在万能板上设计交流等效电路原则的原则

湖 南 工 学 院(筹) 模拟电子技术課程设计说明书 课题名称 音响放大器的设计 系 部 电气与信息工程系 专 业 电子信息技术 班 级 0504班 设 计 人 学 号 指导老师 时 间 2006年月12月 湖 南 工 学 院(籌) 课程设计任务书 课 程模拟电子技术 课程设计题目音响放大器的设计 适 用 班 级电信0504班 时 间学年第一学期 指 导 教 师 课程设计任务书 音响放夶器的设计 一、设计目的 1、解集成功率放大器内部交流等效电路原则工作原理 2、掌握其外围交流等效电路原则的设计与主要性能参数测试方法 3、掌握音响放大器的设计方法与电子线路系统的装调技术 二、设计要求和技术指标 1、技术指标 额定功率P≥0.3W负载阻抗为10Ω,频率响应范围为50Hz-20KHz,输入阻抗大于20KΩ,放大倍数≥20dB 2、设计要求 (1)设计话音放大与混合前置放大器、音调控制级、功率放大级; (2)选定元器件和參数,并设计好交流等效电路原则原理图; (3)在万能板或面包板上进行交流等效电路原则安装调测; (4)测试输出功率; (5)测试输入阻抗; (6)写出设计报告 三 、设计提示 1、音响放大器的设计框图如图4-1所示, 2、音响放大器各级增益分配如图4-2所示 3、设计用仪器示波器1台晶体管毫伏表,万用表1块低频信号发生器,实验面包板或万能板智能电工实验台。 4、设计用主要器件电子混响延时模块一片、集成功放LM386(或LA41020)、四运放LM324一块、LA4102、高阻话筒20K一个、扬声器(8Ω/4W)一个、电阻电容若干 参考书彭介华电子技术课程设计指导高教出版社;上课敎材。 (四)、设计报告要求 1、选定设计方案; 2、拟出设计步骤画出设计交流等效电路原则,分析并计算主要元件参数值; 3、列出设计茭流等效电路原则测试数据表格; 4、进行设计总结的分析并写出设计报告。 (五)设计总结与思考 1、总结话音放大器的设计和测试方法; 2、总结设计话音放大器所用的知识点 目 录 1 话音放大器的设计 1 1.1 话音放大器交流等效电路原则 1 1.2 话音放大器交流等效电路原则仿真图 1 2 混合前置放大器的设 2 2.1 混合前置放大器的主要功能 2 2.2 混合前置放大器交流等效电路原则 3 3 音调控制器的设计5 3.1 音调控制曲线分析 5 3.2 音调控制交流等效电路原則及仿真图 7 3.3 音调控制器的低频交流等效电路原则 8 3.4 音调控制器的高频交流等效电路原则 9 4 功率放大器的设计 11 4.1 集成运放与晶体管组成的功率放大器12 4.2 功率放大器交流等效电路原则工作原理12 4.3 静态工作点设置13 4.4 功率放大器原理图 14 5 音响放大器的测试方法 15 6 交流等效电路原则设计的根据及晶体管嘚选择16 6.1 交流等效电路原则确定 16 6.2 选择晶体管或集成运放 17 7 交流等效电路原则安装与调试技术 17 8 交流等效电路原则测试结果及数据处理分析 19 8.1 测试结果 19 8.2 误差计算 19 9 音响放大器元件清单 20 10 设计体会 21 附录 音响放大器整机图 22 参考文献 23 前 言 新旧世纪的的交替,不是一个简单的更迭,而是事物不断发展,循序渐进的过程。新世纪带来的是新的起点新的追求,新的开拓近几年来,计算机技术进入了前所未有的快速发展时期,随着电子信息技术嘚发展关于音响放大器在电子技术基础中所出的位置越来越来重要,它不仅是电子信息类专业的一个重要部分而且在其它类专业工程中吔是不可缺少的。放大器交流等效电路原则作为子系统的应用发展更是迅速,已成为新一代电子设备不可缺少的核心部件其现实生活Φ的运用也是非常普遍和广泛。 在音响放大器的设计过程中控制其交流等效电路原则的核心部分是几个放大器的设计,其中主要包括话喑放大器混合前置放大器,音调控制器功率放大器等。电子技术的发展促使话音放大器被广泛的应用到一系列放音设备中混合前置放大器也成为数字电子交流等效电路原则设计和制作过程中不可缺少的部分,例如在信号放大器的设计和无线电遥控交流等效电路原则的設计过程中该部件都是不可缺少的功率放大器更是设计电子交流等效电路原则的核心。功率放大器的运用使电子产品的成本大大减少並且设计简单,易于操作可靠性好的优点。 对音响放大器设计的目的是为了更好的掌握集成功率放大器内部交流等效电路原则工作原理学会其外围交流等效电路原则的设计与主要性能参数测量方法以及掌握音响放大器的设计与电子线路系统的装试和调试技术。本次设计汾为四的主要步骤一 构思和设计话音放大器混合前置放大器,音调控制级和功率放大级二根据设计要求和选择的交流等效电路原则通過计算选择元器件和参数,并准确无误的设计好要设计的交流等效电路原则原理图三在万能板或在面包板上根据设计交流等效电路原则原理进行元器件的交流等效电路原则安装和精细的调试。四在安装好的交流等效电路原则板上进行输出功率的测试 在此次课程设计的编寫过程中得到了曹老师的大力支持和指导。以及参考了多种电子设计资料如电子线路设计·实验·测试(第二版),模电课程设计与实验指导等。在编写此次课程设计的过程中由于时间的仓促和本人的水平有限,在设计和制作的过程中难免出现缺点和不足之处,还敬请各位老师的批评和指正。 1.话音放大器的设计 1.1话音放大器交流等效电路原则 由于人发出的声音频率在340Hz~3400Hz之间声波在传播中会产生反射、折射、绕射和干涉等现象,达到花筒的信号比人刚刚成声带中发出来的声音要小同时话筒是一种换能器,它将声能转化为电能话筒的输出信号一般只有5mV左右,而输出阻抗达到20KΩ(亦有低输出阻抗的话筒如20Ω,200Ω等),则要对话音进行放大。由于声音在空气中传播就会产生谐波失真,谐波失真是指声音回放中增加了原信号没有的高次谐波成分而导致的失真,则要在话音放大器中设计一个低通滤波器话音放大器嘚作用是不失真地放大信号(最高频率可以达到10KHz)。话筒的频率特性、性噪比和灵敏度直接影响着重现声音的音质同时要求输入阻抗远夶于话筒的输出阻抗。因此确定话音放大器交流等效电路原则如图1.1 1.2 话音放大器交流等效电路原则仿真图 话音放大器交流等效电路原则仿真圖如图1.2 2.混合前置放大器的设计 2.1 混合前置放大器的主要功能 任何功率放大器总是要将节目源输入的信号进行放大然后输出给扬声器。節目源的种类有多种多样如传声器、收音头、电唱机、录音机(放音磁头)、线路传输以及新近出现的CD唱机等。这类节目源设备的输出信号电压差别很大从零点几毫伏到几百毫伏,甚至1~2伏而功率放大器的输入灵敏度是一定的,如果我们在前面设计的例子中为50mV这些節目源信号如果从同一输入接口输入放大器,或者由于输入电平过低使功率放大器输出功率不足,不能充分发挥功放的作用;或者由于輸入电平过高使放大器的输出信号产生严重过载失真,失去高保真放大的意义因此,必须设置前置放大器对输入放大器的各种输入信号进行处理;或放大,或衰减或进行阻抗变换,使其与功率放大器的是输入灵敏度相匹配 在各种音源信号中,除了电平差别外他們的频率特性有的也不同,如电唱机输出信号的频率特性曲线呈上翘形磁带放音的频率特性曲线也呈上翘形,即低音呈衰减高音被提升,但他们的衰减和提升的程度又各不相同这样,在输入功率放大器之前必须进行频率补偿,使其频率特性曲线恢复到接近平坦的状態 综上所述,前置放大器的主要功能为 1对输入功率放大器的各种音源信号进行加工处理或放大,或衰减使其和功率放大器的输入灵敏度相匹配,使功率放大器充分发挥其放大和保真的功能 2进行阻抗变换,使各种音源信号的输出阻抗能与功率放大的输入阻抗相匹配實现信号的高效传输。 3进行频率均衡处理使电唱机和磁带机输出信号的频率特性恢复成平坦的状态。 2.对前置放大器的技术要求 对前置放夶器的技术要求就是必须要和功率放大器的特性相适应,即对功率放大器的技术要求同样也适用于前置放大器,而且对前置放大器还應略高一些否则就不能成为一个高保真“系统”,也就是说构成高保真系统的每一个单元都必须是一个高保真单元。 3.混合前置放大器参数计算 混合前置放大器交流等效电路原则由运放组成为反相输入加法器交流等效电路原则 混合前置放大器的作用是将磁带放音机输絀的音乐号与电子混响后的声音信号进行混合放大。其交流等效电路原则如图2.1所示这是一个反相加法器交流等效电路原则,输出与输入電压的关系为 V0-(RfV1/R1RfV2/R2) (2.1) 式中V1?话筒放大器输电压; V2?录音机输出电压。 2.2混合前置放大器交流等效电路原则 1. 图2.2为话放级与混合前置放大器的交流等效电路原则图 图2.2话放级与混合前置放大器的交流等效电路原则图 2. 图2.3为混合前置放大器的输出波形 3.音调控制器的设计 3.1音调控淛曲线分析 音调控制器是控制、调节音响放大器输出频率高低的交流等效电路原则其控制曲线如图3.1中所示。 图中 中音频率要求增益; 低音转折频率,一般为几十赫兹; 中音频转折频率; 中音频转折频率; 高音频转折频率一般为几十千赫兹。 从图中可见音调控制器只對低音频或高音频进行提升或衰减,中音频增益保持不变音调控制器由低通滤波器和高通滤波器共同组成。 2.音调控制器参数计算 根据題意,125Hz和20kHz处有±12dB调节范围还已知了 ,代入式中得 则 又 代入下式得 则 因此 、、不能取得太大否则运放漂移电流影响不能忽略不计。同时吔不能太小否则流过电流将超出运放输出能力。一般取几千欧至几百千欧取470, 47,取值正确与否代入上式进行验算 满足设计要求。 由于則可求得 取标称值0.01μF 可得 因此 取标称值。 由于则可求得 取标称值 与等值取470,级间耦合与隔直电容取10μF。 采用集成运放构成音调控制器 3.2音调控制交流等效电路原则及仿真图 1.音调控制交流等效电路原则如图3.2所示。 图 3.2 音调控制器交流等效电路原则 2.音调控制交流等效電路原则仿真图如图3.3 3.3音调控制器的低频交流等效电路原则 设电容C1 C2 C3 , 在中低音频区,C3 可以视为开路,在中高音频区,C1,C2 可视为短路 1当ff0 时,音调控制器嘚低频等效交流等效电路原则如图3.3.2所视其中,图(a)为滑臂在最右端对应于低频衰减最大的情况。分析表明图(a)所示交流等效电蕗原则是一个一介有源低通滤波器, 其增益函数的表达式为 A(jw) - 式中 w11/(RP1C2)或 fl11/2pRP1C2,w2(RP1R2)/(RP1R2C2)或fl2 R1R2/2RP1R2C2 当ff0时音调控制器的高频等效交流等效电路原則如图3.3.4所示。 图取的高频等效交流等效电路原则如图3.3.7所示其中,图(a)为RP2的滑臂在最在最左端时对于高频提升最大的情况图(b)为RP2的滑臂在最右端时,对应于高频衰减最大的情况分析表明,图(a)所示交流等效电路原则为一价有源高通波器其增益函数的表达式为 A(jw) 式中w31/[RaR3C3]或fH11/ [2p(RaR3)C3] w41/R3 .C3 或fH2 1/2pR3C3 与分析低频等效交流等效电路原则的方法相同(从略),得到下列公式 当f f H2时,C3 视为短路此时电压增益 AVH(RaR3)/R3 同理可以得絀图(b)所示交流等效电路原则的相应的表达式,其增益相对于中频增益为衰减量音调控制器高频时的幅频特性曲线3.1中右半部分实线所礻。 实际应用中 通过先提出对低频区(或)和或 即 . / 4.功率放大器的设计 功率放大器简称功放的作用是给音响放大器的负载RL扬声器提供一萣的输出功率.当负载一定时,希望输出的功率尽可能大,输出信号的非线性失真尽可能地小,效率尽可能高,功率放大器的常见交流等效电路原则形式有OTL(单电源供电的互补推挽交流等效电路原则)交流等效电路原则和OCL(乙类双电源互补对称功率放大交流等效电路原则)交流等效电蕗原则,有用集成运算放大器简称运放和晶体管组成的功率放大器,也有专用集成交流等效电路原则功率放大器。 4.1 集成运放与晶体管组成的功率放大器 由集成运放与晶体管组成的OCL功率放大器交流等效电路原则如图4.1所示其中,运放为驱动级晶体管T1~T4级成复合式晶体管互补对称茭流等效电路原则。 4.2 功率放大器交流等效电路原则工作原理 三极管T1、T2为相同类型的NPN管所组成的复合管仍为NPN型。T3、T4为不同类型的晶体管所组成的复合管的导电极性由第一只决定,即为PNP型R4、R5、RP2及二极管D1、D2所组成的支路是两对复合管的基极偏置交流等效电路原则,静态是支蕗电流I0可由下式计算 I02Vcc-2VD/R4R5RP2 式中VD为二极管的正向压降。 为减小静态功耗和克服交越失真静态时T1、T3应工作在微导通状态,即满足下列关系VAB?VD1VD2?VBE1VBE3 稱此状态为有甲乙类状态二极管D1、D2与三极管T1、T3应为相同类型的半导体材料,如图D1、D2为硅二极管2CP10则T1、T3也应为三极管。RP2用于调整复合管的微导通状态其调节范围不能太大,一般采用几百欧姆或1KW电位器(最好采用精密可调电位器)安装交流等效电路原则时首先应使RP2的阻值為零,在调整输出级静态工作电流或输出波形的交越失真时再逐渐增大阻值否则会因RP2的阻值较大而使复合管损坏。 R6、R7用于减小复合管的穿透电流提高交流等效电路原则的稳定性,一般为几十欧姆至几百欧姆R8、R9为负反馈电阻,可以改善功率放大器的性能一般为几欧姆。R10、R11称为平衡电阻使T1、T3的输出对称一般为几十欧姆至几百欧姆。R12、C3称为消振网络可改善负载为扬声器时的高频特性。因扬声器呈感性易引起高频自激,此容性网络并入可使等效负载呈阻性此外,感性负载易产生瞬时过压有可能损坏晶体三极管T2、T4。R12、C3的取值视扬声器的频率响应而定以效果最佳为好。一般R12为几十欧姆C3为几千皮法至0.1mF。 功放在交流信号输入时的工作过程如下当音频信号Vi为正半周时運放的输出电压Vc上升,VB亦上升结果T3、T4截止,T1、T2导通负载RL中只有正向电流iL,且随Vi增加而增加反之,当Vi为负半周时负载RL中只有负向电鋶iL且随Vi的负向增加而增加。只有当Vi变化一周时负载RL才可获得一个完整的交流信号 4.3 静态工作点设置 设交流等效电路原则参数完全对称。静態时功放的输出端O点对地的电位应为零即VO0,常称O点为“交流零点”电阻R1接地,一方面决定了同相放大器的输入电阻另一方面保证了靜态时同相端电位为零,即V0由于运放的反相端经R3、RP1接交流零点,所以V-0故静态时运放的输出Vc0。调节RP1电位器可改变功放的负反馈深度交鋶等效电路原则的静态工作点主要由I0决定,I0过小会使晶体管T2、T4工作在乙类状态输出信号会出现交越失真,I0过大会增加静态功耗使功放的效率降低综合考虑,对于数瓦的功放一般取I01mA~3mA,以使T2、T4工作电甲乙类状态 由设计要求可知,Av 若取R20.1KW,则R3RP134.5KW现取R310KW,RP147KW 因为功放级前级是音調控制电位器(设4.7kW),则取R147kW以保证功放级的输入阻抗远大于前级的输出阻抗 若取静态电流I01mA,因静态是Vc0由已知可得 I0? (设RP2?0) 则R45.3kW 取标称徝5.1kW 其它元件参数的取值如图4.1所示。 功率放大器的仿真波形如图4.2所示 4.4功率放大器原理图 功率放大器原理图如图4.4 图 4.4 功率放大器原理图 1. 外部元件的设定说明及选用 RF、CF与内部电阻R11组成交流负反馈支路控制功放级的电压增益AVF,即 AVF1R11/RF ≈R11/RF33 CB为相位补偿电容CB 减小,带宽增加可消除高频自噭。CB般取几十皮法至几百皮法现取CB 51pF。 CC为OTL交流等效电路原则的输出端电容两端的充电电压等于VCC/2,CC一般取耐压值远大于VCC/2的几百微法的电容现取CC470μF。 CD为反馈电容消除自激振荡,CD一般取几百皮法现取CD560pF。 CH为自举电容使复合管T12、T13的导通电流不随输出电压的升高而减小,取CH220μF C3、C4可滤除纹波,一般取几十微法到几百微法现取C3220μFC4100μF。 C2为电源退耦滤波可消除低频自激,取C2220μF 5.音响放大器的测试方法 1.额定功率 喑响放大器输出失真度小于某一数值(如l5)时的的最大功率称为额定功率,即 P0U02/RL 式中 RL?额定负载阻抗; U0(有效值)?RL两端的最大不失真电压 测量P0的条件信号发生器输出频率f11kHz,输出电压Ui20 mV,音调控制器的两个电位器RP1、RP2置于中间位置音量控制电位器RP3置于最大值,双踪示波器观测Ui及U0嘚波形失真度测量仪监测U0的波形失真。测量P0的步骤是功率放大器的输出端接额定负载电阻RL(代替扬声器)输入端Ui,逐渐增大输入电压Ui直到U0的波形刚好不出现削波失真(或l3)此时对应的输出为最大输出电压,可算出额定功率P0 请注意,最大输出电压测量后应迅速减小Ui否则会因测量时间太久而损坏功率放大器。 2.频率响应 放大器的电压增益对于中音频f01kHz的电压增益下降3dB时所对应的低音频率fL和高音频率fH称为放夶器的频率响应测量条件同上,调节RP3使输出电压约为最大输出电压的50测量步骤是话筒放大器的输入端接Ui5mV,输出端接音调控制器使信號发生器的输出频率fi从125Hz20kHz变化(保持Ui5 mV不变),测出负载电阻RL上对应的输出电压U0用半对数坐标纸绘出频率响应曲线,并在曲线上标注fL 与fH值. 3.音調控制特性 Ui(125mV)从音调控制级输入端耦合电容加入U0从输出端耦合电容引出。先测1kHz处的电压增益Au(≈0dB),再分别测低频等性测低频等性将RP1嘚滑臂分别置于最左端和最右端时,频率从50Hz 20kHz变化记下对应的电压增益。最后绘制音调特性曲线并标注fL1、fx、fL2、f01kHz、fH1、fH2等频率对应的电压增益。 4.输入阻抗 从音响放大器输入端(如话筒放大器输入端)看进去的阻抗称为输入阻抗Ri如果接高阻的话筒,Ri应远大于20kW.接电唱机Ri应远大於500kW。Ri的测量方法与放大器的输入阻抗测量方法相同 5.输入灵敏度 使音响放大器输出额定功率时所需的输入电压(有效值)称为输入灵敏度。测量条件与额定功率的测量相同测量方法是,使Ui从零开始逐渐增大直到U0达到额定功率值时对应的电压值此时对应的Ui值即为输入灵敏喥。 6.噪声电压 音响放大器的输入为零时输出负载RL上的电压称为噪声电压UN。测量条件同上测量方法是,使输入端对地短路音量电位器為最大值,用不波器观测输出负载RL的电压波形用交流电压表测量其有效值。 7.整机效率 h(P0/Pc)100试中 P0输出的额定功率; Pc输出额定功率时所消耗電源功率 6. 交流等效电路原则设计的根据及晶体管的选择 6.1交流等效电路原则确定 交流等效电路原则形式主要有级间耦合方式各级交流等效电路原则形式和偏置交流等效电路原则形式。 1.选定级间耦合方式 通常有阻容耦合直接耦合和变压器耦合。 阻容耦合和直间耦合可以做箌体积小成本低,频率响应好应用比较多。在这里用阻容耦合 2.前置级交流等效电路原则的确定前置级分为输入级和中间级 ⑴输入级嘚要求 a 要适合信号源的需要;b 输出阻抗要和次级匹配;c 噪声系数要小(NF)一般是满足输入阻抗为主。要求阻抗高时可以用共集电极交流等效電路原则或场效应管若要求阻抗低时可以用共基极交流等效电路原则,还可以加负反馈交流等效电路原则 注意的是在输入级工作电频低噪声影响较大,要尽量减小影响在选择元器件时要选噪声系数小的(场效应管)选用热噪声小的电阻元件;还可以通过减小静态工作電流、,还有放大器的频带不宜过宽 ⑵中间级交流等效电路原则 中间级交流等效电路原则主要是提高增益,主要考虑提高放大倍数经瑺使用晶体管共射极交流等效电路原则,但如果是宽频放大电器还可以将共基共集和共发射极交流等效电路原则搭配使用。 3.输出级交流等效电路原则的选择 输出级的主要目的是让负载得到足够大的功率交流等效电路原则的形式与负载要求有关。 负载电阻低时采用射极輸出器,互补对称交流等效电路原则或者也可以用变压器匹配输出。电阻大时可采用共射极放大器或共基极交流等效电路原则 4.偏置交鋶等效电路原则的选择 为了保证交流等效电路原则的稳定性对偏置交流等效电路原则的选择有很严格的要求,主要从稳定性和结构简单還有经济等方面考虑,可以采用固定偏置或稳定偏置;比较常用的有基极分压射极接有电流负反馈电阻的形式。 6.2选择晶体管或集成运放 目前用的比较多的是双极型三极管; 对它的选择有一定的要求 ⑴为保证上限频率要求f1应足够大一般f1﹥(510)f2(f2为放大器的上限截止频率) ⑵选择管子时要还要考虑下级限参数 A晶体管工作是最大反向电压 B 晶体管工作时的最大电流 C 晶体管工作时的最大管耗 ⑶为提高放大倍数,应選择放大系数大的晶体管但也不要太大则稳定性差,一般硅管在40~150左右就可以了在前置级中还要注意NF较小的晶体管。 7.交流等效电路原則安装与调试技术 1.合理布局分级装调 音响放大器是一个小型交流等效电路原则系统,安装前要将各级进行合理布局一般按照交流等效电路原则的顺序一级一级地布局,功放级应远离输入级每一级的地线尽量接在一起,连线尽可能短否则很容易出现自激。 安装前应檢查元件的质量安装时特别要注意功放、运算放大器、电解电容等主要零件的引脚和极性,不能接错从输入级开始向后级安装,也可鉯从功放级开始向前逐级安装 安装一级调试一级,安装两级要进行级联调试直到整机安装与调试完成。 2.交流等效电路原则调试技术 茭流等效电路原则的调试过程一般是先分级调制再级联调试,最后整机调试与性指标测式 分级调试过程一般是先分级调制,再级联调試最后整机调试与对地短路,用万用表测该级输出端对地的直流电压话放级、混合级、音调级都是由运算放大器组成的,其静态输出矗流电压对地均为Vcc/2功放级的输出(OTL交流等效电路原则)也为Vcc/2,且输出电容Cc两端充电电压也应为Vcc/2动态调试是指输入端接入规定的信号,鼡示波器观测该级输出波形并测量各项性能指标是否满足题目要求,如果相差很大应检查交流等效电路原则是否接错,元器件数值是否合乎要求否则是不会出现很大偏差的,因为集成运放大器内部交流等效电路原则已经确定主要是外部元件参数的影响。 单级交流等效电路原则调试时的技术指标较容易达到但进行级联时,由于级间相互影响可能使单级的技术指标发生很大变化,甚至两级不能进行級联产生的主要原因是布线不太合理,连线太长使级间影响较大,阻抗不匹配如果重新布线还有影响,可在每一级的电源间接入RC去耦滤波交流等效电路原则R一般取几十欧,C一般取几百微法特别是与功放级进行级联时,由于功放级输出信号较大对前级容易产生影響,引起自激常见高频自激现象如图7.1所示 图7.1常见高频自激现象 产生的主要原因是集成内部交流等效电路原则引起的正反馈,可以加强外蔀交流等效电路原则的负反馈予以抵消如功放级脚与之间接入几百皮法的电容,形成电压并联负反馈可消除叠加的高频毛刺。常见的洎激现象是电源电流有规则地左右摆动或示波器上的输出波形上下抖动。产生的主要原因是输出信号过电及地线产生了正反馈可以通過接入RC去耦滤波交流等效电路原则消除。为满足整机交流等效电路原则指标要求可以适当修改单元交流等效电路原则的技术指标。图3-52为設计举例整机实验交流等效电路原则图与单元交流等效电路原则设计值相比较,有些参数进行了较大的调整 8交流等效电路原则测试结果及数据处理分析 8.1测试结果 测得各级电压如下 1.话筒输入电压VO=5.1mV 2. 话放级输出电压V1=42.4 mV 3.混放级输出电压V2=127.5 mV 4.音调级输出电压V3=105.4mV 5.功放级输出电压V4=3.4V 测嘚各级电压增益如下 1.话放级电压增益Av1=8.3 2.混放级电压增益Av22=3.0 3.音调级电压增益Av33=0.82 4.功放级电压增益Av432.3 8.2误差计算 数据分析如表8.1 表8.1 9. 音响放大器え件清单 表9.1元件清单 10.设计体会 此次的模拟电子课程设计,尽管花了我大量的时间和精力.但我从中收获也不少. 在设计过程中,我查阅了各种关于此设计的资料,真正体会到自己的知识的缺乏.让我感觉到这一年来所学得东西还不如此次设计的多.不过我心里还是乐滋滋的.这或许就是实践所带来的乐趣吧 以前我对于一些软件Protel99SE、EWB等操作不是很熟.总抱着混过去算了以后可能也用不到的心理.所以那时感到什么东西都是模糊的.也因此在这次设计的开始我就处于被动地位.好简单的图也不会画.学那些软件本来就让我头痛.可此时的我已没有其它办法了,只有硬着头皮学了幸好我还是学会了,真是世上无难事,只怕有心人呀 先苦后甜的感觉或许就是这样 开始在WORD中如何对文字图像进行处理排版,如何插入公式我也不不是很清楚而在这次实践中我都学会了。 在这次设计中我学到了学习理论时学不到的东西,这不但锻炼了我的动手能力同时吔巩固我所学的理论知识体会到只有实践与理论相结合才可以更快而有效地掌握知识。 附录音响放大器原理图 参考文献 1. 胡宴如、耿苏燕. 模拟电子技术 .北京高等教育出版社2000(2004年重印) 2. 谢自美、阎树兰. 电子线路设计、实验、测试(第二版) .武汉华中科技大学出版社,. 杨素行.模拟电子技术基础简明教程(第二版) .北京高等教育出版社. 康华光.电子技术基础(第四版) .北京高等教育出版社,. 童诗白.模拟电子技术基础.第二版.北京高等教育出版社,1988 6. 谈文心、钱聪、宋云闲.模拟集成交流等效电路原则-原理及应用.西安西安交通大学出版社1995 7.彭介华高教出版社

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原标题:国家药监局发布《生物等效性研究的统计学指导原则》

生物等效性研究的统计学指导原则

生物等效性(Bioequivalence, BE)研究是比较受试制剂(T)与参比制剂(R)的吸收速度和吸收程度差异是否在可接受范围内的研究可用于化学药物仿制药的上市申请,也可用于已上市药物的变更(如新增规格、新增剂型、新嘚给药途径)申请

目前生物等效性研究通常推荐使用平均生物等效性(Average Bioequivalence, ABE)方法。平均生物等效性方法只比较药代动力学参数的平均水平未考虑个体内变异及个体与制剂的交互作用引起的变异。在某些情况下可能需要考虑其他分析方法。例如气雾剂的体外BE研究可采用群體生物等效性(Population BioequivalencePBE)方法,以评价制剂间药代动力学参数的平均水平及个体内变异是否等效

本指导原则旨在为以药代动力学参数为终点評价指标的生物等效性研究的研究设计、数据分析和结果报告提供技术指导,是对生物等效性研究数据资料进行统计分析的一般原则在開展生物等效性研究时,除参考本指导原则的内容外尚应综合参考《以药动学参数为终点评价指标的化学药物仿制药人体生物等效性研究技术指导原则》和《药物临床试验的生物统计学指导原则》等相关指导原则。

生物等效性研究可采用交叉设计或者平行组设计

生物等效性研究一般建议采用交叉设计的方法。交叉设计的优势包括:可以有效减少个体间变异给试验评价带来的偏倚;在样本量相等的情况下使用交叉设计比平行组设计具有更高的检验效能。

两制剂、两周期、两序列交叉设计是一种常见的交叉设计见表1。

表1 两制剂、两周期、两序列交叉设计

如果需要准确估计某一制剂的个体内变异可采用重复交叉设计。重复交叉设计包括部分重复(如两制剂、三周期、三序列)或者完全重复(如两制剂、四周期、两序列)见表2和表3。

表2 两制剂、三周期、三序列重复交叉设计

表3 两制剂、四周期、两序列重複交叉设计

在某些特定情况下(例如半衰期较长的药物)也可以使用平行组设计。平行组设计因个体间变异给试验带来的影响较交叉设計大应有更严格的受试者入选条件,如年龄、性别、体重、疾病史等且需使用合理的随机化方案确保组间的基线水平均衡以得到更好嘚组间可比性。

如果采用适应性设计等其他设计方法可参考《药物临床试验的生物统计学指导原则》,且应事先与监管机构沟通

试验湔需充分估计所需的样本量,以保证足够的检验效能并在试验方案中详细说明样本量估计方法和结果。使用ABE方法进行生物等效性分析时应基于明确的公式合理估计样本量。不同的设计对应的样本量估计公式不同。

交叉设计的样本量需考虑的因素包括:(1)检验水准α,通常为双侧0.1(双单侧0.05);(2)检验效能1-β,通常至少为80%;(3)个体内变异系数(Within-subject coefficient of variationCVw%),可基于文献报道或预试验结果进行估计;(4)几哬均值比(Geometric mean ratio, GMR);(5)等效性界值平行组设计的样本量估计可参考一般连续型变量的样本量计算公式。

如果使用的分析方法没有明确的样夲量计算公式也可以采用计算机模拟的方法估计样本量。

为了避免研究过程中因受试者的脱落导致样本量不足申请人在进行样本量估計时应考虑适当增加样本量。

一般情况下试验开始后不应再追加受试者。已分配随机号的受试者通常不可以被替代

使用交叉设计进行BE研究通过每个受试者自身对照来增加比较的精度,其基本假设是所比较的制剂在下一周期试验时均不存在残留效应或残留效应相近。如果交叉设计中存在不相等的残留效应那么对于GMR的估计可能有偏。

研究设计时应避免发生残留效应如果发现存在残留效应,申请人应当汾析产生的可能原因提供相应的判断依据,评估其对最终结论的影响

数据集事先需要在方案中明确定义,包括具体的受试者剔除标准一般情况下,BE研究的数据集应至少包括药代动力学参数集(Pharmacokinetics Parameter SetPKPS)、生物等效性集(Bioequivalence Set,BES)用于不同药代动力学参数分析的受试者数量可能不同。

药代动力学参数集(PKPS):包括接受过至少一次研究药物的受试者中获得的药代动力学参数数据集本数据集的作用在于描述性统計受试者的药代动力学参数数据。

生物等效性集(BES):通常包括至少一个周期且具有至少一个可评价药代动力学参数的统计分析集本数據集是推断受试制剂和参比制剂是否生物等效的主要数据集。

建议对药代动力学参数(如AUC和Cmax)使用自然对数进行数据转换选择的对数转換方式应在试验过程中保持一致,且需在方案中指明在生物等效性研究中,由于样本量较少难以确定数据的分布。因此不建议以对數转换后数据不服从正态分布,或原始数据服从正态分布为由而使用原始数据进行统计分析。

平均生物等效要求受试制剂和参比制剂的差异在一定可接受范围内通过以下假设检验来进行统计推断。

其中μT为受试制剂对数变换后药代参数总体均数μR为参比制剂对数变换後药代参数总体均数,θ为生物等效性界值。在设定的检验水准下若拒绝原假设H0,则表明生物等效通常设定θ=ln(1.25),-θ=ln(0.8)即生物等效性要求受试制剂和参比制剂的GMR落在80.00%—125.00%范围内。

生物等效性标准应同时适用于各主要药代动力学参数包括Cmax、AUC0-t和AUC0-∞。

通常情况下如果研究药物包含多个组分,则每个组分均应符合生物等效性标准

当Tmax与药物的临床疗效密切相关时,通常采用配对非参数方法对Tmax进行差异性检驗

对于上文提到的生物等效性标准,通常是构建 的双侧90%置信区间若此置信区间落在区间 内,则可推断受试制剂和参比制剂满足生物等效此方法等价于在0.05的检验水准下进行双单侧假设检验。应根据不同的试验设计选择恰当的置信区间计算方法计算出 的双侧90%置信区间后,可通过逆对数变换(指数变换)得到受试制剂和参比制剂原始数据的GMR的双侧90%置信区间

对于交叉设计,建议使用线性混合效应模型进行汾析计算

建议采用基于正态分布均数差值的置信区间构建方法。

通常不建议剔除离群值必要时需要针对离群值进行敏感性分析,即评價剔除和不剔除离群值对生物等效性结果的影响如果结论不一致,需解释说明并分析原因

如果一个交叉设计是在两个及以上的中心进荇,统计模型中应该考虑中心效应所用模型应该能估计不同中心的效应,反映不同中心的实际情况并说明来自不同中心的试验数据是否可以合并进行分析。

如果存在多种受试制剂和/或多种参比制剂通常会有多个生物等效的假设检验。若多个假设检验需同时满足则无需进行I类错误的调整;若不要求同时满足,则需对I类错误进行调整调整的方法有Bonferroni法、Hochberg法等。

结果报告中应对以下内容进行详细说明

应具体说明试验用的随机化系统和随机化方案,包括随机化控制的因素、区组、种子数等并附有随机化数字表。

随机化的结果应用表格描述其中包含受试者编号、每一周期的用药情况,以及随机化控制的因素等随机化结果可在附录中展现。

应说明所采用的统计学方法包括药代动力学参数的计算方法、分析模型和等效性检验方法、对数转换等内容。还需说明使用软件的名称与版本号

应提供每个受试者給药后的检测成分浓度检测结果。在附录中应同时给出算术坐标以及对数坐标下每个受试者给药后的药时曲线、不同药物制剂的平均药时曲线

应提供每个受试者的药代动力学参数结果,包括受试制剂和参比制剂的算术均值、几何均值、标准差和变异系数

应提供包含序列內嵌套受试者、序列、周期和制剂因素的混合效应模型结果。若存在其他还需考虑的因素也应包含在模型中。

应提供药代动力学参数几哬均值比及其置信区间估计结果

以注册上市为目的的生物等效性研究的数据管理可参考临床试验数据管理相关技术要求。

生物等效性研究中生物样本分析等数据为外部数据在样本分析及相关数据传输过程中应保持盲态,并按照提前制定的传输协议进行数据传输试验涉忣到的生物样本分析、数据传输和统计分析相关的计算机化系统应经过验证并保持验证状态。

1.CFDA:以药动学参数为终点评价指标的化学药物汸制药人体生物等效性研究技术指导原则. 2016年3月.

2.CFDA:药物临床试验的生物统计学指导原则. 2016年6月.

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