 根据的值选择电容C的值，一般来讲，滤波器中电容的容量要小于1μF，电阻的值至少要求级。假设取C=0.47μF，则根据

即可求得R=677。

最后再根据值求和，因为，即，，又因为集成运放要求两个输入端的外接电阻对称，可得可得：，。

图5.2.1 下降3dB和此时的截止频率

截止频率小于500Hz，下降3dB后为值11.136dB此时的截止频率为457.486HZ，Q为0.707，处在10倍频处此时的增益为23.214dB, 所以处的衰减速率总共为34.35dB, 基本符合电路设计要求处的衰减速率不低于倍频，所以理论上电路的设计是成功的。

(三)电压跟随器

因为NE5532的后级带负载达到600Ω，而跟随器的作用是作为NE5532和后级的输入阻抗的匹配作用，我们选用的后级功率放大采用TDA2030芯片，选用它是因为TDA2030的输入阻抗可以在0.5Ω~5MΩ之内，因此在NE5532 和TDA2030之间不需要阻抗匹配。

(四)功率放大器

根据设计要求功率≤20W，因为TDA2030单个只能输出最大14W，因此选用TDA2030作为主电路以桥式接法可最大达到24W满足设计要求，参考电路如下：

5.4.1 典型TDA2030放大电路

2、因为电路的不失真增益≥50dB，根据所学知识知道在前面的加法电路、低通滤波所达到的增益不能驱动TDA2030功率，所以在TDA2030功率放大前面加上一级前置小信号电压推动放大电路如下图：

图5.4.2 前置小信号电压推动放大电路

3、电路设计到此时已经满足电路的设计，电路的设计指标如下图所示：

图5.4.1 双通道输出波形

图5.4.2 电路的总增益和此时的截止频率

每一个模块电路设计报告要求：

画出总电路框图及采用的电路原理图

(1)、电路系统框图

(2)电路基本原理分析、仿真分析(抓图说明参数)

(3)电路材料选择及集成块功能说明(引脚功能)

(4)布线与焊接过程所遇到的故障说明

(5) 安装电路、实测各模块