【正文】 AD736 是經(jīng)過激光修正的單片精密真有效值 AC/DC 轉(zhuǎn)換器。所以由 LPF 和 HPF 組合成 BEF 幾乎不可用，本設(shè)計(jì)選擇方案二，由回轉(zhuǎn)器構(gòu)成的 BEF。圖中 VR 為運(yùn)算放大器的負(fù)載，因而不能取得 太小，一般為 10K左右。 本設(shè)計(jì)采用 LF357 集成運(yùn)放，則輸出方波的上升時(shí)間和下降時(shí)間可做到小于 。 (1)方案一： 利用運(yùn)放的正反饋?zhàn)饔?,使轉(zhuǎn)換部分的波形上升沿和下降沿都變得很陡 ,利用穩(wěn)壓管將電壓穩(wěn)定在 6. 2 V 左右 ,然后 利用電阻分壓得到要求的正負(fù)對(duì)稱的峰 峰值為 200 mV 的方波信號(hào) .運(yùn)放仍然選用 NE5532， 如圖 。 因?yàn)橐筝敵龅截?fù)載 8 歐姆電阻上的功率 P0＞ 5W，而還應(yīng)留出大于 50%的裕量，則 P0不小于 8W。 (2)采用集成功放 HA1397 構(gòu)成低頻功率放大器電路 7846531109U P C 1 1 8 8 HL S ?S P E A K E R101 0 0 K1K1 0 0 K 10Q?N P N0 . 0 1 u F2 2 p F0 . 1 u F0 . 1 u F+2 2 u F++3 3 u F+2 2 u F V C CP o r t+ V C C1 m H實(shí)用低頻功率放大器設(shè)計(jì) 24 圖 HA1397(IC)構(gòu)成的低頻功率放大器電路 采用集成功放 HA1397 構(gòu)成的低頻功率放大器電路如圖 所示， HA1397 的技術(shù)參數(shù)如下： Vcc =177。采用NE5534 作 OCL 低頻功率放大器電路的電壓驅(qū)動(dòng)級(jí)，是非常合適的。由于平衡輸出，且 Q Q6 交替互為恒流負(fù)載，因此這種方法增益高，失真小，使 OCL 輸出級(jí)獲得足夠的 激勵(lì)，故輸出功率大，效率高。這 4 個(gè)三極管的參數(shù)應(yīng)嚴(yán)格對(duì)稱，則各管的基極電流為 Ib1=Ib2， Ib3=Ib4。 電路中 7 只三極管的參數(shù)分別要求： Q Q2 的β ≥ 200， fT ＞100MHz，并希望參數(shù)對(duì)稱； Q3 的 β ≥ 100， fT ＞ 100MHz； Q Q5 的β ≥ 80， fT ＞ 100MHz；要求 Q4 為 NPN 管而 Q5 為 PNP 管； Q6 為 NPN型大功率管，要求其 β ≥ 20PCM ≥ ， fT ＞ ； Q7 為 NPN 型大功率管，要求其 β ≥ 20， PCM ≥ ， fT ＞ 。 為了確保電路的低頻響應(yīng)采用直接耦合形式，同時(shí)為了使電路工 作穩(wěn)定，輸入級(jí)采用雙管差分放大器。 設(shè)計(jì)要求放大器的帶寬 BW ≥ 10Hz ～ 50KHz，為了滿足 10Hz 的低頻響應(yīng)，要求各級(jí)的輸入耦合電容和輸出耦合電容必須足夠大，特別是耦合到負(fù)載 RL =8Ω 的 電容 CL，根據(jù) 1/wCL ﹤﹤ RL，可以得到 CL 1/wRL =1/2π X 10 X 8 = 。 實(shí)用低頻功率放大器設(shè)計(jì) 17綜合上面方案一和方案二，從性價(jià)比方面比較選擇方案一，不一定要用專用的前置放大器 uPC1228H,而且集成芯片 NE5532 同眾多的運(yùn)放相比，它具有高精度、低噪聲、高阻抗、頻帶寬等優(yōu)良性能 (轉(zhuǎn)換速率 9V/us，增益帶寬 10MHz，直流增益為 50000 倍，最高工作電壓為177。 22V，這種運(yùn)放的高速轉(zhuǎn)換性能可大大改善電路的瞬態(tài)性能，較寬的帶寬能保證信號(hào)在低、中、高頻段均能不失真地輸出，是電路的整體指針大大提高。如圖 所示。故整 個(gè) 放大器增益通 過 三 級(jí) 放大 實(shí)現(xiàn) 。當(dāng)輸 出降低后， Q2 截止，但 C14 通 過 R15 和 Q3 發(fā)射結(jié) 充 電 ， Q3 繼續(xù)J13 A / 1 5VQ29 01 4Q39 01 4Q49 01 4R 2 34 7KR 2 41 0KR 1 51 2KR 2 52 7KRL8 / 3 0 WR 2 62 7KR w 35 0KC84 70 0 p F+ C 1 42 2u F+ C72 2u FD7I N 4 1 48D9I N 4 1 48D 1 0I N 4 0 07D8I N 4 1 48+ 15 V+ C?4 7u FC?1 uFC?0 .1 u FC?0 .0 1 uFOUT功放輸入P or tP or tT e x t T e x tT e x tT e x t實(shí)用低頻功率放大器設(shè)計(jì) 12導(dǎo) 通； 當(dāng) C14 充 電結(jié) 束后， Q3 截止， Q4 導(dǎo) 通 ，繼電 器 J1 吸合， 裝 置重 新輸 出。 設(shè) 定在 SAR中的 數(shù) 字量 經(jīng) D/A轉(zhuǎn)換 器 轉(zhuǎn)換 成 躍 增回 饋電壓 Uf,SAR順 次逐位加碼 控制 Uf的 變 化， Uf與等待 轉(zhuǎn)換 的模 擬 信 號(hào) Ui進(jìn) 行比 較 ， 大則棄，小則 留， 逐漸 累 積 ，逐次逼近，最 終 留在 SAR寄存器中的 數(shù)碼作為數(shù) 字量輸 出。放大信號(hào)的過程就是晶體管按照輸入信號(hào)的變化規(guī)律，將直流電源提供的能量轉(zhuǎn)換負(fù)載交流能量的過程，其轉(zhuǎn)換效率為負(fù)載上獲得的信號(hào)功率和電源供給的功率之比值。所以放大倍 數(shù) ： afa RRRA )( ?? ,但是 運(yùn) 算放大器的 輸 出 電壓 最大可 達(dá) 到 電 源 電壓 的 70%左右。 由頻譜特性可知，脈沖前后沿越陡峭， TR 和 TF越小，則其頻譜所占的帶寬越寬。 使得輸出的直流電源具有一定的穩(wěn)定性，該電路的設(shè)計(jì)簡單，脈動(dòng)系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)。 15V +5V 穩(wěn)壓電源電路各框圖的工作原理 （ 1） 220V交流電源變壓 該電路的設(shè)計(jì)是采用帶有抽頭的變壓器， 一般的電子設(shè)備所需的直流電壓較之交流電網(wǎng)提供的 220V電壓相差較大 ， 為了得 到 輸出電壓的合適范圍 ， 就需要將電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換到 合適的數(shù)值。 5V 供電時(shí) 8 歐姆的滿功率輸出可以達(dá)到 1W。這樣， D 類功率放大器就可以用調(diào)制、脈沖放大、解調(diào) 3 個(gè)環(huán)節(jié)來描述，其框圖如 圖 所示。 設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo) （ 1）當(dāng)輸入正弦信號(hào)電壓有效值為 5mV 時(shí)（本系統(tǒng)的正弦信號(hào)電壓有效值范圍 5mV700mV），在 8Ω 電阻負(fù)載 （一端接地）上，輸出功率≥ 5W，輸出波形無明顯失真； （ 2）通頻帶為 10Hz～ 50kHz； （ 3）輸出噪聲電壓有效值 V0N≤ 5mV； （ 4）盡可能提高功率放大器的整機(jī)效率； （ 5）具有測量并顯示低頻功率放大器輸出功率 (正弦信號(hào)輸入時(shí) )、直流電源的供給功率和整機(jī)效率的功能，測量精度優(yōu)于 5%； （ 6）設(shè)計(jì)一個(gè)帶阻濾波器，阻帶頻率范圍為 40～ 60Hz。15V +5V 穩(wěn)壓電源電路各框 圖的工作原理 ........................ 7 波形變換電路模塊的工作原理 ................................................ 8 前置運(yùn)放電路模塊的工作原理 ................................................ 9 功放電路模塊的工作原理 ........................................................ 9 濾波電路模塊的工作原理 ...................................................... 10 數(shù)據(jù)采集電路模塊的工作原理 .............................................. 10 保 護(hù)電路模塊的工作原理 ...................................................... 11 ................................................................................... 13 前置運(yùn)放電路的設(shè)計(jì) ..................................................................... 13 方案一：采用運(yùn)算放大器構(gòu)成的前置放大電路 ................... 14 方案二：采用專用前置放大器 IC 構(gòu)成的前置放大電路 ..... 16 功率放大器電路設(shè)計(jì) .................................................................... 17 采用分立元件構(gòu)成的低頻功率放大器電路 ........................... 18 采用集成功放構(gòu)成的低頻功率放大器電路 ........................... 22 波形變換電路的設(shè)計(jì) .................................................................... 26 濾波電路的設(shè)計(jì) ............................................................................ 28 實(shí)用低頻功率放大器設(shè)計(jì) IV 數(shù)據(jù)采集中 AC 真有效值采集處理電路的設(shè)計(jì) ......................... 31 穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計(jì) .................................................................... 34 220 交流電源的變壓電路的設(shè)計(jì) ......................................... 34 整流電路的設(shè)計(jì) ...................................................................... 35 濾波電路的設(shè)計(jì) ...................................................................... 36 顯示電路的設(shè)計(jì) ............................................................................ 37 ................................................................................................... 40 ........................................................................................... 41 結(jié)論 .............................................................................................................. 42 致謝 .............................................................................................................. 43 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................... 43 附件 .............................................................................................................. 44 實(shí)用低頻功率放大器設(shè)計(jì) 1 前言 低頻功率放大器不僅僅是消費(fèi)產(chǎn)品（音響）中不可缺少的設(shè)備，還廣泛應(yīng)用于控制系統(tǒng)和測量系統(tǒng)中。其主要功能是將 10Hz50KHz 的低頻小信號(hào)放大，當(dāng)輸出功率大于 5W 時(shí)波形無明顯失真，并將系統(tǒng)的輸出功率，直流電源的供給功率和整 機(jī)效率實(shí)時(shí)地顯示出來。 實(shí)用低頻功率放大器設(shè)計(jì) 2 設(shè)計(jì)分析及技術(shù)指針 設(shè)計(jì)分析 本設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)并制作一個(gè)低頻小信號(hào)功率放大器。 D 類音頻功率放大器工作在開關(guān)狀態(tài)，需要將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成為脈沖信號(hào)，并用這個(gè)信號(hào)控制輸出級(jí)開關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷。對(duì)于集成功率放大器而言，如果輸出電壓幅度可以達(dá)到電源電壓幅度，則滿功率的效率就可以接近純 B 類放大器的效率，如TPA0152 的滿功率效率可以達(dá)到 %，相對(duì) 50%更接近 %。 實(shí)用低頻功率放大器設(shè)計(jì) 6 低頻小信號(hào)功率放大器電路的框圖 框圖 由 波形變換 、前置放大、功率放大、 濾 波 電 路、 穩(wěn)壓電 源、 數(shù)據(jù)采集 處 理、 顯 示及保 護(hù)電 路等 單 元 組 成。所以