文档介绍：低频功率放大器(G)[高职高专组]摘要本系统主要由前置放大电路、OCL功率放大电路、AD采样保持电路、STC12C5410AD单片机最小系统和直流稳压供电电路等组成。具有测量并显示功率放大器输出功率(正弦信号输入时)、直流电源的供给功率和整机效率的功能,测量值误差小而稳定,完成了题目所有的基本要求及发挥部分的扩展要求。输出功率≥5W,输出波形无明显失真。通频带为10Hz~35kHz。输入电阻为600Ω。输出噪声电压有效值V0N≤5mV。整机效率为37%。关键词:OCLSTC12C5410AD单片机采样一、系统方案根据题目设计要求,我们的系统总体方框图如图1所示。电压信号输入后,首先经过前置放大电路放大信号电平、提高信噪比,然后放大后的信号经过功率放大电路进行能量的转换,之后进行电压、电流的采样,再经过峰值保持电路来采样得出输出功率。还要从稳压电源进行电压采样,也同样得出输入功率。图1低频功率放大器系统总框图二、主体电路的方案论证与比较1、前置放大电路本题要求对带宽为10Hz~50kHz的5mV正弦信号进行放大,因此必须选用低噪声、高保真、高增益、快响应、宽带音响集成电路构成。符合上述条件的集成电路有:TA7120P、TA7322P、TA7668AP/BP、NE5532、M5212L、M5213L、LM1875、TDA1514D,NE5532,NE5534等。方案1:集成运放前置放大级:集成运放构成前置放大电路时,为提高共模抑制性能,减少输出噪声,必须采用同相放大电路结构,如图2所示。图中,每级增益取决于R1,R2和R3,R4。要求C1,C2的容抗远小于R1,R3的阻值。C3,C4的容抗远小于放大器的输入电阻。优点是高保真放大质量,但抗干扰能力较弱。方案2:专用集成电路前置放大级。目前专用的低频前置集成放大器很多,图2而且性能优越,完全可以自由选用。例如夏普的IR3R18,IR3R16。本系统选用AD公司的AD620,仅用一只外接电阻设置增益,范围为2到1000,失真系数小于1%,BW=800kHz。因此,只需用单级就足够了,很好的满足了题目的要求。该方案的优点是外围元件少,安装方便,无需调整,抗干扰能力特别强。2、功率放大电路方案一:采用专用的音响集成芯片。符合题目要求的集成芯片有许多,有TA7240AP、TA7241AP、TA7270、TA7271P等代表的音响集成芯片。它们的主要优点是失真小、噪声小、音质纯且价格便宜。但不符合题目的要求方案二:采用分立元件构成OCL电路。驱动级采用集成运放,整个功放级采用大环大电压负反馈。这种方案的优点是由于反馈深度容易控制,故放大倍数容易控制。且失真度可以做到很小,使音质纯净。功放管可以采用复合功率管或者MOSFET功率管。由于MOSFET功率管具有激励功率小,输出功率大,安全可靠无需加保护措施,工作频率高,偏置简单等优点。因此本方案采用MOSFET功率管来实现。3、AD采样电路方案一:交流采样利用专用的交流有效值转化芯片,转换后的电压有效值和交流有效值直接送单片机处理后得到功率值。输入的功率此方法简单但是由于时间有限很难在短时间购买到此类芯片。方案二:利用双极性的AD芯片对输入的交流信号的电压值和电流值利用保持器进行保持后再把保持的电压信号和电流信号每个周期分成同等采样64个点进行采样这样能很好的测出交流信号