1.求一份低频功率放大器的毕业设计论文
功率放大电路设计
摘要:本文总结了电子设计实验中常用的几种功率放大电路的设计方案,针对不同的设计要求和设计条件从电路搭建、注意事项及测试结果进行了说明,能满足大多数实验电路设计的需要。
关键词:功率放大;推挽输出;丙类功放
一.前言
在电子电路设计中,很多系统需要对输出信号进行放大,以提高其带负载能力,驱动后级电路,因此就要对信号进行功率放大。功率放大器的主要性能指标有输出功率及效率,其按照电流导通角的不同,可分为甲、乙、丙三类工作状态。甲类放大器电流的通角为180度,适用于小信号低频放大,效率最低;乙类放大器的通角约为90度,适于宽带大功率工作,大多数集成运放的末级输出都采用乙类推挽形式;丙类放大器的电流的通角则小于90度,电流波形失真太大,只适于以调谐回路为负载的窄带放大,但效率较甲、乙类高。【1】
二.电路设计
(一)大电流高摆幅运放
若不考虑成本限制,可直接采用大输出电流、高摆幅运算放大器作为输出级。设计重点在于运放的选择及电路连接。市面上有各种性能的Buffer以及可用以驱动的运放,它们能满足大多数设计的要求。专门的驱动芯片如BUF634,其输出电流达250mA,摆率为2000V/us。美国德州仪器公司也有许多相关产品,如THS3121,输出电流可达450mA,摆率达1500V/us。设计的关键在于芯片的正确使用,由于大多数为电流型运放,故反馈电阻的选取很重要,另外由于处理的是高频信号,所以电源去耦,电路布线方面也须十分注意。经实验测试,THS3121在反馈电阻取470Ω、增益为2时在50Ω负载时小信号-3dB带宽达100MHz,-0.1dB带宽达30MHz,并且在电压峰-峰值为10V的输出状态下,频率大于10MHz时仍无失真现象。
(二)互补对管推挽输出
若对功率放大要求不高,可采用分立元件搭建,以互补对管推挽电路作为输出级。设计的关键在于根据系统要求选择合适的互补对管。互补对管采用2SD667和2SB647,其特征频率为140MHz,集电极功率耗散为0.9W,适合低频功率放大。前级放大负反馈由输出引入,使得通频带更加平坦。
(三)直接功率合成
在手头没有合适的驱动芯片时,可以采用三极管直接搭建,虽在实际应用中较少,但在实验室条件下仍是不错的选择。直接功率合成的先决条件是各路参数要对称。要求VT1和VT2、VT3和VT4参数对称,R2=R3,R4=R5,R11=R12等。输入功率在A点一分为二,分两路分别进行放大,在C点合二为一。
(四)单管丙类功率放大
以上三种都是宽频带非谐振功率放大,效率较低,而在无线通信设计中,效率是发射机的主要性指标之一,丙类谐振功率放大较甲类、乙类相比具有更高的效率。三极管基极采用自给偏压电路,集电极采用RLC并联谐振回路,滤除谐波分量,采用π网络作为输出滤波匹配网络,实际参数值可根据所要求的谐振频率具体设计,在此不赘述。
结语
本文通过对不同条件下功率输出级设计提出相应的方案,并经过实际实验测试,效果良好。但在电子设计实验中,较少涉及电力系统,对信号的功率放大要求不是很高,本文仅对系统中常用的简单功率放大进行总结与实验验证,而实际应用中的功率放大电路远不止如此简单。
参考文献:
【1】董尚斌,等。电子线路(1)。北京:清华大学出版社,2006.
【2】黄根春,等。电子设计教程。北京:电子工业出版社,2007.8.
【3】高吉祥。高频电子线路设计。北京:电子工业出版社,2007.5.
2.低频功率放大器设计报告,,
“OTL功率放大器”设计报告一个电子系统总要带上一定的输出系统,例如使扬声器发出声音等等。
为了使负载能正常工作,与负载相连的最后一级放大电路不仅要向负载提供足够的电压,还要向负载提供足够的电流,即提供足够的功率,因此放大电路的最后一级一般称为功率放大器,简称为功放级。在通信系统和各种电子设备中有着广泛的应用。
由于我家的收音机的功放部分坏了,我想设计一个功放修好它,看了几本参考书,知道了有关功放方面以下几个知识点:一、我对低频功率放大器的几点认识1、低频功率放大器的几个主要指标要求即:输出功率,效率和非线性失真。[1]输出功率要足够大。
功率放大器的基本任务是放大信号功率,所以它是主要的技术指标也就是保证向负载输出足够大的信号功率。为此,要求晶体管必须提供尽可能大的电压和电流,它经常要早接近管子的极限状态下工作。
这样设计功率放大器时,首先要根据输出功率的大小,选择合适的晶体管,以保证在大功率输出下管子能正常工作。[2]效率要高。
功率放大器实质上是把小输入信号放大成大输出功率信号,这是一个将电源电能转化为信号能量,输送给负载的过程。因此在电路中,存在一个转换效率问题。
如果能把电源供给的直流功率较多地变成交流输出功率则电路的效率就高。反之,电路效率就低。
[3]非线性失真小。功率放大器的晶体管工作在大信号放大状态,管子输入和输出特性曲线都存在着非线性,不可避免地会产生非线性失真。
应当正确选择管子的静态工作点和集电极等效负载电阻(RL'),另外根据输出功率的大小,适当选择激励级的内阻Rs(输出电阻),也可减少非线性失真。2、功率放大器的种类和特点功率放大器由于三极管工作状态和电路形式不同,可分成不同的种类,按晶体管工作状态可分为:甲类,乙类和甲乙类。
所谓甲类是指在整个信号周期内晶体管一直是导通的,它的集电极总有电流流过;乙类是指在信号的半个周期内晶体管导通,另半个周期晶体管截止;而甲乙类是公于甲类和乙类之间,晶体管导通时间大于半个周期,小于一个周期。按电路形式分:有输出变压器耦合功率放大器和(OTL)无输出变压器耦合功率放大器。
无输出变压器的乙类推挽功率放大器简称为OTL电路。相当于采用输出变压器的乙类推挽功率放大器而言,OTL电路具有便于集成化,频率性好等优点。
二、课题技术指标输出功率Po = 1W 负载(喇叭阻抗)RL= 8 欧姆三、设计OTL功率放大器1、OTL功率放大器设计原则1、设计指标的给出:输出功率Po=1W;负载电阻RL =8欧姆2、电路设计图中,是我设计的功放输出级,它由互补对称电路组成,T1是NPN型管,T2是PNP型管,当Vi在正半周时,T2截止,T1导通。T1有放大作用,电流I1流过负载RL。
在Vi负半周时,T1截止,T2导通。T2有放大作用,I2流过负载RL。
这种电路无论哪个管子工作,都相当一个射级输出器,使输出电流足够大,而且输出电阻很小,负载可以得到很大的有效功率 。这种电路利用两只特性对称的反型管相辅组成,互相补足来完成推挽放大的功能,我们家他为互补对称电路。
但是,由于每只管子输出电压Vbe和IC之间都不是理想线性关系,并且都是死区电压VT。为次,在管子的基极和发射级之间,应加有一定的静态偏压VBE,以便克服交越失真。
3、设计步骤(1)决定电源电压Ec根据输出功率和负载的设计要求,已知Pom=1W ,RL=8欧姆所以 Ec=(8PomRL)1/2=10V(2)选取R16和R17R16和R17是射极电流电阻,主要用来稳定静态工作点,一般取:R16= R17=0.5欧姆。(3)选择大功率管T1和T2 SD05C选取大功率管只要考虑三个参数,即晶体管C-E极间承受的最大反向电压BVCEO,集电极最大电流ICM和集电极最大功耗PCM。
(A) 当电源电压EC确定之后,T1和T2承受的最大反压:VCEMAX=EC(B) 若忽略管压降,每管最大集电极电流为:IC1MAX=(EC/(RL+R16))/2因为T1和T2的射级电阻R16和R17选得过小,符合管稳定性差,过大又会损耗较多的输出功率。一般取:R16=R17=(0.05-0.1)RL(C) 单管最大集电极功耗:-- 文秘杂烩网 。
3.低频功率放大器的综述
低频功率放大器 功率放大是一种能量转换的电路,在输入信号的作用下,晶体管把直流电源的能量,转换的电路,在输入信号的作用下,晶体管把直流电源的能量,转换成随输入信号变化的输出功率送给负载,对功率放大要求如下: (1)输出功率要大:要增加放大器的输出功率,必须使晶体管运行在极限的工作区域附近,由ICM、UCM和PCM决定见图一。
图一 (2)效率η要高:放大器的效率η定义为:η=交流输出功率/直流输入功率 (3)非线性失真在允许范围内:由于功率放大器在大信号下工作,所以非线性失真是难免的,问题是要把失真控制在允许范围内, 功率放大器按工作状态和电路形式可分成以下几种: (1)甲类功率放大器:在整个信号周期内,存在集电极电流; (2)乙类功率放大器:只有半个信号周期内,存在集电极电流,按电路形式它又可分为: 1)双端推挽电路(DE ) 2)单端推挽电路(SE ) 3)平衡无变压器电路(BTL) 在实际中,为了克服交越失真,推挽式昌体管电路是工作于甲、乙类状态的。 一、甲类功率放大器 图一是甲类功率放大器,负载RL通过阻抗变换器B变成集电极负载RL=nRLo 对直流来说,变压器B初级直流电阻和Re均很小,所以直流负载线接近一条垂直线见图一(b)为使放大器输出较大功率,可使交流负载线处于a点和b点位置: a点的Uce=UCM,而工作点Q处于ab直线中点,通常晶体管的饱和压降和穿透电流都很小,实际上可以认为Icmin=0和Ucemin=0o 因此,供给负载的电流和电压振幅分别为: Icm=IcM/2, Ucem=UCM/2 ------------------------------------------------式1 负载的交流功率(或放大器输出功率)为: PL=(UceM/)*(IcM/)=(IcM/)*(UcM/)=(1/8)IcM*UcM-------式2 工作点Q的集电极电流ICQ和电压UceQ分别为: ICQ=ICM/2, UceQ=Ec=UCM/2---------------------------------------------式3 所以,直流电源的输入功率: PD=IcQ*UceQ=(ICM/2)*(UCM/2)=1/4IcMUcm-------------------------------式4 甲类功率放大器的效率为: η=PL/PD=50%---------------------------------------------------------式5 可见:(1)晶体管的最大集射电压为电源电压EC的两倍。
(2)晶体管静态时耗功率为输出功率的两倍。 (3)甲类放大器的效率最高只有50%。
二、乙类推挽电路 图2(a)为乙类推挽电路,由于输出端使用变压器,因而晶体管对地有两个输出端,设电路完全对称,当输入信号Us为正半波时,BG1截止、BG2导通,输出电压UL为负半波,因此,两管轮流导通,一推一挽地工作,故称为推挽电路。 由于两管轮流地工作,所以把两管的输出特性按相反方向叠在一起,两管的交流负载线正好连成直线ab,工作点Q处于直线ab的中点,如图2(b)所示,从图中可看出各电量的关系: (1)如输出变压器的初级和次级绕组的匝数比为n,则每只晶体管的负载电阻RL为: RL=(n/2)RL=(n/4)RL--------------------------------------------式6 而集电极与集电极之间的电阻RCC为 Rcc=nRL=4RL-----------------------------------------------------式7 (2)变压器B2的初级绕组端电压振幅为: Ucem=UceQ≈Ec----------------------------------------------------式8 初级绕组电流振幅为: Icm=IcM----------------------------------------------------------式9 所以输送到初级绕组的功率为: =(Ucem/)*(Icm/)=(1/2)EcIcm------------------------------式10 (3)通过每只晶体管的电流平均值为: Ico=IcM/π-------------------------------------------------------式11 由直流电源供给的功率为 PD=(2Ico)Ec=2*(Icm/π)*Ec--------------------------------------式12 (4)推挽电路的效率为: η=( /PD)90%={(1/2*Ec*Icm)/[2*(Icm/π)*Ec]}90%≈78。
5%-----式13 设计推挽电路时要注意: (1)为避免交越失真,晶体管应具有一定的偏置电流,但不要过大,否则使电路效率降低。 (2)晶体管的最大集电极电压Ucm>2Ec。
(3)晶体管的耗散功率Pcm≥1。2Pc1,其中Pc1为每只晶体管送给变压器B2初级的功率,即Pc1=[(1/2) o]。
(4)根据Pc1及Ec1的要求,算出晶体管负载电阻PL及输出变压器的匝数比n。 。
4.功率放大电路的论文怎么写
功率放大电路设计
摘要:本文总结了电子设计实验中常用的几种功率放大电路的设计方案,针对不同的设计要求和设计条件从电路搭建、注意事项及测试结果进行了说明,能满足大多数实验电路设计的需要。
关键词:功率放大;推挽输出;丙类功放
一.前言
在电子电路设计中,很多系统需要对输出信号进行放大,以提高其带负载能力,驱动后级电路,因此就要对信号进行功率放大。功率放大器的主要性能指标有输出功率及效率,其按照电流导通角的不同,可分为甲、乙、丙三类工作状态。甲类放大器电流的通角为180度,适用于小信号低频放大,效率最低;乙类放大器的通角约为90度,适于宽带大功率工作,大多数集成运放的末级输出都采用乙类推挽形式;丙类放大器的电流的通角则小于90度,电流波形失真太大,只适于以调谐回路为负载的窄带放大,但效率较甲、乙类高。【1】
二.电路设计
(一)大电流高摆幅运放
若不考虑成本限制,可直接采用大输出电流、高摆幅运算放大器作为输出级。设计重点在于运放的选择及电路连接。市面上有各种性能的Buffer以及可用以驱动的运放,它们能满足大多数设计的要求。专门的驱动芯片如BUF634,其输出电流达250mA,摆率为2000V/us。美国德州仪器公司也有许多相关产品,如THS3121,输出电流可达450mA,摆率达1500V/us。设计的关键在于芯片的正确使用,由于大多数为电流型运放,故反馈电阻的选取很重要,另外由于处理的是高频信号,所以电源去耦,电路布线方面也须十分注意。经实验测试,THS3121在反馈电阻取470Ω、增益为2时在50Ω负载时小信号-3dB带宽达100MHz,-0.1dB带宽达30MHz,并且在电压峰-峰值为10V的输出状态下,频率大于10MHz时仍无失真现象。
(二)互补对管推挽输出
若对功率放大要求不高,可采用分立元件搭建,以互补对管推挽电路作为输出级。设计的关键在于根据系统要求选择合适的互补对管。互补对管采用2SD667和2SB647,其特征频率为140MHz,集电极功率耗散为0.9W,适合低频功率放大。前级放大负反馈由输出引入,使得通频带更加平坦。
(三)直接功率合成
在手头没有合适的驱动芯片时,可以采用三极管直接搭建,虽在实际应用中较少,但在实验室条件下仍是不错的选择。直接功率合成的先决条件是各路参数要对称。要求VT1和VT2、VT3和VT4参数对称,R2=R3,R4=R5,R11=R12等。输入功率在A点一分为二,分两路分别进行放大,在C点合二为一。
(四)单管丙类功率放大
以上三种都是宽频带非谐振功率放大,效率较低,而在无线通信设计中,效率是发射机的主要性指标之一,丙类谐振功率放大较甲类、乙类相比具有更高的效率。三极管基极采用自给偏压电路,集电极采用RLC并联谐振回路,滤除谐波分量,采用π网络作为输出滤波匹配网络,实际参数值可根据所要求的谐振频率具体设计,在此不赘述。
结语
本文通过对不同条件下功率输出级设计提出相应的方案,并经过实际实验测试,效果良好。但在电子设计实验中,较少涉及电力系统,对信号的功率放大要求不是很高,本文仅对系统中常用的简单功率放大进行总结与实验验证,而实际应用中的功率放大电路远不止如此简单。
参考文献:
【1】董尚斌,等。电子线路(1)。北京:清华大学出版社,2006.
【2】黄根春,等。电子设计教程。北京:电子工业出版社,2007.8.
【3】高吉祥。高频电子线路设计。北京:电子工业出版社,2007.5.
5.低频功率放大器设计(快啊)
1. 功率放大级电路设计当功率放大器以 的满功率不失真输出时,输出电压的幅度为 为留有充分的余地,取 .由此可以计算功率放大器的总电压增益 ,即用分贝表示, 功率放大级电路可直接选用集成功率放大器,也可以选用分离元件来组成,但是由于集成功率放大级的调节往往达不到目的,故选用由分离元件晶体管组成的功率放大电路,电路图如下所示:其中 、组成差分放大器,如果电路的参数完全对称则电路具有很高的共模抑制比,可以克服由温度变化引起的静态工作点的漂移。
晶体管 组成电压放大器,为末级功率放大电路提供驱动电压。晶体管 、、、组成末级功率放大电路,输出端为互补对称的OCL电路。
这3级之间采用直流耦合,并引入直流负反馈,电压增益为反馈电阻决定,即 。反馈支路并联电容 可以减小高频自激。
(1) 末级功率放大电路 本设计的技术要求:在额定功率下,输出的正弦波信号的非线性失真系数 3%,效率 55%,所以末级功率放大电路工作在甲乙类比较好。因为工作在甲类状态,虽然非线性失真系数小,但效率较低,一般小于50%;如果工作在乙类状态,虽然效率高较高,但输出波形,容易产生交越失真,达不到非线性失真系数 3%的要求。
上图中二级管 、、和电位器 是用来调整电路的工作状态的。静态时,调节电位器 ,使A,B间的电压为2.8.V,即近似等于晶体管 、、、的be结电压之和。
晶体管 、、、静态时外于微导通状态,O点对地的电压应为0V,从而克服交越失真。 采用+ 、- 双电源供电,由上面计算可得,输出电压的幅度为+20V,则 +20V,为留有余地,选+ =24V,- =-24V。
功率输出晶体管 、选用一对大功率互补对称的场效应晶体管2N3055和MT2955。其特征频率 ,耗散功率 20W,选 >50。
驱动管 、也是一对互补对称的晶体管,其特征频率 ,耗散功率 500mW,选 >80。(2) 电压放大电路 电压放大电路给末级功放提供驱动电压 ,晶体管 构成;静态工作点由电阻R4、R8、R9决定,取集电极电流 为6mA左右。
电容 是高频电压负反馈支路,防止高频自激。(3) 差分放大器电路 差分放大器电路由晶体管 、构成。
选择差分放大器电路作为功率放大级的前级,主要是为了提高电路的抗干拢能力。电路的静态工作点由电阻R6和 及R2和 等决定,差分对管的集电极电流通常取1mA左右。
2.前置放大级电路设计前置放大级电路的主要功能是将5mV~700mV输入信号不失真地放大到功率放大级所需要的1.4V输入信号。因此,需要解决两个问题:一是本级400倍的电压放大倍数和带宽BW>50Hz-10KHz的矛盾;二是对5mV-700mV范围内的信号,都只能放大到2V。
以满足额定输出功率Po 20W的要求。对于前者,可以采用二级放大器,因为放大器的增益带宽积是一个常数,第级的增益减小,带宽就可以提高。
对于后者,可以设计一个音量控制电路或自动增益控制电路,使功放级的输入信号控制在2V左右。根据以上思路,设计的前置放大级电路如下图所示。
其中,NE5532是一个双运放集成运算放大器,可以有来构成 , 二级放大电路。其主要性能参数如下:增益带宽积10MHz,转换速率为9V/ ,共模抑制比100 ,输入电阻300k 。
设前置放大器的 增益为:对于幅度为5 mV~700mV的输入信号, 的输出幅度为100mV~14V 。选电源电压+ =24V,- =-24V。
第二级放大器的输入信号的大小由音量控制电位器进行控制。设 的增益为对于100mV的输入信号,不经过电位器 衰减,直接由 放大至2V;对于大于的100mV信号,则调节音量控制电位器 先进行衰减后再放大,使得 经放大后的信号的幅度也为2V,以满足功率放大级输出额定功率 的要求。
3.方波发生器电路设计 方波发生器电路的功能:一是要将信号源输的1000Hz正弦波变为正负极性对称的方波,且 =200mV;二是方波信号要经过放大通道进行放大,使输出达到额定功率 。此外,还要满足方波波形成参数的要求。
首先从方波的波形参数考虑,选用快速比较器LM339或LM139组成一个过零比较器,其上升沿和下降沿的时间均小于0.5 。 的同相端接 放大后的正弦波信号,反相端接地,实现过零比较。
的输出为 的对称方波。经R8、R9电阻分压后的输出信号的峰-峰值为200mV。
再将开关S1置于2处,方波信号经过放大通道进行放大,使输出达到额定功率 。4.稳压电源设计 根据以上设计的前置放大级电路和功率放大级电路的要求,需要稳压电源输出的两种直流电压,即前置放大级的 和功率放大级的 。
电压可选用集成稳压电源LM7812和LM7912芯片直接输出, 电压可以选用电压可以调节的集成稳压电源电路芯片LM317、LM337。其性能参数为:输出电压调节范围1.2~37V,最大输出电流,最小输入1.5A,最小输入,输出压差为3V,最大输入,输出压差为40V。
直流稳压电源如下图所示。其中,LM317和LM337的输出电压可由下式决定。
式中,R1一般取200 左右,若取220 , =18V,则 3K ,取4.7K 精密电位器。 电压变压器的参数计算如下。
稳压电源消耗的直流功率为 式中,稳压电源的输出功率 应大于功率放大器的额定输出功率20W。取 =25W,效率 =66%,则电源消耗的直流功率 =38W,通常电。
6.50分
高效率音频功率放大器的研制白林景,邵光存,李岸然,常兴连,王振伟(山东省科学院激光研究所,山东济宁 272100) 摘 要:本设计以高效率D类功率放大器为中心,输出开关管采用高速场效应管,连接成互补对称H桥式结构,兼有输出1: 1双变单电路和输出短路保护功能,比较理想地实现了输出功率大于2w,平均效率可达到75%的高效音功率放大器。
关键词:D类音频功率放大器; PWM调制器; H桥功率放大器中图分类号: TN722. 1 文献标识码:A引言全球音频领域数字化的浪潮以及人们对音频节能环保的要求,要求我们尽快研究开发高效、节能、数字化的音频功率放大器。传统的音频功率放大器工作于线性放大区,功率耗散较大,虽然采用推挽输出,仍然很难满足大功率输出;而且需要设计复杂的补偿电路和过流,过压,过热等保护电路。
D类开关音频功率放大器的工作于PWM模式,将音频信号与采样频率比较,经过自然采样,得到脉冲宽度与音频信号幅度成正比例变化的PWM波,经过驱动电路,加到MOS的栅极,控制功率器件的开关,实现放大,放大的PWM信号送入滤波器,还原为音频信号。从而实现大功率高效率的音频功率放大器。
系统电路本文采用H型桥式D类功率放大电路,电路如图一所示。图一 音频功率放大器电路(1) 三角波产生电路利用NE555构成的多谐振荡器以恒流源的方式对电容线性冲、放电产生三角波。
接通电源瞬间,NE555芯片的3脚输出高电平,二极管D2、D3 截止,D1、D4 导通, Vcc通过T1 , T2 , R1 ,D1 对电容C1 恒流充电,当C1 上电压达到2 /3Vcc时,NE555芯片的输出发生翻转,即3脚输出低电平,此时,D2、D3 导通, D1、D4 截止,电容C1 通过D2 , T3 ,T4 , R2 恒流放电,直到C1电压等于1 /3Vcc,电容又开始充电,如此循环,电容C1上可以得到线性度良好的三角波。为了提高带负载能力,输出通过由LM358A组成的电压跟随器。
输出三角波频率的计算:电阻R1 上电压等于T1 的VVbe≈ 0. 7V,故流过R1 的电流I = 0. 7V /300Ω = 2. 33mA,忽略T1 的基极电流,则流过R1 的电流即为T2 的射级电流,约等于T2 的集电极电流,故C1 的充电电流约为2mA,同理, C1 的放电电流约为2mA。设充电时间为t1 ,放电时间为t2 ,则有:23Vcc =13Vcc +i *t1C13Vcc =23Vcc -i *t2C可得三角波的周期: T = t1 + t2 =2Vcc *C3 *i故三角波频率为: f =3 *i2Vcc *C(2)前置放大电路 前置放大电路采用低噪声、高速运放的NE5532运算放大器,组成增益可调的同相宽带放大电路。
功放最大不失真输出时,负载上等效正弦波的电压峰峰值为VP - P ,载波调制的调制波(正弦波)最大峰峰— 27 —值为VP - Pm ax ,对应的调制放大增益为AV2 =VP - PVP - Pm ax,运算放大电路中反馈电阻为R8 ,反相端电阻R7 ,则前置放大器的增益AV1为:AV1 = 1 +R8R7,通过选取调制波的峰值电压VP - Pm ax和调整R8 的阻值,可实现整个功率放大单元的电压增益连续可调。(3)脉宽调制( PWM)电路 采用高速、精密的比较器芯片,以音频信号为调制波,频率为f的三角波为载波,两路信号均加上1 /2Vcc的直流偏置电压,通过比较器进行比较,得到幅值相同,占空比随音频幅度变化的脉冲信号。
(4)驱动电路 驱动电路由施密特触发器芯片和三极管组成,两个三极管组成的互补对称式射极跟随器。PWM信号经过驱动电路后,形成两个前后沿更加陡峭的倒相脉冲,两脉冲之间有一定的死区时间,防止了桥式驱动电路出现直通现象。
(5) H型桥式驱动电路 由场效应管组成的功率开关管和四阶巴特沃兹LC滤波电路组成。T9、T12导通, T10、T11截止时,负载上的电压降VM AB0 =Vcc; T10、T11导通,T9、T12截止时,负载上的电压降VAB = - Vcc,因此,负载上的电压降可达到2倍的电源电压。
解调信号放大后经过LC滤波送到扬声器。(6)短路保护电路 短路(或过流)保护电路采用0. 1过流取样电阻与扬声器串联方式, 0. 1电阻上的取样电压经过由NE5532组成的减法放大器进行放大。
电压放大倍数为:Av =R19R17经放大后的音频信号再通过由D9、C9、R20组成的峰值检波电路,检出幅度电平,送给电压比较器U7的“ + ”端,U7的“—”端电平设置为5. 1v,由R22和稳压管D12组成,比较器接成迟滞比较方式,一旦过载,即可锁定状态。正常工作时,通过0. 1上的最大电流幅度Im =Vcc /(R + 0. 1) , 0. 1上的最大压降为0. 1 *Im ,经放大后输出的电压幅值为Vim *AV = 0. 1 *Im *AV ,检波后的直流电压稍小于此值,此时比较器输出低电平, T13截止,继电器J1不吸合,处于常闭状态,电源Vcc通过常闭触点送给功放。
一旦扬声器两端短路或输入电流过大, 0. 1上电流、电压增大,经过电压放大、峰值检波后,大于比较器反相端电压,则比较器翻转为高电平并自锁, T13导通,继电器吸合,切断功放Vcc电源,功放电路得到保护。R21、C11、D10、D11组成开机延时电路,防止开机瞬间比较器自锁,关机后C11上的电压通过D10快速放掉,以保证再开机时C11的起始电压为零。
讨论D类放大器工作于开关状态,无信号输入时无电流,而导通时,没有直流损耗。事实上由于关。
7.求 高效音频功率放大器设计 论文
这份设计已经做好了,看可以给i用。
音频功放全名为音频功率放大器,是用于推动扬声器发声,从而重现声音的功放装置,凡是发声的电子产品中都要用到它。
音频功放的基本原理
音频功放实际上就是对比较小的音频信号进行放大,使其功率增加,然后输出。前置放大主要是完成对小信号的放大,使用一个同向放大电路对输入的音频小信号的电压进行放大,得到后一级所需要的输入。后一集的主要对音频进行功率放大,使其能够驱动电阻而得到需要的音频。
音频功放的主要性能指标有输出功率,频率响应,失真度,信噪比,输出阻抗,阻尼系数等。
输出功率
输出功率:单位为W,由于各厂家的测量方法不一样,所以出现了一些名目不同的叫法。例如额定输出功率,最大输出功率,音乐输出功率,峰值音乐输出功率。
音乐功率
音乐功率:是指输出失真度不超过规定值的条件下,音频功放对音乐信号的瞬间最大输出功率。
峰值功率
峰值功率:是指在不失真条件下,将音频功放音量调至最大时,音频功放所能输出的最大音乐功率。
额定输出功率
额定输出功率:当谐波失真度为10[%]时的平均输出功率。也称做最大有用功率。通常来说,峰值功率大 音频功放
于音乐功率,音乐功率大于额定功率,一般的讲峰值功率是额定功率的5--8倍。
频率响应
频率响应:表示音频功放的频率范围,和频率范围内的不均匀度。频响曲线的平直与否一般用分贝[db]表示。家用HI-FI音频功放的频响一般为20Hz--20KHZ正负1db.这个范围越宽越好。一些极品音频功放的频响已经做到0--100KHZ。
失真度
失真度:理想的音频功放应该是把输入的讯号放大后,毫无改变的忠实还原出来。但是由于各种原因经音 频功放放大后的信号与输入信号相比较,往往产生了不同程度的畸变,这个畸变就是失真。用百分比表示,其数值越小越好。HI-FI音频功放的总失真在0。 03[%]--0。05[%]之间。音频功放的失真有谐波失真,互调失真,交叉失真,削波失真,瞬态失真,瞬态互调失真等。
信噪比
信噪比:是指信号电平与音频功放输出的各种噪声电平之比,用db表示,这个数值越大越好。一般家用HI-FI音频功放的信噪比在60db以上。
输出阻抗
输出阻抗:对扬声器所呈现的等效内阻,称做输出阻抗。
音频功放的主要参数目前国内可达到的水平为:失真:1%,效率:90%,功率:最大20kw,频率:100hz-50khz。这些指标不是同时满足,不同频率指标有所差别。
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