低频功率放大器设计论文(编辑修改稿)

低频功率放大器设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

F i l e : F : \ p r o t e i 1 99 \毕业设计 \毕业设计 .D d b D r a w n B y:L F 3 5 7R11 0KR21 0KR37 5KR41 .5 KR51 0KD1D2C15 6P FC21 00 P FRW5 .6 K V C C+ V C CUiUoU o 1U o 0V z = 177。 3 V 图 2 波形变换电路 此电路中， 21C 和 22C 为脉冲加速电容，可以减少方波脉冲上升时间和下降时间 ,可以取 56pF和 100pF。 21RP 可以将输出幅度调整至200mV，可选用 10K。 24R 为限流电阻，限制稳压二极管电流 1VD 、 2VD ，保证输出方波幅度稳定。 （ 1）确定输出电压 OU ZO VU  ，比较器输出高低电平为 ZV ZOH VU  、 ZOL VU  （ 2） U 和 U 的表达式（当 U = U 时，输出电压状态发生跳变） iUU  ，O2322 23 URR RU  （ 3）门限电位 Z2322 23H VRR RE m )( VRR RE Z2322 23L m 当 mHU Ei  时， 0U39。 O ， zVUO ； 当 mLU Ei  时， 0U39。 O ， zVUO。 迟滞宽度2322Z23LH RR V2REEV  mm。 令 K10R23 （假设迟滞比较器的迟滞宽度  ） 则23Z22 R1)V2V(R  7 5 . 7 1 K1 0 K1)0 . 732( ，取  K75R 22 21R 近似等于 23R ，即 10KR21 图 4 中集成运算放大器可采用转换速率 SR 10V/uS，增益带宽积 GBW 10MHZ 的运放芯片，如 LF35 OP1 OP3 NE5534 等。 电路接成迟滞电压比较器结构，为保证输出方波幅度稳定输出使用 2只稳压二极管 D D2，稳压值为 Vz=177。 3V。 R4 为稳压二极管的限流电阻，把流过 D D2 的电流限定在 6mA 左右。 C C2 为脉冲加速电容，它可以进一步减少方波脉冲时间上升和下降时间。 假设迟滞比较器的迟滞宽度Δ V=EmHEmL=，则 R3 可用下式来确定 R3=（ 2Vz/Δ V 1） R2=（ 2*3/） *10= KΩ 取 R3=75 KΩ如电路采用LF357 集成运放，则输出方波的上 升时间和下降时间可做到小于。 调节 RW，输出幅度可调节到 200mV，满足题目指标要求。 弱信号前置放大级电路： 前置放大电路可以采用集成运算放大器构成的前置放大器 ,也可以采用专用前置放大器 IC构成的前置放大器电路 ,从经济方面考虑本设计采用的是集成运算放大器方案 ,设计前置放大器可供选用的集成运算放大器有很多 ,有 LF34LF35 LF35 LF35 0P1 OP3 NE553 NE5534等。 主要考虑的技术指标是带宽、电压增益、转换速率、噪声和电流消耗等。 为提高前 置放大器电路输入电阻和共模抑制性能 ,减少输出噪声 ,采用集成运算放大器构成前置放大器电路时 ,必须采用同相放大电路结构 ,电路如图 3所示。 如图 3同相放大电路结构的前置放大电路 为了尽能保证不失真放大 ,图 3采用两级运算放大器电路 A1和 A2,每级放大器的增益取决于 R R2和 R R4,即 AvA=1+R2/R1,AVB=1+R4/R3。 由上述分析可知 ,低频功率放大器的总增益为 68dB,两级前置放大器的增益安排在 50dB左右比较合适 ,每级 增益在 25dB左右 ,以保证充分发挥每级的线性放大性能并满足带宽要求 ,从而可保证不失真 ,即达到保真放大质量。 图 3中 C C2分别为隔直流电容 ,是为满足各级直流反馈、稳定直流工作点而加的。 但对于交流成分 , C C2必须呈现短路状态 ,即要求 C C2的容抗远小于 R R3的阻值。 C C4为耦合电容 ,为保证低频响应 ,要求其容抗远小于放大器的输入电阻。 R R6为各级运放输入端的平衡电阻 ,通常 R5=R2,R6=R4。 一个采用两级 NE5532(C1:A和 C1:B)构成的前置放大器如图 4所示。 各级均采用固定增益加 输出衰减组成 ,要求当各级输出不衰减 ,输入 mVU PPI 5,  时， 输出 VU PPO , 。 对于第一级放大器 ,要求杂信号最强时 ,输出不失真 ,即在 mVU PPI 700,  时 , 输出 VUOM 11。 所以  POM UUA 取 151A。 当输入信号最小 ,即 PPIU, =10mV 而输出不衰减时 PPOU ,1 =A1 PPIU, =15 10=150 mV。 第二级放大要求输出 PPOU ,2 ≥ ,考虑到元件误差的影响 ,取PPOU ,2 =3V,而输入信号最小为 150 mV,则第二级放大器倍数为PPOUA  ,21 / PPOU ,1 =3/=20取 2A =22。 因此 ,取 R6 =1K, R7 =15K, R17 =22K, R18 =1K。 跟随电路 具有输入电阻大，输出电阻小的特点，可以做多级放大器的中间级，即缓冲级。 说得通俗一点，就是做阻抗变换，使前后级之间实现阻抗匹配。 所以两级放大电路前加了跟随电路实现 阻抗匹配。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 2 9 N ov 20 0 9 S he e t o f F i l e : F : \ p r o t e i 1 99 \毕业设计 \毕业设计 .D d b D r a w n B y:A1N E 55 3 2 A2N E 55 3 2R11KR22 0KR31KR42 0KR51M R61MR w 15 0KR w 25 0KUoA0N E 55 3 2R71M+C14 .7 u F+ C21 0u F+C34 7u F+ C41 0u F+C54 7u F+ 15 V+ 15 V+ 15 V 1 5 V 1 5 V 1 5 VS1波形变换输出信号Ui 如图 4两级 NE5532构成的前置放大电路 功 率放大电路 前面已经说过功率放大电路可由 分立元件组成也可以由集成 功放组成。 分立元件组成的 功率放大电路 ，如果电路选择得好，参数选择恰当，元件性能优良，设计和调试的好，则性能也很优良。 在分立元件组成 功率放大电路 中由三极管、二极管、电阻、电容等器件组成的核心电路，提供了自由调整的余地。 但分立元件组成的 功率放大电路 只要其中一个环节出现问题，则性能会低于一般集成 功率放大电路。 而且为了不致过载、过流、过热等损坏元件，需要加以复杂的保护电路。 集成 功率放大电路 成熟，低频性能好，内部设计具有复合保护电路，可以增加其工作的 可靠性，尤其集成厚膜器件参数稳定，无须调整，信噪比较小。