第一篇：金屬探測(cè)(新型低頻功率放大器與應(yīng)用)

項(xiàng)目名稱：新型低頻功率放大器與應(yīng)用 學(xué)院：武漢交通職業(yè)學(xué)院 系部：電子信息工程系 姓名：王圣 張吉智 劉柯 指導(dǎo)老師：羅云高 趙新

摘要

根據(jù)低頻放大器的功率大，頻響好效率高的一般要求，本文提及的一種集成低頻功放，應(yīng)用了橋式電路使得能夠運(yùn)用在低電壓的環(huán)境下，而輸出足夠的功率。配合前置放大和金屬探測(cè)功能，體現(xiàn)了低頻放大器的多用途特性。

關(guān)鍵詞：

功率放大 非線性失真

差拍

低頻功率放大器是指一類工作在頻率在10hz-10Khz，輸出用于拖動(dòng)功率大的負(fù)載的交流放大器。常用于音頻設(shè)備推動(dòng)揚(yáng)聲器或者用于工業(yè)領(lǐng)域。具體產(chǎn)品有收音機(jī)、擴(kuò)音機(jī)，電視的放大單元，一些新技術(shù)的加工設(shè)備也可用上低頻功率放大器。低頻功率放大器發(fā)展從古老的電子管放大器，經(jīng)歷了晶體管、集成電路的元件升級(jí)，由于不同技術(shù)需要，低電壓的，高效率開關(guān)型低頻功率放大器也得到長(zhǎng)足發(fā)展。

對(duì)低頻功率放大器一般要求是：

（1）輸出功率要大。一般采用提高電源電壓，綜合平衡無(wú)變壓器電路，采用大功率，低管耗的元件辦法實(shí)現(xiàn)。

（2）效率η要高：放大器的效率η定義為：η=交流輸出功率/直流輸入功率。為了提高整體效率，使用高效率低噪聲開關(guān)電源，低頻功率放大器也用上了PWM脈寬調(diào)制技術(shù)，使功率管工作在開關(guān)狀態(tài)，管耗降到最低，效率可達(dá)到90%以上,廣場(chǎng)大會(huì)擴(kuò)音設(shè)備常采用。

（3）非線性失真在允許范圍內(nèi)：由于功率放大器在大信號(hào)下工作，所以非線性失真是難免的。問題是要把失真控制在允許范圍內(nèi)，對(duì)于克服非線性失真，有的是從主觀聽覺上來(lái)對(duì)非線性失真進(jìn)行評(píng)價(jià)，這樣難以形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)在公認(rèn)技術(shù)上是主要采用掃頻方式進(jìn)行低頻功率放大器幅頻特性測(cè)試，找到幅頻特性不平的位置進(jìn)行調(diào)整。使失真得以減輕。

實(shí)際工作中，為了多用途的目的，可以選擇集成功率放大器，這樣綜合指標(biāo)容易達(dá)到，其價(jià)格也容易滿足要求，而電源采用開關(guān)型，節(jié)約了金屬資源，體積也小得多。

功率放大器按工作狀態(tài)和電路形式可分成以下幾種：

（1）甲類功率放大器：在整個(gè)信號(hào)功率范圍內(nèi)內(nèi)，存在相同的集電極電流，效率只有10-30%，如果要達(dá)到同乙類放大器同樣的輸出，消耗電力大3倍，散熱器和功放的體積也大得多，而且在大功率運(yùn)用失真現(xiàn)象很嚴(yán)重；

（2）乙類功率放大器：只有半個(gè)信號(hào)周期內(nèi)，存在集電極電流，按電路形式它又可分為：

1）雙端推挽電路（DEPP）要使用音頻變壓器，消耗金屬資源。2）單端推挽電路（SEPP）也要使用音頻變壓器。3）平衡無(wú)變壓器電路（BTL）。現(xiàn)在普遍采用。

在實(shí)際運(yùn)用中，為了克服交越失真，推挽式電路是工作于甲、乙類狀態(tài)的。

集成功率放大器也是工作于甲、乙類狀態(tài)的，其效率最高可以達(dá)到78%。本文所述的利用一款流行的TDA2030模塊進(jìn)行組裝功率放大器，用于話筒的音頻放大和金屬異物檢測(cè)的應(yīng)用。這樣設(shè)備就要包括對(duì)微小的音頻電壓進(jìn)行前置放大器放大，還有金屬檢測(cè)電路，包括內(nèi)外雙LC振蕩器, 外振蕩器的線圈因?yàn)榻饘俅嬖谠斐筛辛孔兓c內(nèi)振蕩器頻率產(chǎn)生差拍，差拍頻率在音頻范圍時(shí)，使得集成功率放大器發(fā)出聲音。

1、集成電路功率放大器

給定條件

設(shè)計(jì)一款額定輸出功率為10 ~ 20W的低失真集成電路功率放大器，要求電路簡(jiǎn)潔，制作方便、性能可靠。性能主要指標(biāo)：

輸出功率：10 ~ 20W（額定功率）；

頻率響應(yīng)：20Hz ~ 100kHz非線性失真允許范圍（≤3dB）

諧波失真：≤1％(10W,30Hz~20kHz）；

輸入靈敏度：50mV（1000Hz，額定輸出時(shí)）

2、設(shè)計(jì)內(nèi)容

該電路用兩片TDA2030連接成橋式放大器，上下結(jié)構(gòu)和參數(shù)完全相同，下面的模塊通過22K負(fù)反饋電阻受控于上面模塊的輸出。二極管In4001用于防止揚(yáng)聲器電感負(fù)載的過電壓損換模塊。電路放大系數(shù)由輸出端腳4和輸入端腳2的電阻來(lái)調(diào)整。當(dāng)下面的模塊放大受到控制后，與之串聯(lián)的揚(yáng)聲器電路電流自然受到控制。由于上下兩個(gè)模塊輸出直流電位一致，可以省去連接揚(yáng)聲器體積很大的隔直電容，該電路還有一個(gè)特點(diǎn)就是比單TDA2030放大器需要的低一倍，特別適用于便攜設(shè)備。

下面還有一種單電源接法的功率放大器電路原理圖，這種電路由于電源單一，易于用于開關(guān)電源。

用于話筒微小電壓的音頻放大的前置放大器是用運(yùn)放lm358做話筒電壓放大和阻抗變換。這樣的例子較多，電路圖比較簡(jiǎn)單。

比較復(fù)雜的是金屬探測(cè)單元。見圖2。輸出Vout經(jīng)過幅度調(diào)整和高頻濾波后連接低頻放大器。簡(jiǎn)單原理是用兩個(gè)門電路做的約400khz高頻振蕩器，將高頻信號(hào)送到第3個(gè)門電路后，如果頻率相同，就沒有音頻輸出，如果L2感應(yīng)到金屬物體就會(huì)改變感量，即使千分之一的變化，也會(huì)使門電路差拍輸出頻率變化的音頻。從而使低頻功放隨著探測(cè)不同的物體發(fā)出不同的聲音。L1線圈應(yīng)加上屏蔽罩。C1可調(diào)，使沒有檢測(cè)物體時(shí)，兩個(gè)振蕩器頻率基本一致。

圖2 金屬探測(cè)單元

這樣的3個(gè)單元組成的低頻放大器應(yīng)用裝置框圖如圖3，這樣應(yīng)用裝置既可作為喊話器也可作為金屬探測(cè)儀。

圖3 裝置框圖

作者簡(jiǎn)介：武漢交通職業(yè)學(xué)院

電子信息工程系 09級(jí) 王圣

指導(dǎo)教師：羅云高

10級(jí)

王圣 張吉智 劉柯

武漢交通職業(yè)學(xué)院 大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目資助

參考文獻(xiàn)：低頻電子線路

傅豐林(編者)

高教出版社 低頻功率放大器的可靠性設(shè)計(jì)

江南大學(xué)學(xué)報(bào)

程正務(wù)等

第二篇：實(shí)驗(yàn)三 低頻功率放大器

實(shí)驗(yàn)三

低頻功率放大器——OTL功率放大器

（即原資料的實(shí)驗(yàn)十六）

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、進(jìn)一步理解OTL功率放大器的工作原理。

2、加深理解OTL電路靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整方法。

3、學(xué)會(huì)OTL電路調(diào)試及主要性能指標(biāo)的測(cè)試方法。

二、實(shí)驗(yàn)儀器

1、雙蹤示波器

2、萬(wàn)用表

3、毫伏表

4、直流毫安表

5、信號(hào)發(fā)生器

三、實(shí)驗(yàn)原理

圖16-1 OTL功率放大器實(shí)驗(yàn)電路

圖16-1所示為OTL低頻功率放大器。其中由晶體三極管T1組成推動(dòng)級(jí)（也稱前置放大級(jí)），T2、T3是一對(duì)參數(shù)對(duì)稱的NPN和PNP型晶體三極管，它們組成互補(bǔ)推挽OTL功放電路。由于每一個(gè)管子都接成射極輸出器形式，因此具有輸出電阻低，負(fù)載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，T1管工作于甲類狀態(tài)，適合于作功率輸出級(jí)。它的集電極電流IC1由電位器RW1進(jìn)行調(diào)節(jié)。IC1的一部分流經(jīng)電位器RW2及二極管D，給T2、T3提供偏壓。調(diào)節(jié)RW2，可以使T2、T3得到合適的靜態(tài)電流而工作于甲、乙類狀態(tài)，以克服交越失真。靜態(tài)時(shí)要求輸出端中點(diǎn)A的電位UA?1UCC，可以通過調(diào)節(jié)RW1來(lái)實(shí)現(xiàn)，又由于RW1的一端接在A點(diǎn)，因此在2電路中引入交、直流電壓并聯(lián)負(fù)反饋，一方面能夠穩(wěn)定放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)，同時(shí)也改善了非線性失真。

當(dāng)輸入正弦交流信號(hào)Ui時(shí)，經(jīng)T1放大、倒相后同時(shí)作用于T2、T3的基極，Ui的負(fù)半周使T2管導(dǎo)通（T3管截止），有電流通過負(fù)載RL（用嗽叭作為負(fù)載RL，嗽叭接線如下：

只要把輸出Uo用連接線連接到插孔LMTP即可），同時(shí)向電容C0充電，在Ui的正半周，T3導(dǎo)通（T2截止），則已充好電的電容器C0起著電源的作用，通過負(fù)載RL放電，這樣在RL上就得到完整的正弦波。

C2和R構(gòu)成自舉電路，用于提高輸出電壓正半周的幅度，以得到大的動(dòng)態(tài)范圍。由于信號(hào)源輸出阻抗不同，輸入信號(hào)源受OTL功率放大電路的輸入阻抗影響而可能失真，R0作為失真時(shí)的輸入匹配電阻。調(diào)節(jié)電位器RW2時(shí)影響到靜態(tài)工作點(diǎn)A點(diǎn)的電位，故調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)采用動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)方法。為了得到盡可能大的輸出功率，晶體管一般工作在接近臨界參數(shù)的狀態(tài)，如ICM，U（BR）CEO和PCM，這樣工作時(shí)晶體管極易發(fā)熱，有條件的話晶體管有時(shí)還要采用散熱措施，由于三極管參數(shù)易受溫度影響，在溫度變化的情況下三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)也跟隨著變化，這樣定量分析電路時(shí)所測(cè)數(shù)據(jù)存在一定的誤差，我們用動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)方法來(lái)調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)，受三極管對(duì)溫度的敏感性影響所測(cè)電路電流是個(gè)變化量，我們盡量在變化緩慢時(shí)讀數(shù)作為定量分析的數(shù)據(jù)來(lái)減小誤差?！鵒TL電路的主要性能指標(biāo)：

1、最大不失真輸出功率Pom

21UCC理想情況下Pom?，在實(shí)驗(yàn)中可通過測(cè)量RL兩端的電壓有效值，來(lái)求得實(shí)際的

8RL2U0

Pom?

（16-1）

RL2、效率η

??Pom?100%

（16-2）PEPE—直流電源供給的平均功率

理想情況下ηmax＝78.5%。在實(shí)驗(yàn)中，可測(cè)量電源供給的平均電流Idc（多測(cè)幾次I取其平均值），從而求得

PE?UCC?Idc（16-3）

負(fù)載上的交流功率已用上述方法求出，因而也就可以計(jì)算實(shí)際效率了。

四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1、關(guān)閉系統(tǒng)電源。按圖16-1正確連接實(shí)驗(yàn)電路。

2、用動(dòng)態(tài)調(diào)試法調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)，先使RW2＝0，Us接地。

3、打開系統(tǒng)電源，用萬(wàn)用表測(cè)量Ａ點(diǎn)（即LTP2）電位，調(diào)節(jié)電位器RW1，使UA?

4、關(guān)閉系統(tǒng)電源。斷開US接地線，連接信號(hào)源輸出和US。

5、打開系統(tǒng)電源。調(diào)節(jié)信號(hào)源輸出f=1KHz、峰峰值為50mV的正弦信號(hào)作為Us，逐漸加大輸入信號(hào)的幅值，用示波器觀察輸出波形，此時(shí)，輸出波形有可能出現(xiàn)交越失真（注意：沒有飽和和截止失真）

6、緩慢增大RW2，由于RW2調(diào)節(jié)影響A點(diǎn)電位，故需調(diào)節(jié)RW1，使UA?1UCC。21UCC（在2Us=0的情況下測(cè)量）。從減小交越失真角度而言，應(yīng)適當(dāng)加大輸出極靜態(tài)電流IC2及IC3，但該電流過大，會(huì)使效率降低，所以通過調(diào)節(jié)RW2一般以50mA左右為宜（即測(cè)量LTP4和LTP2，或LTP6和LTP2之間的電壓為110mV左右為宜)。注意：

①在調(diào)整RW2時(shí)，一是要注意旋轉(zhuǎn)方向，不要調(diào)得過大，更不能開路，以免損壞輸出管。

②輸出管靜態(tài)電流調(diào)好，如無(wú)特殊情況，不得隨意旋動(dòng)RW2的位置。

測(cè)量最大輸出功率Pom

1、按上述的實(shí)驗(yàn)步驟調(diào)節(jié)好功率放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。

2、關(guān)閉系統(tǒng)電源。連接信號(hào)源輸出和US。輸出端接上嗽叭即RL。

3、打開系統(tǒng)電源。調(diào)節(jié)信號(hào)源輸出f=1KHz、30mV的正弦信號(hào)Ｕs，用示波器觀察輸出電壓ＵO波形。逐漸增大Ui，使輸出電壓達(dá)到最大不失真輸出，通過觀察示波器得到Uom的峰峰值，再用公式Uom?Uom峰峰值求出Uom的有效值，用萬(wàn)用表的歐姆檔測(cè)出RL的22阻值，最后下面公式計(jì)算出Pom。

2Uom

Pom?

RL注意：萬(wàn)用表的歐姆檔測(cè)出RL的阻值的時(shí)候，關(guān)閉系統(tǒng)電源，斷開電路連線。

五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

六、問題與結(jié)論

1、為何OTL電路會(huì)出現(xiàn)交越失真？

第三篇：低頻功率放大器課程設(shè)計(jì)報(bào)告

《電路與模擬電子技術(shù)》

課程設(shè)計(jì)報(bào)告

低頻功率放大器

一、摘要

低頻功率放大器的主要應(yīng)用是對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行功率放大，本文介紹了具有弱信號(hào)放大能力的低頻功率放大器的基本原理、內(nèi)容、技術(shù)路線。整個(gè)電路主要分為穩(wěn)壓電源、前置放大器、功率放大器、波形變換電路共4 部分。穩(wěn)壓電源主要是為前置放大器、功率放大器提供穩(wěn)定的直流電源。前置放大器主要是實(shí)現(xiàn)電壓的放大。功率放大器實(shí)現(xiàn)電流、電壓的放大。波形變換電路是將正弦信號(hào)變換成規(guī)定要求的方波信號(hào)。設(shè)計(jì)的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、實(shí)用，充分利用到了集成功放的優(yōu)良性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該功率放大器在帶寬、失真度、效率等方面具有較好的指標(biāo)、較高的實(shí)用性,為功率放大器的設(shè)計(jì)提供了廣闊的思路。

二、關(guān)鍵字

前置放大級(jí)電路

功率放大

穩(wěn)壓電源電路

波轉(zhuǎn)換電路

三、總體設(shè)計(jì)方案論證及選擇

根據(jù)課設(shè)要求, 我們所設(shè)計(jì)的低頻功率放大器應(yīng)由以下幾個(gè)部分組成：穩(wěn)壓電路、前置放大、功率放大以及波形變換電路。下面對(duì)每個(gè)單元電路分別進(jìn)行論證：

前置放大級(jí)：

設(shè)計(jì)要求前置放大輸入交流接到地時(shí)，RL=8?的電阻負(fù)載上的交流噪聲功率低于10mw因此要選用低噪音運(yùn)放。本裝置選用的優(yōu)質(zhì)低噪音運(yùn)放NE5532AI。設(shè)計(jì)要求輸入電壓幅度為5~700mV時(shí)，輸出都能以Po≥10W滿功率不失真輸出，信號(hào)需放大幾千倍，有考慮到運(yùn)放的放大倍數(shù)與通頻帶的關(guān)系，故采用兩級(jí)放大，增益調(diào)節(jié)可用電位器手動(dòng)調(diào)節(jié)，也可用自動(dòng)增益控制，但考慮到題目中的“使用”倆字（例如輸入信號(hào)不是正弦信號(hào)，而是大動(dòng)態(tài)音樂信號(hào)），本裝置采用手動(dòng)增益調(diào)節(jié)。

功率放大級(jí)：

根據(jù)設(shè)計(jì)題目要求，在供原則的功率放大可由分立元件組成，也可由集成電路完成。由分立元件組成的功放，如果電路選擇好，參數(shù)恰當(dāng)，元件性能優(yōu)越，且制作和調(diào)試的號(hào)，則性能很可能高過較好的集成功效。許多優(yōu)質(zhì)功放是分立功放。但其中有一個(gè)元件出現(xiàn)問題或是搭配不當(dāng)，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(fù)雜的保護(hù)電路。

現(xiàn)在市場(chǎng)上也有很多性能優(yōu)越的集成功放芯片，如TDA2040A,LM1875，TDA1514等。集成功放具有工作可靠，外圍電路簡(jiǎn)單，保護(hù)功能較完善，易制作易調(diào)試等特點(diǎn)，雖不及頂級(jí)功放的性能，但滿足并超過本設(shè)計(jì)的要求問題的。

綜上所述，考慮時(shí)間緊，在滿足要求的前提下，選擇易調(diào)試的集成功放。

我們熟悉的集成功放有TDA2040A，LM1875，TDA1514等，其中TDA2040A功率量不大，TDA1514外圍電路較復(fù)雜，且易自激。這兩種功放的低頻率特征都欠佳，LM1875外圍電路簡(jiǎn)單，電路熟悉，低頻特性好，保護(hù)功能齊全。它的不足之處是高頻特性較差（BW<=70KHz），但對(duì)于本設(shè)計(jì)要求的50Hz~10KHz已足夠，因此選用LM1875作功放。

波形變換電路：

直接采用施密特觸發(fā)器進(jìn)行變換與整形。而施密特電路可用高精度、高速運(yùn)算電路搭接而成，也可采用專用施密特觸發(fā)器構(gòu)成，還可以選用NE5532P電路構(gòu)成。

通過比較，本課程設(shè)計(jì)中施密特電路采用高精度、高速運(yùn)算放大器LF357構(gòu)成。

自制穩(wěn)壓電源：

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用三端集成穩(wěn)壓電源電路，選用LM7815、LM7915三端集成穩(wěn)壓器。

四、設(shè)計(jì)方案的原理框圖

圖1 總體設(shè)計(jì)

放大通道正弦信號(hào)外供正弦信號(hào)源弱信號(hào)前置放大級(jí)變換電路正、負(fù)極性對(duì)稱方波 自制直流穩(wěn)壓電源功率放大級(jí)RL=8Ω~220V50Hz

五、總體電路圖、接線圖及說(shuō)明 XFG101C210uF2V318 V 683XDA1THDU2A1C458U3B710uF9R5850%050kΩKey=AXSC1Ext Trig+_A+_B+_10NE5532AI746R21MΩ0R415kΩR31kΩ4C347uF0R61MΩ14110R71kΩ12C547uF004NE5532AIR822kΩR9V4-18 V 1350%050kΩKey=A150

圖2 前置放大電路

說(shuō)明：前置放大由兩級(jí)NE5532典型應(yīng)用電路組成，各級(jí)均采用固定增益輸出衰減組成。要求當(dāng)各級(jí)輸出不衰減，輸入Vp=5mV時(shí)，輸出Va.pp>=2.53V。

0V218 V 5XFG1514C5220uFU10C3100nFD11N400797+XSC1Ext Trig+_A_+B_8C710uF3R1100kΩ023LM1875T2R320kΩ6V1-18 V 0C2220uF0C4100nF0R21kΩ4D21N4007R48Ω10C6210uF0C147uF0

圖3 功率放大電路

說(shuō)明：功率放大器選擇用集成功放LM1875，采用典型電路，此電路中R3，R2組成反饋網(wǎng)絡(luò)，C1為直流反饋電容，R1為輸入接地電阻，防止輸入電路時(shí)引入感應(yīng)噪聲，C7為信號(hào)耦合電容，D1，D2為保護(hù)二極管，R4和C6組成退偶電路，防止功放產(chǎn)生高頻自激，C5，C2，C3，C4是電源退耦電容。

六、主要元器件選擇

1）穩(wěn)壓電路中選用LM7815、LM7915三端集成穩(wěn)壓器

2）因?yàn)長(zhǎng)F357屬于FET管，具有良好的匹配性能，輸入阻抗高、低噪聲、漂移小、頻帶寬、響應(yīng)快等特點(diǎn)，所以在正弦波一方波轉(zhuǎn)換電路中采用集成運(yùn)放LF357

3）在前置放大級(jí)電路中采用集成雙運(yùn)放NE5532,在功率放大級(jí)中采用運(yùn)放LM1875。

七、電路參數(shù)計(jì)算

前置放大計(jì)算

對(duì)于第一級(jí)放大，要求在信號(hào)最強(qiáng)時(shí)，輸出不失真，即Vp=700mV時(shí)，輸出Vom<11V(低于電源電壓1V)。所以

A1=Vom/Vp=11/0.7 =15.7 取A1=15.當(dāng)輸入信號(hào)最小，即Vpp=10mV，而輸出不衰減時(shí)

V01.pp=A1*Vi.pp=15*10=150mA 第二級(jí)放大要求輸出V02.pp>2.53V,考慮到元件誤差的影響，取V02.pp=3V，而輸入信號(hào)最小為150mV，則第二級(jí)放大倍數(shù)是

A2 = V02.pp/ V01.pp=20 功率放大計(jì)算：

LM1875開環(huán)增益為26dB，即放大倍數(shù) A=20

因?yàn)橐筝敵龅?Ω電阻負(fù)載上的功率P0>10 W。而 Vom=2Rl*P。=12.65V 加上功率管管壓降2V，則

V=Vom=12.65+2=14.65V 取電源電壓為15V

Icm=2P。*Rl=1.518A PV =2V * Icm/? =15.1W

八、Multisim仿真結(jié)果

前置放大

直流穩(wěn)壓

功率放大

波形轉(zhuǎn)換

九、收獲與體會(huì)

通過此次課程設(shè)計(jì)鍛煉，我不僅深深體會(huì)到理論知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合的不易，還深入了解并學(xué)會(huì)了一種簡(jiǎn)單實(shí)用、成本低的低頻功率放大器的電路設(shè)計(jì)方法。課設(shè)過程中為了讓自己的設(shè)計(jì)更加完善，更加符合工藝標(biāo)準(zhǔn)，一次次翻閱熱處理方面的書籍是十分必要的，同時(shí)也是必不可少的。通過這次課程設(shè)計(jì)我也發(fā)現(xiàn)了自身存在的不足之處，雖然感覺理論上已經(jīng)掌握，但在運(yùn)用到實(shí)踐的過程中仍有意想不到的困惑，經(jīng)過一番努力才得以解決。我懂得了學(xué)習(xí)的重要性，了解到理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的重要意義。

十、參考文獻(xiàn)

[1] 胡翔駿 電路分析(第二版)北京：高等教育出版社 2007 [2] 華成英、童詩(shī)白 模擬電子學(xué)基礎(chǔ)（第四版）北京：高等教育出版社 2006 [3] 黃智偉 全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽系統(tǒng)設(shè)計(jì) 北京：北京航空航天大學(xué)出版社 2006 [4] 夏路易、石宗義 電路原理圖與電路板設(shè)計(jì)教程 北京希望電子出版社 2002 [5] 谷麗華、辛?xí)詫?、么旭東 實(shí)用低頻功率放大器的設(shè)計(jì) 沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)報(bào) [6] 高玉良 電路與模擬電子技術(shù) 北京高等教育出版社

十一、附件

XSC3V120 Vrms 60 Hz 0° A+_BExt Trig+_+_D91N5402U1LM7815CTC7330nF5C810uFD11N5402D31N5402D21N5402D4C11N5402100nF03R1C31kΩ2.2mFC22.2mF0IC=35VIC=35VXSC1Ext Trig+D51N5402D71N54028D6+_A_B+_91N5402D8C41N5402100nFR21kΩC5D1001N5402C6132.2mFIC=35VU2LM7915CT002.2mFIC=35VXSC2Ext Trig+_11C1010uFC9330nF00A+_+B_0 圖2

直流穩(wěn)壓電路

說(shuō)明：直流穩(wěn)壓電源部分為整個(gè)功放電路提供能量，根據(jù)設(shè)計(jì)的前置放大級(jí)電路和功率放大級(jí)電路的要求，僅需要穩(wěn)壓電源輸出的一種直流電壓即+15V。因三端穩(wěn)壓器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、外圍元器件少、性能優(yōu)良、調(diào)試方便等顯著優(yōu)點(diǎn)，故本設(shè)計(jì)中采用三端穩(wěn)壓電路。兩組獨(dú)立的20V交流，經(jīng)過橋堆整流，大電容濾波，再加0.1uF小電容濾掉電源中的高頻分量?？紤]到制作過程中電源空載時(shí)的電容放電可在輸出電容并上1K大功率電阻。另外還要給7815，7915來(lái)獲得+15V、萬(wàn)一輸入端短路，大電容放電會(huì)使穩(wěn)壓塊由于反電流沖擊而損壞，加兩個(gè)二極管可使反相電流流向輸入端起保護(hù)作用。

V260V140XSC11R410kΩ2D21N4728A5R510kΩR6831Ext Trig+3C1818 V U1A330nF1824NE5532PV370C2-18 V 330nFU2A+_AB_+_R310kΩ700mVrms 1000 Hz 0° 30924NE5532P1kΩD1Key=A1N4728A050% 圖5 波形變換電路（NE5532P）

說(shuō)明：將1KHZ的正弦波變?yōu)橥l率的對(duì)稱方波。因LF357屬于FET管，具有良好的匹配性能，輸入阻抗高、低噪聲、漂移小、頻帶寬、響應(yīng)快等特點(diǎn)，所以本課程設(shè)計(jì)中施密特電路采用高精度、高速運(yùn)算放大器LF357構(gòu)成，而NE5532運(yùn)放做隔離用。

第四篇：低頻功率放大器概述

第4章 低頻功率放大器

【課題】

4.1低頻功率放大器概述

【教學(xué)目的】

1．了解低頻功率放大器基本要求。2．掌握功率放大器的三種工作狀態(tài)。3．了解功率放大器的常用耦合方式。【教學(xué)重點(diǎn)】

1．低頻功率放大器基本要求。2．低頻功率放大器的分類?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】

1．低頻功率放大器基本要求。2．功率放大器的三種工作狀態(tài)?！窘虒W(xué)參考學(xué)時(shí)】

1學(xué)時(shí) 【教學(xué)方法】

講授法 【教學(xué)過程】

一、引入新課

1．復(fù)習(xí)電壓放大器主要任務(wù)。

2．列舉低頻功率放大器的應(yīng)用：如擴(kuò)音系統(tǒng)或收音機(jī)電路中的功放電路。

二、講授新課

4.1.1低頻功率放大電路的基本要求

功率放大器作為放大電路的輸出級(jí), 具有以下幾個(gè)特點(diǎn)和基本要求： 1．能向負(fù)載輸出足夠大的不失真功率

由于功率放大器的主要任務(wù)是向負(fù)載提供不失真的信號(hào)功率，因此，功率放大器應(yīng)有較高的功率增益，即應(yīng)有較高的輸出電壓和較大的輸出電流。

2．有盡可能高的能量轉(zhuǎn)換效率

功率放大器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換器，它將電源供給的直流能量轉(zhuǎn)換成交流信號(hào)的能量輸送給負(fù)載，因此，要求其轉(zhuǎn)換效率高。

3．盡可能小的非線性失真

由于輸出信號(hào)幅度要求較大，功放管（三極管）大都工作在飽和區(qū)與截止區(qū)的邊沿，因此，要求功放管的極限參數(shù)ICm、PCm、V（BR）CEO等除應(yīng)滿足電路正常工作外還要留有一定余量，以減小非線性失真。4．功放管散熱性能要好

直流電源供給的功率除了一部分變成有用的信號(hào)功率以外，還有一部分通過功放管以熱的形式散發(fā)出去（管耗），因此，降低結(jié)溫是功率放大器要解決的一個(gè)重要問題。4.1.2低頻功率放大器的分類

1．按電路工作狀態(tài)分類（1）甲類功放電路

甲類功放電路中的功放管始終工作在三極管輸出特性曲線的線性部分如圖4.1（a）所示，即在輸入信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)，功放管始終導(dǎo)通，故電路輸出波形失真小，但因靜態(tài)時(shí)，功放管處于導(dǎo)通狀態(tài)，且靜態(tài)電流（ICQ）較大，電路轉(zhuǎn)換效率較低，理想情況下最大效率達(dá)50%。

（2）乙類功放電路

乙類功放電路在靜態(tài)時(shí)，功放管處于截止?fàn)顟B(tài)，如圖4.1（b）所示，即在輸入信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)，功放管只在輸入信號(hào)的半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通的。因此，電路需用兩只參數(shù)基本一致的功放管輪流工作（推挽）才能輸出完整的波形信號(hào)。由于靜態(tài)電流為零，電路轉(zhuǎn)換效率較高，理想情況下可達(dá)78.5%，但因電路輸出波形存在交越失真（注：該內(nèi)容將在4.2 常用低頻功率放大器中學(xué)習(xí)），需解決失真問題。

（3）甲乙類功放電路

甲乙類功放電路在靜態(tài)時(shí)，功放管處于微導(dǎo)通狀態(tài)，如圖

4.1（c）所示，即在輸入信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)，功放管只在輸入信號(hào)的大半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通。與乙類功率放大器電路一樣，需用兩只參數(shù)基本一致的功放管輪流工作（推挽）才能輸出完整的波形信號(hào)。由于靜態(tài)時(shí)管子仍然處于導(dǎo)通狀態(tài)，因此，在輸入信號(hào)很小時(shí)，兩個(gè)功放管同時(shí)都工作，克服了交越失真。電路轉(zhuǎn)換效率略低于乙類，原因是靜態(tài)時(shí)電路中仍有很小的電流，電路會(huì)消耗部分電源功率。

圖4.1 功放管的三種工作狀態(tài) 2．按耦合方式分類

（1）阻容耦合功放電路——功放電路輸出端通過耦合電容連接負(fù)載，如：OTL功放電路。（2）變壓器耦合功放電路——功放電路輸出端通過變壓器連接負(fù)載。變壓器具有阻抗變換作用，可使負(fù)載獲得最大功率，但由于有變壓器體積大、損耗大、頻率特性差等不足之處，目前應(yīng)用不多。

（3）直接耦合功放電路——功放電路輸出端無(wú)需通過任何元件而直接與負(fù)載相連，如：OCL功放電 路及集成功放電路。

三、課堂小結(jié)

1．低頻功放電路的基本要求。2．低頻功放電路的分類。

四、課堂思考

P97思考與練習(xí)題1、2、3。

五、課后練習(xí)

P108

一、填空題：1~4；

二、判斷題：2；

三、選擇題：1~4。

第五篇：專業(yè)英語(yǔ)低頻功率放大器翻譯

低頻功率放大器（G題）

湖北師范學(xué)院 吳 龍 霍姣姣 許成龍

賽前輔導(dǎo)教師：彭 琦 周兆豐 田開坤 曹庭水 文稿輔導(dǎo)教師:侯向鋒 張學(xué)文

摘要：本設(shè)計(jì)主要由低噪聲放大電路、帶阻濾波電路、信號(hào)放大電路、功率放大電路、峰值檢波電路、單片機(jī)控制、AD轉(zhuǎn)換、LCD顯示、穩(wěn)壓電源等電路組成。低噪聲放大電路選取甚低噪聲寬帶高精度運(yùn)算放大器OP37，并采用并聯(lián)負(fù)反饋結(jié)構(gòu)，具有良好的抗共模干擾能力。帶阻濾波器在50Hz頻率點(diǎn)輸出功率衰減≥6dB，阻帶頻率范圍為43～57Hz，有效濾除了工頻噪聲的干擾。功率放大電路采用的是雙MOS晶體管的甲乙類推挽放大電路。設(shè)計(jì)的低頻功率放大器的通頻帶為6Hz～150kHz，很好地完成了通頻帶的擴(kuò)展。該設(shè)計(jì)采用的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，選取的器件價(jià)格便宜。測(cè)試結(jié)果表明，該低頻功率放大器可以很好地實(shí)現(xiàn)對(duì)低頻信號(hào)的放大作用，具有較高的實(shí)用性，其輸出帶寬、功率、效率等都達(dá)到了較高的指標(biāo)，為低頻功率放大器的設(shè)計(jì)提供了廣闊的思路。關(guān)鍵詞：功率放大器、OP37、MOS晶體管、輸出功率

Low frequency power amplifier(G)Hubei Normal University Wu dragon Huo Jiaojiao Xu Chenglong Pre-game counseling teachers: Peng Qi Zhou Zhaofeng Tian Kaikun Cao Tingshui presentation counseling teacher : Hou Xiangfeng Zhang Xuewen Abstract: mainly by the design of the low noise amplifier circuit, filter circuit, a signal amplifying circuit, a power amplification circuit, a peak detection circuit, SCM control, AD conversion, LCD display, regulated power supply circuit.Low noise amplifier circuit selection very low noise wideband high precision operational amplifier OP37, and the use of parallel negative feedback structure, with good anti interference capability.Band stop filter in50Hz frequency point output power attenuation was more than 6dB, the stopband frequencies in the range of 43~ 57Hz, effectively filtering the power frequency interference 1

noise.Power amplifying circuit using the double MOS transistor class AB push-pull amplifier circuit.Design of low-frequency power amplifier passband is 6Hz ~150kHz, done a good bandwidth expansion.The design adopts the circuit structure is simple, the selected device cheap.The test results show that, the low frequency power amplifier can realize the on the low frequency signal amplifying function, with high practicality, its output bandwidth, power, efficiency of all reached a high index, for low frequency power amplifier design provides a broad thinking.Key words: power amplifier, OP37, MOS, output power transistor