CDIO项目设计 电子应用系统
科信学院 CDIO项目设计说明书
（2010 /2011学年第二学期）
CDIO项目名称 ： 电子信息工程一级项目（4） 专业班级 ： 09级电子信息工程1班 学生姓名 ： 学 号 ： 指导教师 ：
设计成绩 ：
2011年7月1日
CDIO项目设计 电子应用系统
1、 CDIO设计目的
1.1 总体设计目的：
（1）理解单元电路的原理，掌握操作方法，能正确安装简单的单元电路。 （2）熟悉集成元件的引脚功能，并能正确安装。 （3）熟悉各单元电路测试点的正常参数。 （4）会利用原理电路图纸，半段具体器件故障。
（5）注意仪器及人身安全，不出现扩大设备故障的现象。
（6）学习基本复杂电路的设计原理和具体方法步骤，并对其进行multism仿真。 （7）加深对电路设计技巧及电子电路原理的理解。 （8）增强学生对电子应用系统的兴趣及动手能力的培养 1.2互补对称OTL功放电路设计要求：
（1）掌握利用分离元件组成OTL功放电路的原理。 （2）练习电路原理图读图能力和技巧。 （3）练习较复杂电路的装调操作方法。 （4）会根据具体设计要求计算元器件参数。
（5）学习使用仪器和仿真软件multism等工具测试电路的特性参数及波形。 （6）会根据电原理图正确分析故障原因。 1.3 555时基混和集成电路设计要求：
（1）掌握利用555时基集成电路组成定时器、触发器的原理。 （2）练习集成电路的测试机安装与电路板设计。 （3）学习利用555时基集成电路实现信号发生器电路。 （4）加深对电路设计技巧及电子电路原理的理解。 （5）增强学生的兴趣及动手能力的培养 2、CDIO设计正文
该部分包括：互补对称OTL功放电路具体设计内容（要有设计过程、multism仿真结果；设计示意图等几部分内容）和555时基集成电路具体设计内容（要有设计过程、multism仿真结果；设计示意图等几部分内容）。
CDIO项目设计 电子应用系统
2.1互补对称OTL功放电路设计 2.1.1 功率放大器介绍：
音频功率放大器是音响系统中不可缺少的重要部分，其主要任务是将音频信号放大到足以推动外接负载，如扬声器、音响等。功率放大器的主要要求是获得不失真或较小失真的输出功率，讨论的主要指标是输出功率、电源提供的功率。由于要求输出功率大，因此电源消耗的功率也大，就存在效益指标的问题。由于功率放大器工作于大信号，使晶体管工作于非线性区，因此非线性失真、晶体管功耗、散热、直流电源功率的转换效率等都是功放中的特殊问题。
互补对称式OTL功放电路，它具有非线性失真小，频率响应宽，电路性能指标较高等优点，是目前OTL电路在各种高保真放大器应用电路中较为广泛采用的电路之一。
2.1.2 OTL功率放大器特点：
普通电子管功率放大器的输出负载为动圈式扬声器，其阻抗非常低，仅为4～16Ω。而一般
功放电子管的内阻均比较高，在普通推挽功放中屏极至屏极的负载阻抗一般为5～10kΩ，故不能直接驱动低阻抗的扬声器，必须采用输出变压器来进行阻抗变换。由于输出变压器是一种电感元件，通过变压器的信号频率不同，其电感线圈所呈现的阻抗也不同。为了延伸低频响应，线圈的电感量应足够大，圈数也就越多，因此在每层之间的分布电容也相应增大，使高频扩展受到限制，此外还会造成非线性失真与相位失真。
为了消除这些不良影响，各种不同形式的电子管OTL无输出变压器功率放大器应运而生，许多适用于OTL功放的新型功率电子管在国外也不断被设计制造出来。电子管OTL功率放大器的音质清澄透明，保真度高，频率响应宽阔，高频段与低频段的频率延伸范围一般可达10HZ～100kHz，而且其相位失真、非线性失真、瞬态响应等技术性能均有明显提高。
2.1.3 OTL
电路器件的选择：
对于电子管OTL功放的输出级，不是所有功率电子管均能适用，必须选用符合如下条件的功率电子管才能取得良好的效果。 （1）低内阻特性
一般功率电子管的屏极内阻为10kΩ左右，不适用于OTL功放。OTL功放必须选用屏极内阻在200～800Ω的功率电子管。这些低内阻功率电子管有6AS7、6N5P、6C33C-B、6080、6336等。
（2）低屏压、大电流特性
一般功率电子管的屏极电压均为400V左右，高屏压电子管可达800～1000V，而OTL功放必须选用屏极电压在150～250V之间的低屏压、大电流特性的功率电子管来担任。以上所列低内阻功率电子管均具有低屏压、大电流的工作特性。此外还有6C19、6KD6、421A、6146等功率电子管。这些电子管本身具有低屏压、大电流特性，但其屏极内阻稍高，应多管并联才能适用于OTL功放。
（3）采用新型OTL功放专用功率电子管
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这类电子管不仅内阻较低，而且具有低屏压、大电流特性，如6HB5、6LF6、17KV6、26LW6、30KD6、40KG6等。为了降低电子管灯丝的功耗，许多用于OTL功放的功率电子管的灯丝电压提高到20～40V，以便于串联使用。
2.1.2设计原理、图像及过程
设计要求： 电压增益十倍以上，输出功率Po=0.5w以上， β=100，负载RL=8k，频率特性20Hz——20KHz。
（1）Po=Vo2/RL
所以有Vo=2v, 峰峰值V=5.7v 所以Vcc选择15v
（2）共发射电路静态工作点计算及器件参数计算
I负载=2.8/8A=350mA β=100Ω
T1基极电流有Ic=βIb Ib=3.5mA
R3=15-8.5/20Ω=330Ω Av=R3/Re
Ve=0.2 Vcc=2v
Re=2v/20mA=100Ω Av=330/100=3.3(不行) Av=330/22=15(可以) 取R5=25Ω R4=75Ω
R1=2KΩ R2=300Ω
（3）共发输出阻抗
截止频率f=1/2πRC 所以C1=47uf C2=47uf C3=1mF
根据计算符合实际要求，下图为Mulimrte仿真结果
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图1 互补对称OTL功率放大电路仿真结果
图2 OTL放大电路波形输入输出对比结果
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