【正文】 ......................17 調(diào)試 ...........................................................18 最后波形 ..................................................18 硬件測(cè)試所得參數(shù) ..........................................22結(jié) 論 ...............................................................23致 謝 ...............................................................24參考文獻(xiàn) ...............................................................25附 錄 硬件制作需要的元器件清單 .......................................26完 ......................................................................11第 1 章 緒 論 具有特定功能放大器的背景和意義 概述幾乎現(xiàn)階段每個(gè)完整的電子產(chǎn)品中都離不開放大器，而放大器性能的提高對(duì)電子產(chǎn)品的功能起著重要的決定作用，說(shuō)不清是放大器的發(fā)展決定了電子產(chǎn)品的發(fā)展進(jìn)程還是電子產(chǎn)品的發(fā)展需求推動(dòng)了放大器的發(fā)展空間。程控放大器使用方便、性能好，故可在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、自動(dòng)增益控制、動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展、遠(yuǎn)程儀表測(cè)試等方面使用尤為適宜，程控增益調(diào)整比手工調(diào)整更優(yōu)越。在使用放大器的場(chǎng)合中，往往希望增益能夠調(diào)整，以使波形顯示更完美，數(shù)據(jù)采集更準(zhǔn)確。而程控增益調(diào)整比手工調(diào)整更優(yōu)越，因此程控增益放大器得到廣泛應(yīng)用。 放大器的發(fā)展歷程 放大器是一個(gè)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟的領(lǐng)域，幾十年來(lái)，人們?yōu)橹冻隽瞬恍傅呐?，無(wú)論從線路技術(shù)還是元器件方面，乃至于思想認(rèn)識(shí)上都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。音響技術(shù)的發(fā)展歷史可以分為電子管、晶體管、集成電路、場(chǎng)效應(yīng)管四個(gè)階段。 1906 年美國(guó)人德福雷斯特發(fā)明了真空三極管，開創(chuàng)了人類電聲技術(shù)的先河。1927 年貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了反饋技術(shù)后，使音響技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代，比較有代表性的如“威廉遜”放大器，較好的運(yùn)用了負(fù)反饋技術(shù)，使得放大器的失真度大大降低，至 50 年代電子管放大器的發(fā)展達(dá)到了一個(gè)高潮使其，各種電子管放大器層出不窮。由于電子管放大器音色甜美、圓潤(rùn)，至今仍為發(fā)燒友所偏愛。 60 年代晶體管的出現(xiàn)，使廣大音響愛好者進(jìn)入了一個(gè)更為廣闊的音響天地。晶體管放大器具有細(xì)膩動(dòng)人的音色、較低的失真、較寬的頻響及動(dòng)態(tài)范圍等特點(diǎn)。 在 60 年代初，美國(guó)首先推出音響技術(shù)中的新成員—集成電路，到了 70 年代初，集成電路以其質(zhì)優(yōu)價(jià)廉、體積小、功能多等特點(diǎn)，逐步被音像界所認(rèn)識(shí)。發(fā)展至今，厚膜音響集成電路、運(yùn)算放大器集成電路被廣泛用于音響電路。 70 年代的中期，日本生產(chǎn)出第一只場(chǎng)效應(yīng)功率管。由于場(chǎng)效應(yīng)功率管同時(shí)具有電子管醇厚、甜美的音色，以及動(dòng)態(tài)范圍達(dá) 90dB、THD%(100Hz 時(shí))的特點(diǎn)，很快在音像界流行。現(xiàn)今的許多放大器中都采用了場(chǎng)效應(yīng)管作為末級(jí)輸出。 80 年代，數(shù)字功放成為了新一代的寵兒。 我國(guó)放大器的發(fā)展現(xiàn)狀 新應(yīng)用對(duì)運(yùn)放提出諸如高速、低功放、高集成度等新的技術(shù)要求。為此，設(shè)計(jì)人員不斷探索新的設(shè)計(jì)方法，但只從設(shè)計(jì)著手不足以實(shí)現(xiàn)具有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品，只有配合適當(dāng)?shù)闹圃旃に嚭头庋b技術(shù)才能將不斷優(yōu)化產(chǎn)品性能，適應(yīng)新的應(yīng)用需求。目前運(yùn)放產(chǎn)品主要采用 CMOS/雙級(jí)、BiCMOS 等工藝制造。許多運(yùn)算放大器系列都提供單通道、雙通道和四通道三種封裝形式，從而為設(shè)計(jì)提供了最大的靈活性。各種新型封裝的電路板占位面積正在日益縮小。單通道運(yùn)算放大器可采用 SOT23 封裝以及結(jié)構(gòu)相似但外形更小巧的 SC70 封裝，雙通道器件有 SOT238 封裝，采用 WCSP 芯片2級(jí)封裝的運(yùn)算放大器的占位面積更小。此外，領(lǐng)先半導(dǎo)體廠商還在不斷研發(fā)新的工藝和封裝技術(shù)以進(jìn)一步提升運(yùn)放產(chǎn)品的性能。 設(shè)計(jì)人員一直在尋求更好的性能，對(duì)于電池驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，這通常表現(xiàn)在低功耗方面；而在工業(yè)、醫(yī)療和感測(cè)應(yīng)用領(lǐng)域，精度和噪聲性能又成為關(guān)鍵指標(biāo)，在某些情況下這就驅(qū)使采用更小的幾何工藝。 對(duì)于蜂窩電話和便攜式多媒體應(yīng)用，要求放大器具有小巧的物理尺寸；兼容低電壓；待機(jī)狀態(tài)下具有最低的功耗；抑制電源噪聲，尤其對(duì)蜂窩電話而言；具有高效率，能提高電池使用壽命。這些特性上的需求需要采用先進(jìn)的亞微米 CMOS 或BiCMOS 工藝技術(shù)以及先進(jìn)的封裝技術(shù)上，例如倒樁芯片。 而對(duì)于 DVD 和其他視頻應(yīng)用，帶有非常平直的 30MHz 帶寬的高速放大器可用于高清數(shù)字電視；在視頻放大器中集成重構(gòu)的濾波器，可以濾除來(lái)自視頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器的噪聲；多輸入/輸出視頻放大器支持不同格式的視頻信號(hào)，這就需要采用雙極或BiCMOS 工藝技術(shù)。 對(duì)于 DSL 應(yīng)用而言，快速、高電壓處理很關(guān)鍵。目前 TI 正以新的工藝技術(shù)擴(kuò)展在該領(lǐng)域的能力以滿足未來(lái)的需要。TI 已推出高輸出電流、高增益帶寬的雙運(yùn)算放大器 OPA2614。該器件具有低輸入電壓噪聲和低諧波失真等特性，可為差動(dòng)配置的DSL 驅(qū)動(dòng)器解決方案提供動(dòng)態(tài)范圍。 放大器分類 按功放中功放管的導(dǎo)電方式不同，可以分為甲類功放（又稱 A 類） 、乙類功放（又稱 B 類） 、甲乙類功放（又稱 AB 類）和丁類功放（又稱 D 類） 。A 類功放輸出級(jí)中兩個(gè)（或兩組）晶體管永遠(yuǎn)處于導(dǎo)電狀態(tài)，也就是說(shuō)不管有無(wú)訊號(hào)輸入它們都保持傳導(dǎo)電流，并使這兩個(gè)電流等于交流電的峰值，這時(shí)交流在最大訊號(hào)情況下流入負(fù)載。當(dāng)無(wú)訊號(hào)時(shí)，兩個(gè)晶體管各流通等量的電流，因此在輸出中心點(diǎn)上沒有不平衡的電流或電壓，故無(wú)電流輸入揚(yáng)聲器。當(dāng)訊號(hào)趨向正極，線路上方的輸出晶體管容許流入較多的電流，下方的輸出晶體管則相對(duì)減少電流，由于電流開始不平衡，于是流入揚(yáng)聲器而且推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。A 類功放的工作方式具有最佳的線性，每個(gè)輸出晶體管均放大訊號(hào)全波，完全不存在交越失真（SwitchingDistortion） ，即使不施用負(fù)反饋，它的開環(huán)路失真仍十分低，因此被稱為是聲音最理想的放大線路設(shè)計(jì)。但這種設(shè)計(jì)有利有弊，A 類功放放最大的缺點(diǎn)是效率低，因?yàn)闊o(wú)訊號(hào)時(shí)仍有滿電流流入，電能全部轉(zhuǎn)為高熱量。當(dāng)訊號(hào)電平增加時(shí)，有些功率可進(jìn)入負(fù)載，但許多仍轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃俊?A 類功放是重播音樂的理想選擇，它能提供非常平滑的音質(zhì)，音色圓潤(rùn)溫暖，高音透明開揚(yáng)，這些優(yōu)點(diǎn)足以補(bǔ)償它的缺點(diǎn)。A 類功率功放發(fā)熱量驚人，為了有效處理散熱問(wèn)題，A 類功放必須采用大型散熱器。因?yàn)樗男实?，供電器一定要能提供充足的電流。一?25W 的 A 類功放供電器的能力至少夠 100 瓦 AB 類功放使用。所以 A 類機(jī)的體積和重量都比 AB 類大，這讓制造成本增加，售價(jià)也較貴。一般而言，A 類功放的售價(jià)約為同等功率 AB 類功放機(jī)的兩倍或更多。乙類功放（B 類功放）放大的工作方式是當(dāng)無(wú)訊號(hào)輸入時(shí)，輸出晶體管不導(dǎo)電，所以不消耗功率。當(dāng)有訊號(hào)時(shí)，每對(duì)輸出管各放大一半波形，彼此一開一關(guān)輪流工作完成一個(gè)全波放大，在兩個(gè)輸出晶體管輪換工作時(shí)便發(fā)生交越失真，因此形成非線性。純 B 類功放較少，因?yàn)樵谟嵦?hào)非常低時(shí)失真十分嚴(yán)重，所以交越失真令聲音變得粗糙。乙類功放的效率平均約為 75%，產(chǎn)生的熱量較甲類機(jī)低，容許使用較小3的散熱器。與前兩類功放相比，AB 類功放可以說(shuō)在性能上的妥協(xié)。AB 類功放通常有兩個(gè)偏壓，在無(wú)訊號(hào)時(shí)也有少量電流通過(guò)輸出晶體管。它在訊號(hào)小時(shí)用 A 類工作模式，獲得最佳線性，當(dāng)訊號(hào)提高到某一電平時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)為 B 類工作模式以獲得較高的效率。普通機(jī) 10 瓦的 AB 類功放大約在 5 瓦以內(nèi)用 A 類工作，由于聆聽音樂時(shí)所需要的功率只有幾瓦，因此 AB 類功放在大部分時(shí)間是用 A 類功放工作模式，只在出現(xiàn)音樂瞬態(tài)強(qiáng)音時(shí)才轉(zhuǎn)為