【正文】 的化歸一化傳遞函數(shù)可以表示成兩個多項式的比 : 222( s ) = ( s )++uo cuc cAwAAws s wQ （ ） 其中 Auo 為通帶內的電壓放大倍數(shù)， c? 為截止角頻率， Q 為品質因子。 代入設計值得到的簡化電路圖 。且失真度可以做到很小，使音質很純凈。 此外 大部分 集成電路內部設有過載過熱及感性負載反向電勢安全工作保護。但其中只要有一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題或者搭配不當，則性能很可能低于一般集成功放，為了不至于因過載、過流、過熱等損壞還得加復雜的保護電路。 本設計采用“超級功放王” D200W模塊作為功率放大 器 的主要組成部分。它以簡潔結構、集過壓、過熱、過流（負載短路） 、防揚聲器沖擊、防級性反接等多種保護功能于一體。它不僅具有乙 類 功率放大器較高功率，又有著甲類功率放大器的優(yōu)良音質，且 徹底消除了甲乙類放大器的開關失真 。集成功 放具有工作可靠，外圍電路簡單，保護功能較完善，易制作調試等優(yōu)點 。由分立元件組成的功放，如果電路選擇得好，參數(shù)恰當，元件性能優(yōu)越，且制作和調試得好，則性能很可能高過較好的集成功放。 方案二： 采用專用的功放集成芯片。 方案 一 ： 功率 放大輸出級采用分立元件構成的 OCL 電路，驅動級采用集成芯片，整個功放級采用大環(huán)電壓負反饋。 K 值不能太大，否則會使電阻的取值較大，從而使引入的誤差增加，通常選擇 1 K 10. 本次設計取 K=1，由公式（ ）及表 中 Av=1 ， fc=100Hz得 C=1uF，C1=。兩級 RC 電路的移相到 180186。可見，只有正反饋引入得當，就既可能在 0f=f 時 使電壓放大倍數(shù)增加，又不會因正反饋過強而產生自激震蕩 。 由于一階低通濾波器過渡帶較寬，幅頻特性的最大衰減斜率僅為 20dB/十倍頻 [6]。有源濾波器是指由放大電路及 RC 網絡構成的濾波器電路，它實際上是一種具有特定頻率響應的放大器。 15V 的直流 穩(wěn)壓電源。 三、 各元件的參數(shù)選擇和計算 電路中電容 C11 是用作噪聲去耦合的，可以用小體積大容量的鉭電容或普通電解電容，一般選為 10μF， R11 可選用較大的電阻，取 1MΩ，電阻R12 取 10K， 第二個 NE5532 構成的是放大倍數(shù) 為 56的電壓放大電路，同相交流放大電路的平衡電阻可盡量選得大一些，一般為 10K 以上，這樣有 放大器設計 30 利于提高放大電路的輸入電阻，由于輸入電阻為 47K，故選 RP2 的阻值為47K， R21 取 1K，耦合電容 C12 為 10μF。說得通俗一點，就是做阻抗變換，使前后級之間實現(xiàn)阻抗匹配。 FC 2 2 2 2 181。又因為前置放大級的增益為 35dB，即 56 倍 ，前置放大級電路采用二級，第一級與第二級采用電容耦合方式，總的電壓放大倍數(shù)為 Auf=56，設計中選用 Auf1=1， Auf2=56。 一、 電路形式的選擇 本系統(tǒng)設計選用 NE5532， 因為 同眾多的運放相比 , NE5532 具有高精度、低噪音、高阻抗、高速、寬頻帶等優(yōu)良性能 , 被稱為“ 運放之皇” 。 前置放大電路可以采用集成運 算放大器構成的前置放大器 ， 也可以采用專用前置放大器 IC構成的前置放大器電路 。令低通濾波器的 放大倍數(shù) 為 1， 則各級的增益如下： 功 率 放 大 器 ： 40 dB（模塊規(guī)定） 。 穩(wěn)壓電源直接采用相應的直流電源。 由于要求低噪聲，所以設計前置放大器時不僅要從電路 設計 來減少噪聲，而且還要從電阻、電容、集成運算放大器等器件 的選取來 減小 噪聲的影響。 負載阻抗： 4Ω。 四 、將元器件連接成電路 在將電路需要的元器件放置在電路編輯窗口后，用鼠標就可以方便地將器件連接起來。單擊 OK 按鈕就可以選中 74LS00，出現(xiàn)如下備選窗口。其中包含的字段有 Database name（元器件數(shù)據庫），Component Family（元器件類型列表）， Component Name List（元器件名細表）， Manufacture Names（生產廠家）， Model LevelID（模型層次）等內容。reg。 其余的標簽選項在此不再詳述。 通過該窗口的 6 個標簽選項，用戶可以就編輯界 面顏色、電路尺寸、縮放比例、自動存儲時間等內容作相應的設置。憑借 NI Multisim，您可以立即創(chuàng) 建具有完整組件庫的電路圖，并利用工業(yè)標準 SPICE 模擬器模仿電 芯片 及軟件介紹 24 路行為。 工程師們可以使用 Multisim 交互式地搭建電路原理圖，并對電路進行仿真。 二、軟件特色 Protel99 SE 共分 5 個模塊，分別是原理圖設計、 PCB 設計（包含信號完整性分析）、自動布線器、原理圖混合信號仿真、 PLD 設計。 Protel 公司引進了德國INCASES 公司的先進技術，在 Protel99 中集成了信號完整性工具，精確的模型和板分析，幫助你在設計周期里利用信號完整性分析可獲得一次性成功和消除盲目性。 一、 Protel 99 內容簡介 Protel 99 采用全新的管理方式，即數(shù)據庫的管理方式。15V TA=25℃ ） 參數(shù)名稱 測試條件 NE/SE5532/5532A 單位 最小值 典型值 最大值 輸出阻抗 ROUT AV=30dB，閉環(huán) f=10KHz， RL=600Ω Ω 過調 電壓跟隨器 VIN=100mVPP CL=100pF， RL=600Ω 10 ％ 增益 f=10KHz V/mV 增益帶寬 CL=100pF， RL=600Ω 10 MHz 轉換速率 9 V/μS 電源帶寬 VOUT=177。12 177。15 177。13 V 過溫 177。13 V 共模抑制比CMRR 80 100 70 100 dB 電源抑制比PSRR 10 10 100 μV/V 大信號電壓增益 AVOL RL≥2KΩ,Vo=177。15V TA=25℃ ） 參數(shù)名稱 測試條件 SE5532/5532A NE5532/5532A 單位 最小值 典型值 最大值 最小值 典型值 最大值 失調電壓 VOS (△ VOS/△ T) 過溫 2 4 mV 3 5 mV 5 5 μV/℃ 失調電流 IB (△ IOS/△ T) 過溫 100 10 150 nA 200 200 nA 200 200 PA/℃ 輸入電流 IB (△ IB/△ T) 過溫 200 400 200 800 nA 700 1000 nA 芯片 及軟件介紹 18 5 5 mA/℃ 電源電流 ICC 過溫 8 16 mA 13 mA 共模輸入范圍VCM 177。V 電源 V 差分輸入電壓： VDIFF ………………… … 177。3 ～ 177。 芯片 及軟件介紹 16 （ 5） 組件內部損壞，應更換好的集成塊。 （ 2） 組件正常，但負反饋不夠強，為此可將 其 短路，觀察是否能調零。 10V 50k 200k 輸出電阻 75 Ω 輸出短路電流 25 mA 電源電流 mA 功耗 50 85 mW 轉換速率 RL≥ 2kΩ 共模抑制比 Rs≤ 10kΩ， UCM=177。此外，它還具有如下特點： （ 1）無頻率補償要求；（ 2）短路保護；（ 3）失調電壓調零；（ 4）大的共模、 差模電壓范圍；（ 5）低功耗。 UA741芯片是 高增益運算放大器， 常 用于軍事，工業(yè)和商業(yè)應用。 （ 3）根據電路的傳遞函數(shù)和歸一化濾波器傳遞函數(shù)的分母多項式，建立起系數(shù)的方程組。 三、 簡單二階低通有源濾波器 為了使輸出電壓在高頻段以更快的速率下降，以改善濾波效果，再加一節(jié) RC 低通濾波環(huán)節(jié)，稱為二階有源濾波電路。 通帶增益 Avp 通帶增益是指濾波器在通頻帶內的電壓放大倍數(shù)，性能良好的 LPF通帶內的幅頻特性曲線是平坦的，阻帶內的電壓放大倍數(shù)基本為零。 濾波器的階數(shù)越高 [6]，幅頻特性衰減的速率越快，但 RC 網絡節(jié)數(shù)越多，元件參數(shù)計算越繁瑣，電路的調試越困難。 理想濾波器電路的頻響在通帶內應具有一定幅值和線性相移，而在阻帶內其幅 供電電壓 Spec5V， TJ=25? C n?1KHz ni 1KHz 最低（ V） 最高（ V） 增益帶寬積（ GBWF） 補償電壓（ Vos）（最高） nV/ zH p/ Hz LMV751 5MHz 1mV 1nV LMV721/2 10 MHz 3 mV 3 nV LMV771 MHz mV mV 基礎知識介紹 12 值應為零。而低通濾波器又可以分為無源低通濾波器和有源低通濾波器。 雙極輸入運算放大器的噪聲：噪聲電壓主要由電阻的熱噪聲以及輸入基極電流的高頻區(qū)射擊噪聲所造成，低頻噪聲電平大小取決于流入電阻的輸入晶體管基極電流產生的低頻噪聲；噪聲電流主要由輸入基極電流的射擊噪聲及電阻的低頻噪聲所產生。 4. 爆玉米噪聲 (popcorn frequency)：半導體的表面若受到污染便會產生這種 噪聲，其影響長達幾毫秒至幾秒，噪聲產生的原因仍然未明，在正常情況下，并無一定的模式。在低頻范圍內，這類閃爍以低頻噪聲的形態(tài)出現(xiàn)，一旦進入高頻范圍，這些噪聲便會變成 “白噪聲 ”。 ( 4 ) 用固態(tài)晶體管為功率器件的開關放大器 隨著半導體器件的發(fā)展 ， 尤其是電力電子器件的發(fā)展 ， 固態(tài)器件的耐壓、電流以至工作頻率均有增 加 ， 為固態(tài)大功率放大器提供了極好的條件 ，故近年來 ， 固態(tài)放大器有了長足的發(fā)展 ， 兆瓦級的放大器和加熱設備都有產品出現(xiàn)。 已投入使用的兆瓦級設備采用了俄羅斯 2 1000/ 30型充氫閘流管。 4 種大功率放大器 ( 1 )用電子管為功率放大器的模擬放大器 用電子管作為末級放大器件 ， 采用模擬放大技術被廣為應用多年 ， 是經典、成熟的技術 ， 被世界各國使用至今。 對于了解、利用海洋資源具有深遠的意義 ， 從而被推廣使用。 低噪聲放大電路的設計要求 [4] 為保證微弱的接受信號不被環(huán)境和電路內部固有噪聲所淹沒 [79]，所以必須要求： ( 1 )足夠的增益和 頻帶寬度 ； ( 2 )良好的增益線性 ， 較小的失真 ； ( 3 )較低的輸入阻抗 ； ( 4 )降低電路元件內部噪聲 ； ( 5 )降低輸入電阻的熱噪聲。對電子設備互連來說 ， 例如信號源連放大器 ,前級連后級 ， 只要后 一級的輸入阻抗大于前一級的輸出阻抗 5~10 倍以上 ， 就可認為阻抗匹配良好 ； 對于放大器連接音箱來說 ， 電子管機應選用與其輸出端標稱阻抗相等或接近的音箱 ， 而晶體管放大器則無此限制 ， 可以接任何阻抗的音箱。瞬態(tài)響應好的器材應當是信號一來就立即響應 ， 信號一停就嘎然而止 ， 決不拖泥帶水。 對器材來說 ， 動態(tài)范圍表示這件器材對強弱信號的兼顧處理能力 。負反饋雖然使放大倍數(shù)蒙受損失 ， 但能夠有效地拓寬頻響 ， 減小失真 ， 因此應用極為廣泛。 總體設計框圖如下： 前置放大器 低通濾波器 功率放大器 負載 穩(wěn) 壓 電 源 圖 系統(tǒng)總體設計框圖 基礎知識介紹 5 2 基礎知識 介紹 放大器常見名詞 一 、 靈敏度 對放大器來說 ， 靈敏度一般指達到額定輸出功率或電壓時輸入端所加信號的電壓大小，因此也稱為輸入靈敏度 ； 對音箱來說 ， 靈敏度是指給音箱施加 1W 的輸入功率 ， 在喇叭正前方 1 米遠處能產生多少分貝的聲壓值 。 低通濾波 器 主要實現(xiàn)頻率的選擇 ，達到 通帶為 0~100Hz 的要求 。從電路的簡單性和易調性 考慮 ，集成電路更好些。 緒論 4 本課題的研究內容 及總體設計方案 本 課題 主要研究低噪聲前置