組號：31號一、問題重述題目A:運算放大器的應(yīng)用1、任務(wù)基礎(chǔ)部分：1、利用運算放大器，設(shè)計制作一個三角波發(fā)生電路。2、將上述三角波經(jīng)波形轉(zhuǎn)換電路后輸出正弦波。擴展部分：3、利用集成運算放大器，制作一個功率放大電路，驅(qū)動擴音器發(fā)聲，輸入信號為上述正弦波。4、使用三極管自搭運算放大器實現(xiàn)3中功能。2、要求1、 三角波和正弦波頻率為6kHz，峰峰值分別為2V和4V,波形無明顯失真，測試點分別為U和U。o1o22、 正弦波經(jīng)功率放大后驅(qū)動額定功率0.5W，阻抗8Q的擴音器，測試擴音器輸入端U，波o3形無明顯失真。二、設(shè)計方案概述由于本次題目的模塊性非常強，所以本組采用模塊化制作方法，對每一個小題分別進行仿真與實際焊接，各自設(shè)計單獨模塊，在每一個模塊正常工作的情況下對電路進行整合調(diào)試本組作品共設(shè)計制作了四個模塊，如下所示：1.三角波發(fā)生電路2.三角波—正弦波轉(zhuǎn)換電路集成功率放大電路三極管功率放大電路實物焊接圖如下：0田■■■?JT1發(fā)…三極管軸率秫大電路集疣劭率裁大電路0田■■■?JT1發(fā)…三極管軸率秫大電路集疣劭率裁大電路1P沁;?s^--U—三浦波一正懿波轉(zhuǎn)換電賂圖1實物焊接圖三、單元模塊詳解1、三角波發(fā)生電路圖2三角波發(fā)生電路圖圖2為三角波發(fā)生電路圖，核心元件為一個LM324集成運算放大器。本電路可分為三部分，每部分又以LM324的一塊電路為核心搭建而成。第一部分為方波產(chǎn)生電路，利用施密特觸發(fā)器，再增加少量電阻、電容原件，由于方波或矩形波的頻率成分非常豐富，含有大量的諧波，該方波發(fā)生器常稱為多諧振蕩器。第二部分為積分電路，由第一部分產(chǎn)生的方波經(jīng)積分電路做積分運算即可得到三角波。第三部分為負反饋電壓放大器，由于題目要求三角波頻率為6kHz，峰峰值為2V,第二部分輸出的三角波頻率滿足條件，但峰峰值過小只有幾百毫伏，因此額外增加了電壓放大器。圖3三角波仿真效果圖圖4圖4三角波實際效果圖2、三角波—正弦波轉(zhuǎn)換電路50D：：：50%Key=A50D：：：50%Key=A 圖5三角波—正弦波轉(zhuǎn)換電路圖5為三角波一正弦波轉(zhuǎn)換電路，由差分放大器和電壓跟隨器器組成，核心元件為LM324運算放大器。第一部分為差分放大器，差分放大器具有工作點穩(wěn)定，輸入阻抗高，抗干擾能力較強等

優(yōu)點。特別是作為直流放大器，可以有效的抑制零點漂移，因此可將頻率很低的三角波變換

成正弦波。波形變換的原理是利用差分放大器傳輸特性曲線的非線性。第二部分為電壓跟隨器。電壓跟隨器輸出電壓近似輸入電壓，并具有輸入阻抗高和輸出阻抗低的特點，因而對前后級電路起到“隔離”作用，減少后級負載對前級波形的影響。CH11VMCH-NoreMEASURECH11VMCH-NoreMEASURECH1FreqekHzCH1Pk-Ffc4.05VCH1Min-2.03VCH1Mas2.02V圖6正弦波仿真效果圖圖7正弦波實際效果圖

3、集成功率放大電路ABC4R3cDU1C3352C5R2LS1nl/幽04.7uC2 4.7u?<TEXT>SPEAKER<TEXT>10u-?<TECT>10u-?<TEXT^<TEXT>"\^ABC4R3cDU1C3352C5R2LS1nl/幽04.7uC2 4.7u?<TEXT>SPEAKER<TEXT>10u-?<TECT>10u-?<TEXT^<TEXT>"\^R110k??47p<TEXT>?LM396?<TEXT>令?10k??■<TE>n_>?10...匯TE>CT>圖8集成功放電路圖8為集成功率放大電路，核心元件為LM386集成運算放大器。功率放大電路的任務(wù)是將輸入的電壓信號進行功率放大，保證輸出盡可能大的不失真功率，從而控制某種執(zhí)行機構(gòu)(在本題中為擴音器)。用LM386組成的OTL功放電路如上圖所示，信號從3腳同相輸入端輸入，從5腳經(jīng)耦合電容(4.7pF)輸出。1腳與8腳所接電容、電阻是用于調(diào)節(jié)電路的閉環(huán)電壓增益，電容取值為10pF,電阻R在0?20kQ范圍內(nèi)取值，改變電阻值，可使集成功放的電壓放大倍數(shù)在20?200之間變化，R值越小，電壓增益越大。輸出端5腳所接10Q電阻和4.7pF電容組成容性校正網(wǎng)絡(luò)，以抵消負載中的感抗分量，防止電路自激。圖9集成功放仿真效果圖圖10集成功放實際效果圖圖10集成功放實際效果圖4、三極管功率放大電路圖11三極管功放電路圖11為自搭三極管功率放大電路，左側(cè)兩個三極管為小信號前置放大電路，右側(cè)兩個三極管為功率放大電路。由于multisim仿真軟件中沒有8050.8550三極管，故分別用2N5551和2N1132A三極管代替。右側(cè)功率放大電路輸出波形存在大量的直流分量，通過電容C1濾去直流分量后存留的交流信號過小，不足以帶動擴音器發(fā)聲，因此增加左側(cè)的小信號前置