低頻功率放大器設(shè)計畢業(yè)論文-在線瀏覽
2024-08-06 07:46本頁面
【正文】 由OPA842構(gòu)成的低噪聲放大電路，帶阻濾波電路信號放大電路、功率放大電路、波形變換電路、單片機控制、AD轉(zhuǎn)換、LCD顯示、穩(wěn)壓電源等幾個模塊組成。 電源圖1 系統(tǒng)框圖其中前置級主要完成小信號的電壓放大任務(wù)；功率放大級則實現(xiàn)對信號的電壓和電流放大任務(wù)；直流穩(wěn)壓電源部分則為整個功放電路提供能量．由于方波中含有豐富的高次諧波分量，波形變換電路提供方波，可通過對方波信號的測試來檢驗功放的轉(zhuǎn)換速率、失真度、效率等指標，保護電路可以有效地保護負載不過載，對功率放大器也有一定的保護作用。下面對每個單元電路分別進行論證。OP07芯片是一種低噪聲。OPA842芯片是由TI公司提供的一種低輸入電壓噪聲，極低失真的雙極性運算放大電路，增益帶寬積為200M。綜上所述，我們選擇方案二。方案2：通過用前級一個低通濾波器后級連接一個高通濾波器來達到帶阻的要求，通過兩個濾波器來實現(xiàn)便于計算，可更好的提高通頻帶的范圍，可以使電路更加精確。方案選擇方案一：采用乙類互補對稱功率放大電路（OCL電路），驅(qū)動級采用集成芯片，整個功放級采用大環(huán)電壓負反饋。且失真度可以做到很小，使音質(zhì)很純凈。方案二：采用具有負反饋功能的甲乙類推挽放大電路(OTL電路)，可采用單電源供電，提高了電源的利用率，而且有效克服了普通甲乙類推挽放大電路的交越失真問題。4顯示電路方案論證與選擇 方案１：通過后級輸出級連乘法器，來實現(xiàn)可輸出功率，再通過數(shù)碼管來實現(xiàn)參數(shù)顯示的功能，用乘法器可實現(xiàn)題目要求，但是乘法器的在采集電壓時如果電壓不穩(wěn)定會造成誤差很大。方案２：利用單片機計算功率，通過在輸出級采集電源的電壓和負載的電壓利用單片機進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，在用程序計算，再通過數(shù)碼管顯示參數(shù)，但是，在放大電路采樣時，有時信號不穩(wěn)定，電壓的波動過大，會造成單片機的樣本不確定，不能精確的計算，而用數(shù)碼管顯示，會造成消耗功率大。利用液晶顯示可降低功耗。 綜上所述，我們選擇方案三。三、理論計算（一）輸出電壓與功率計算因為設(shè)計要求在8Ω電阻負載上輸出功率≥5W即輸出最小電壓為 （1）所以 所以其峰值電壓 考慮留出一定的裕量,故設(shè)計輸出功率輸出級的電源電壓為 ，輸出功率輸出級的輸出電壓峰值則接近12V,，最大輸出功率則接近9W，滿足題目要求。前置放大器的增益Av1=200倍，功率放大器的增益Av2=20倍，跟隨器兼增益調(diào)節(jié)的增益Av3=0～1倍。四、單元電路與程序的設(shè)計（一）低噪聲前置放大電路低噪聲前置放大電路是由運放構(gòu)成的反相放大器，運放選取甚低噪聲寬帶高精度運算放大器OPA842，其失調(diào)電壓低于25uV，從而有效降低外界噪聲干擾。圖2前置放大電路（二）帶阻濾波電路針對設(shè)計要求的阻帶頻率范圍為40～60Hz，且在50Hz頻率點輸出功率衰減≥6dB，我們設(shè)計了Q值可調(diào)、衰減幅度可調(diào)的功能，經(jīng)調(diào)試，電路的參數(shù)完全達到了，帶阻濾波電路如圖3所示。末級功率放大電路工作在甲乙類狀態(tài)，靜態(tài)工作電流為25mA，圖4信號放大與功率放大電路。如圖5所示，測得的電壓峰值送給M3處理。12V。圖6 穩(wěn)壓電源（六）單片機采樣電路框圖單片機電流電壓峰值采樣框圖（七）系統(tǒng)軟件與程序設(shè)計程序由主程序和中斷程序組成，如圖７所示。進入中斷后，任務(wù)全局變量外部有輸入時ＡＤ進行采樣及數(shù)據(jù)處理，然后數(shù)據(jù)更新顯示，等待下一次中斷執(zhí)行各任務(wù)。測量方法：用函數(shù)信號發(fā)生器提供電壓有效值為5mV的正弦輸入信號，調(diào)整其頻率在20Hz～20kHz之間變化，用示波器測量8Ω電阻負載上的電壓信號，可以看到輸出波形無明顯失真。測量結(jié)果：如表1所示。測量方法：方法同上，需要分別測量20Hz和20KHz附近處的電壓有效值，如果這兩點處的電壓幅值大于 ，而小于20Hz和大于20KHz的頻率點的電壓值小于 。表2 通頻帶的測量結(jié)果U有效f(Hz)2 6 11205K10K15K20K50K100K140K(V)455（三）輸入阻抗的測量所用儀器:萬用表，YB1602函數(shù)信號發(fā)生器，ADS1102Ｃ型雙通道數(shù)字存儲示波器。測量結(jié)果：測得 5mV，根據(jù) 可求得600Ω（四）輸出噪聲電壓的測量所用儀器: 帶寬為2MHZ的毫伏表測量方法：將輸入端接地，用交流毫伏表測量負載上的電壓有效值。（五）測量、顯示功能的測試所用儀器: YB1731C 2A雙路跟蹤穩(wěn)壓穩(wěn)流電源，YB1602函數(shù)信號發(fā)生器，ADS1102Ｃ型雙通道數(shù)字存儲示波器，萬用表。, =68%。測量方法：測量8Ω電阻負載上的電壓信號，用基波剔除法，即測量信號中的基波和各次諧波的電壓，獲得基波和各次諧波的電壓，從而計算出失真度。系統(tǒng)具有低頻功率放大功能，測量并顯示直流電源功率、交流輸出功率、效率功能、抗干擾能力強等特點。劉老師深厚扎實的學(xué)識，嚴謹?shù)膶W(xué)風(fēng)和真誠謙遜的品質(zhì)，使我在這次設(shè)計過程中收益匪淺。在此，謹向劉老師表示衷心的感謝！同時我要感謝所有支持和幫助過我的同學(xué)和老師！此外，我還要感謝在我的論文中所有被援引過的文獻的作者們，他們是我的知識之源！最后，向評閱本論文及參加論文答辯的專家和老師及同學(xué)們致以最為崇高的謝意。 for(a=0。a++) {。 // 定義 ADC 轉(zhuǎn)換結(jié)束的標志 // ADC 初始化 void adcInit(void) { SysCtlPeriEnable(SYSCTL_PERIPH_ADC)。 // 設(shè)置 ADC 采樣速率 ADCSequDisable(ADC_BASE, 0)。 // 采樣步進設(shè)置：ADC 基址，采樣序列編號，步值，通道設(shè)置 ADCSequStepConfig(ADC_BASE, 0, 0, ADC_CTL_CH0)。 // 第 1 步：采樣 ADC1 ADCSequStepConfig(ADC_BASE, 0, 2, ADC_CTL_CH2 | ADC_CTL_END | ADC_CTL_IE)。
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