低频功率放大器

1、第3章 放大器类课题3.1低频功率放大器设计13.1.1 根本原理作用：为负载提供不失真输出功率如扬声器、电视机扫描偏转线川、电动机控制绕组21.根本原理组成为等效负载提供脉冲功率32.主要技术指标额定输出功率POR在输出信号失真度小于某一规定值时，额定负载电阻上获得的最大功率带宽BW功率放大器的工作频率范围4非线形失真系数在额定输出功率POR下和一定的带宽BW内，输出信号的非线形失真程度噪声电压在功率放大器的输入为零时输出负载上的电压效率POR/PC53.1.2 设计任务及方案分析设计并制作具有假设信号放大能力的低频功率放大器，第二届赛题组成原理图61.设计要求7发挥局部82.主要技术指标分

2、析1根本局部技术指标增益可调只能工作在甲乙类或乙类前置放大器引入的噪声越小越好根据设计的具体电路决定稳压电源的输出电压和输出功率9波形变换、成正负极性对称方波，限幅103.1.3 电路设计1.功率放大级电路设计功放电压总增益参考“模拟电子技术根本教程 11太大容易自激，一般取十几倍12(1)末级功率放大电路 方案一采用专用芯片,符合题意的有：25WTA7240APTA7241APTA7270PTA7271P 失真小、噪声小 、音质纯且价格廉价13加大输出功率;50WSTK4181STK419180WSTK8280 100WSTK010014方案二分立元件构成OCL电路优点失真度可做到很小，音质

3、纯洁缺点外围元件多，调试困难15教材采用大功率互补对管，特征频率：耗散功率：放大倍数：互补对称驱动对管特征频率：耗散功率：放大倍数：调试方法：P.97末级放大电路差分放大器，共模抑制比很高16VAB=2.8V，T4-T7微微导通，克服交越失真电位为零172电压放大电路调试方法：P.97IC3=6mA183差分放大器电路调试方法：P.97IC1、IC21mA波形转换19前置放大器电路设计功能：将5mV-700mV的输入信号不失真地放大到功率放大级所需的1.4V输入信号波形转换大信号衰减放大280倍放大？倍放大？倍204.稳压电源设计需电源正负12V正负18V5V2122计算LM317、LM337

4、的输出电压一般200欧左右计算得出3k欧，取4.7k欧精密电阻23稳压电源的输出功率大于功放的输出功率P0 10W取P0=15W取效率65那么电源消耗的功率PDC=P0/15W/0.65=23W24变压器计算通常变压器的功率要大于电源消耗的直流功率取电源变压器的功率为40W变压器副边电压V2，设LM317的压差为3V，那么LM317的输入端的电压为21V，V221V/1.1=19V，取20V255.数字音量控制和电平指示电路设计A1放大倍数A1输入幅度A1输出幅度26A2放大倍数A2输入幅度A2输出幅度27如果RP1不是处在最大的衰减位置，而输入信号又比较大，那么功率放大器的输出功率会远远大于

5、额定功率，可能烧坏功放利用数字音量控制电路解决这个问题288进制加法、减法预置数000075mV10.5V75mv左右2930前述前置放大器的电压：75mV-10.5V当VI75mV时，调节计数脉冲Q2Q1Q0=111,CD4501输出75mV当VI10.5V时，调节计数脉冲Q2Q1Q0=000,CD4501输出10.5/7.5X0.5700mV再调节RP1使VO1=75mV31电平指示74138，发光二极管323.1.4 电路安装与调试P.100 略333.1.5 主要技术指标测试P.101略343.2 宽带放大器设计习惯上把相对频带宽度大于20%-30%的放大器列入此类35宽度放大器有用于

6、时分多路通信示波器数字电路基带放大器或脉冲放大器测量仪器的直流放大器用于音响设备的高保真音频放大器用于射频信号放大的宽带放大器P.103363.2.2 设计任务及方案分析37383940课题重点、难点带宽、增益、抗干扰等指标的综合实现根本要求中带宽增益积4800，单一元件和一级电路难以实现58dB即794倍，794X6M4800MHz二、三级较好采取抗干扰措施41系统框图423、设计方案选择1增益控制局部有三个方案43方案一优点高频率、低噪声缺点难实现增益的精确控制和长时间的稳定44方案二采用可编程放大器优点DAC作为程控衰减器，如果速度够快，精度够高，可实现很宽范围的精密增益调节采用可编程放

7、大器缺点所控制的数字量和最后的增益不呈线形关系而是呈指数关系45方案三所控制的数字量和最后的增益呈线形关系可变增益放大器462功率输出局部输出有效值6V，即峰峰值8.4V，难度大10KHz6MHz宽带，用分立元件优势明显473测量有效值局部有三个方案48方案一利用高速ADC对电压先进行采样，将一周期内的数据输入单片机，求均方根值优点抗干扰能力强、设计灵活、精度高缺点高频对ADC要求高增加软件的计算量，使调试复杂49方案二 对输出信号进行精密整理并积分，得到正弦波电压的平均值，再进行ADC采样，利用平均值和有效值的关系，计算出有效值不适用非正弦波50方案三 采用集成真有效值变换芯片，直接输出被测

8、信号的有效值可对任意波形有效值测量51采用方案三，AD637优点测量有效值高达7V，精度优于0.5%假设有效值1V，3dB带宽为8MHz可对输入信号的电平以dB形式指示缺点不适合8MHz以上频率52有效值OUTdBOUT534自动增益控制AGC常用在收音机、电视机等，作用信号强时，增益减低信号弱时，增益提高从而保证输出信号根本稳定利用单片机根据输出信号幅度调节增益，P.107545系统整体结构框图554、理论分析与参数计算1电压控制增益原理AD603增益公式差分输入电压，线形关系，便于单片机控制562正弦有效值的计算573.2.3 电路设计1、输入缓冲和增益控制电路设计1、设计要求输入电阻1k

9、，实际可达2.4k2、第一级噪声影响大，应采用高速低噪声运放3、OPA642带宽增益积400MHz参考.PDF输入电阻约100欧过压保护增益3.4倍12.4/1=3.4同轴电缆58屏蔽盒，四点接地，电容电阻最好用贴片，595678典型接法，带宽90MHz，增益1030dB，输入控制电压V的范围0.50.5V60OPA642带宽增益积为400MHz，放大3.4倍，带宽100MHz以上的信号衰减，满足设计要求细缆，防自激级间，瓷片加电解接单片机调增益61增益和控制电压的关系为两级控制，增益两级控制增益范围是2060dB单级带宽90MHz，两级串联为60MHz622.功率放大电路设计633.控制电路

10、设计12位ADS781612位ADS784112位TLV5618MC1403644.稳压电源设计电感隔离数字和模拟655.抗干扰措施P.110663.2.4 软件设计控制电压增益反响式控制方式673.2.5 电路安装与调试P.111683.2.6 主要技术指标测试与分析P.11169设计任务P.113703.3 测量放大器设计掌握共模抑制比的概念掌握差分放大器的设计方法掌握程控增益的实现方法了解测量放大电路中不同参数对整个电路性能的影响713.3.1 根本原理1.根本原理普通放大器无法满足对微弱信号的测量专用测量放大器具有高输入阻抗和高共模抑制比的特点，有效抑制共模干扰72测量放大器的特征采用

11、双端平衡对称差分输入级，并与后级的差分放大电路配合，可获得极高的共模抑制比和输入阻抗73典型电路A1和A2要求性能一致减法电路，进一步抑制共模信号后面接一高精度的直流电压放大器，可构成测量放大器742. 主要技术指标1共模抑制比差模增益共模增益对于电阻，要考虑电阻阻值与标称值的偏差，温度系数等75(2)放大器的增益差模增益763放大器的输入电阻774增益程控概念783.2.2 设计要求及方案分析7980812. 主要功能和指标分析P.11682系统组成框图833.设计方案选择1仪用放大器OP07842增益控制方案一，采用PGA程控增益放大器芯片方案二，利用DAC实现程控衰减85方案一缺点：增益级数非常有限86方案二873后级放大电路884信号变换电路电路的作用：为了测试系统的通频带，一般用于测试的信号源都是单端输出，本系统要求双端输入按设计要求，将单端信号转换为双端信号893.3.3 电路设计与理论计算1.仪用放大器设计1放大器的共模抑制比2放大器的增益901放大器的共模抑制比教材推导P.120)：共模抑制比差模增益912放大器增益10位ADC，差模放大倍数可预置并显示