【正文】 主要任務(wù)為了避免各級(jí)運(yùn)算器之間的相互干擾，且過(guò)濾掉 放大過(guò)程中的雜波，各級(jí)之間用 100μf 的電容進(jìn)行連接。另外，在直流電壓電路中，可并上兩個(gè)電路，形成去耦電路，以減少引入運(yùn)放而產(chǎn)生的干擾。選 Rp=10KΩ 可調(diào)節(jié)電位器來(lái)改變輸入信號(hào)大小。 圖中 R7=R8=10KΩ,A2 為 LM324 中的另一個(gè)運(yùn)放 ，為了穩(wěn)定電路，提高其抗干擾能力，電路設(shè)計(jì)過(guò)程中采用兩個(gè) 10KΩ 的電阻形成比較器。 注：元器件清單見(jiàn)附錄 A 結(jié)論 由于輸入功率放大器的輸入電壓要求在 100mv 左右，因此放大倍數(shù) A20，設(shè)計(jì)中話筒放大電路采用同相比例運(yùn)算放大器，為了使輸入的話筒信號(hào)最大可能的不失真，采用兩極電阻平衡輸入電壓。 令輸入信號(hào) iu =0，測(cè)量輸出的直流輸出電壓。 功放的調(diào)試 靜態(tài)調(diào)試：集成輸入對(duì)地短路，觀察輸出有無(wú)振蕩，如有振蕩，采取消振措施以消除振蕩。 動(dòng)態(tài)調(diào)試： （ 1） 在兩輸入端加差模輸入電壓 idu ，測(cè)量輸出電壓 1odU ,觀測(cè)與記錄輸出電壓與輸入電壓的波形，算出差模放大倍數(shù) 1udA 。再經(jīng)過(guò)由 TDA2020 組成的功率放大電路放大信號(hào)再經(jīng)過(guò) RC 濾波電路去除雜波經(jīng)喇叭輸出。主要任務(wù)是使負(fù)載得到不失真（或失真較?。┑妮敵龉β?。它適用于收音機(jī)及其它設(shè)備中作音頻放大。兩個(gè)信號(hào)輸入端中， Ui為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端 Uo的信號(hào)與該輸入端的相位相反；Ui+為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端 Uo的信號(hào)與該輸入端的相位相同。 集成功率放大電路 隨著集成電路制作技術(shù)的不斷提高，制作成本的不斷下降，元器件制造商也為廣大使用者提供了許多類(lèi)型的集成功率放大器，這些集成功率放大器具有使用簡(jiǎn)單、靈活，成本低，調(diào)試方便等優(yōu)點(diǎn)。 在輸出功率較大的功放中，大功率管 VT4和 VT6由于管子的類(lèi)型不同很難做到完全對(duì)稱(chēng)，就是在集成電路中，由于 PNP 型管與 NPN型管的制造工藝不同也很難做到完全對(duì)稱(chēng)。 圖 是利用復(fù)合管構(gòu)成的互補(bǔ)功率放大電路， VT1是前置放大電路，用于信號(hào)電壓放大。在功率放大電路中提高電壓 u 的方法，一般都是采用多級(jí)電壓放大電路，即在功率放大電路前設(shè)計(jì)多級(jí)前置電壓放大電路。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 31 頁(yè) 圖 甲乙類(lèi)單電源互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路 當(dāng)有信號(hào) ui時(shí)，通過(guò) VT3的放大，在信號(hào)的負(fù)半周， VT1導(dǎo)通， VT2截止，信號(hào)被 放大輸出，同時(shí)電容 C 充電；信號(hào)的正半周，已充電的電容 C 起電源的作用，保證 VT2導(dǎo)通， VT1截止，信號(hào)被放大輸出，同時(shí) C通過(guò)負(fù)載 RL放電。 甲乙類(lèi)單電源互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路 甲乙類(lèi)單電源互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路如圖 所示，圖中 VT3 為前置放大級(jí)， VT1 和VT2組成互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路。因?yàn)? D D2的導(dǎo)通電壓略大于 VT VT2的死區(qū)電壓，所以可以使 VT VT2處于微導(dǎo)通狀態(tài)。有信號(hào)時(shí)， 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 30 頁(yè) VT1和 VT2輪流導(dǎo)通，在負(fù)載上得到一個(gè)完整的信號(hào)波形，如圖 (b)所示。由于該電路沒(méi)有基極偏置電壓，即處于乙類(lèi)工作狀態(tài)，所以采用雙電源供電方式。低頻功率放大電路通常采用乙類(lèi)和甲乙類(lèi)功率放大器，而高頻功率放大電路多采用丙類(lèi)功 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 29 頁(yè) 率放大器，丙類(lèi)功率放大器不屬于本設(shè)計(jì)介紹的內(nèi)容。 4. 丙類(lèi)工作狀態(tài) 當(dāng)輸入信號(hào)為正弦波時(shí)，若功率晶體管的導(dǎo)通時(shí)間小于半個(gè)周期（即θ 1800），則稱(chēng)為丙類(lèi)工作狀態(tài)，或稱(chēng)為丙類(lèi)功率放大器，如圖 (d)所示。功率放大電路的工作狀態(tài)不同，其輸出功率和效率也不同。 由功率放大電路的特點(diǎn)可知，其主要技術(shù)指標(biāo)有兩個(gè)： ① 輸出功率 PO 功率放大電路提供給負(fù)載的信號(hào)功率稱(chēng)為輸出功率。因此，考慮在電源電壓確定的情況下， 輸出功率盡可能大時(shí)，應(yīng)該提高直流功率轉(zhuǎn)換成交流功率的效率，以減少直流電源的損耗。功率放大電路的主要特點(diǎn)是： 1. 要求輸出功率盡可能大 獲得輸出功率是功率放大電路的主要目的。一般來(lái)說(shuō)，電子系統(tǒng)提供的功率越大，能驅(qū)動(dòng)的負(fù)載就越大，或者轉(zhuǎn)換成其它能量就越大。為了防止 U 2A? 時(shí)產(chǎn)生自激振蕩，一般取 RfR1。當(dāng) AU0趨近 2 時(shí)， Q 趨向無(wú)窮大。 圖 帶阻濾波器 其中 R R C3組成的 T型網(wǎng)絡(luò)為低通濾波電路， C C R3組成的 T型網(wǎng)絡(luò)為高通濾波電路； R3接集成運(yùn)放的輸出端引入正反饋，以提高通帶截止處的電壓放大倍數(shù)，減小阻帶寬度，提高選擇性。 圖 二階帶通濾波電路的幅頻響應(yīng)示意圖 2．帶阻濾波器 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 23 頁(yè) 若將低通濾波器和高通濾波器的輸出電壓經(jīng)求和運(yùn)算電路后輸出，且低通濾波器的通帶截止頻率小于高通濾波器的通帶截止頻率，則構(gòu)成帶阻濾波器，如圖 所示。 上 式 表 明 ， 當(dāng) f=f0 時(shí) ， 上 述 電 路 具 有 最 大 電 壓 增 益 ， 且0 U p U f U fj3A ( ) A A ( A )? ? ? ?，這就是帶通濾波電路的通帶電壓增益。 圖 由低通濾波器和高通濾波器串聯(lián)組成的帶通濾波器 二階壓控電壓源帶通濾波電路如圖 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 20 頁(yè) 幅頻響應(yīng)曲線如圖 可知，二階高通濾波電路和低通濾波電路的幅頻特性具有對(duì)偶關(guān)系。對(duì)于一階高通濾波器采用與前面低通濾波器相同的分析方法，可得到 fU0 11 RA R?? p 12πf RC? pU U0pj1jffAAff??? 得到幅頻特性如圖 所示。 令 f=f0，求出電壓放大倍數(shù)的數(shù)值 0U UpffA QA? ? 當(dāng) Q 取不同的值時(shí)， 0UffA ? 將隨之改變， 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 18 頁(yè) 圖 二階低通濾波電路的幅頻響應(yīng) 不同 Q值下的幅頻響應(yīng)由圖 所示，當(dāng) Q= 時(shí)幅頻響應(yīng)較平坦，而當(dāng)Q 時(shí)，將出現(xiàn)峰值，當(dāng) Q= 且 f/f0=1， 020 j 3lg A( ) / A dB? ?；當(dāng) f/f0=10時(shí)， 020l g j 40d BA( ) / A? ??。當(dāng)信號(hào)頻率趨于零時(shí)，由于 C1的電抗趨于無(wú)窮大，因而正反饋很弱，使電路不能產(chǎn)生自激振蕩；當(dāng)信號(hào)頻率趨于無(wú)窮大時(shí)， C2 的電抗趨于零，所以 UP(s)趨于零。其通帶放大倍數(shù)與一階電路相同， 傳遞函數(shù)為 ： 圖 二階低通濾波電路 ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ?P P A22U 1 i 1 A i11U s U s U sRRAs R U s R U s U s? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 當(dāng) C1=C2=C 時(shí)， PA 11U ( s )U ( s ) sRC? ? Ai1111// RU ( s ) sC sCU ( s ) R // RsC sC?????????????????????? 將上述表達(dá)式帶入式，整理可得： 2U 2111 13RA ( s ) R s R C ( s R C )?????? ???? 用 jω 取代 s，且令 0 12πf RC? ，整理得到 21U20011 j3RRAff?????????? 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 16 頁(yè) 當(dāng)增益下降到中頻增益的 倍時(shí)，可求出高頻截頻，即 p0037f . f? 簡(jiǎn)單二階低通濾波器可使衰減斜率達(dá)到 40dB/十倍頻。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 15 頁(yè) 簡(jiǎn)單二階電路 一階電路的 過(guò)渡帶較寬，幅頻特性的最大衰減斜率僅為 20dB/十倍頻。而此時(shí) , 恒流源所呈現(xiàn)的直流電阻并不高，即所要求的電源電壓不高。三極管的集電極電壓在很大范圍內(nèi)變化時(shí)，而集電極電流幾乎不變的性質(zhì)稱(chēng)為它的恒流作用。 V2V1－ UEE＋－＋－( a ) 發(fā)射極調(diào)零c1c2＋ UCC＋ －UoReRWRcRcRs 1V2V1Rs2－ UEEUi＋－＋－c1c2＋ UCC＋ －UoReRW2Ui1( b ) 集電極調(diào)零12Rc1Rc2Rs1Rs2Ui1Ui2 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 12 頁(yè) 圖 具有調(diào)零電路的差動(dòng)電 路 對(duì)射極上增加調(diào)零電阻 RW后，前面的公式將修改為 差模放大倍數(shù) Aud 39。 （ 2）對(duì)雙端輸入，單端輸出：1139。 （ 2）對(duì)雙端輸入，單端輸出： 111 2 139。()iiuo Lud uid i i s b eA U UU RAAU U U R r??? ? ? ? ???單單 其中： 2LRLCRR? ? ∥ 圖 對(duì)差模信號(hào)的放大作用 長(zhǎng)尾式差動(dòng)放大電路 在單端輸出的情況下：對(duì)稱(chēng)性得不到利用。 ：把一對(duì)大小相等，極性相同的信號(hào)叫做共模信號(hào)。差放電路具有抑制干擾等優(yōu)良性能，通常用于集成放大電路的輸入級(jí)。因此隨著科技的進(jìn)步放大器的高集成度、兼顧速度與精度、低功耗、較寬的溫度范圍、軟件可控等性能及智能化，將是未來(lái)的發(fā)展方向。 如今，世界各地的環(huán)保意識(shí)日漸高漲，有助于節(jié)能的產(chǎn)品漸受市場(chǎng)歡迎。這種高線性度可在更大的覆蓋距離內(nèi)提供更高數(shù)據(jù)率的傳輸能力，使系統(tǒng)能夠支持新興的無(wú)線多媒體應(yīng)用，例如視頻分配、視頻流及高速數(shù)據(jù)。既然很多傳感器都有高阻抗，設(shè)計(jì)師就必須選擇偏置電流非常低的放大器，如 LTC6087 除了低偏置電流，放大器還應(yīng)該具有低輸入失調(diào)電壓和噪聲，以最大限度擴(kuò)大動(dòng)態(tài)范圍，提高靈敏度。在 100MHz 時(shí)具有 增益匹配和 相位匹配，這種通道至通道匹配消除了需要匹配兩個(gè)獨(dú)立通道的難題。首先，它的功率極低，在很多情況下，可以與 ADC 共享同一個(gè)低壓 電源 。 這使其在 IQ 解調(diào)和多通道通信應(yīng)用中尤其有用。盡管運(yùn)算放大器已經(jīng)出現(xiàn)幾十年了，使用也相對(duì)簡(jiǎn)單，但是很多令人振奮的新進(jìn)展仍在不斷出現(xiàn)，從而產(chǎn)生了多種富有吸引力的新產(chǎn)品。在高速放大器方面， TI 能夠應(yīng)用新的工藝提供針對(duì)不同應(yīng)用的各類(lèi)產(chǎn)品，除了可以提供各類(lèi)電壓反饋型和電流反饋型高速放大器類(lèi)產(chǎn)品以外，還可以提供高速的 JFET輸入高速放大器類(lèi)產(chǎn)品，其中包括多種可供選擇型號(hào)，如 OPA656， OPA657 及THS4631 等，他們都具有不同的帶寬和壓擺率，不同的穩(wěn)定增益范圍，包括獨(dú)立增益穩(wěn)定等主要可供選擇的指標(biāo)，可廣泛應(yīng)用于測(cè)試與計(jì)量等寬帶寬高輸入阻抗的應(yīng)用場(chǎng)合。 放大器產(chǎn)品的發(fā)展主要特點(diǎn)如下： (1)新工藝、新技術(shù)的發(fā)展； (2)放大器類(lèi)產(chǎn)品在電子系統(tǒng)中的作用越來(lái)越重要，不可替代，高精度的放大調(diào)條理電路很難集成在處理芯片中； (3)“ 定制化 ” 需求是放大器的種類(lèi)不斷增加的主要推動(dòng)力之一。有利于培養(yǎng) 我的 技開(kāi)發(fā)能力和創(chuàng)新精神，并有一定的實(shí)用意義。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 1 頁(yè) 目 錄 1 緒論 .............................................................. 3 課題背景及目的 .............................................. 3 國(guó)內(nèi)外研究狀況 .............................................. 3 2 設(shè)計(jì)原理 .......................................................... 5 3 前置放大電路 ...................................................... 6 基本差分放大器 .............................................. 6 基本原理電路及特點(diǎn) .................................... 6 工作原理 .............................................. 7 長(zhǎng)尾式差動(dòng)放大電路 .......................................... 8 差動(dòng)放大器的主要指標(biāo) ....................................... 11 具有調(diào)零電路的差動(dòng)放大器 ................................... 11 恒流源差動(dòng)放大電路 ........................................