文档介绍：低频放大电路实验报告课程设计报告所属院系:专业:课程名称:电子技术基础上设计题目:低频功率的放大器设计班级: 学生姓名:学生学号:指导老师:完成日期:、设计思路1系统原理框图2设计方案设计本系统有两种方案,一种方案是采用集成电路与分立元件相结合的方案,另一种是全部采用集成芯片的方案。为尽可能的降低噪声影响,减小非线性失真,以及考虑到外围元器件过多会给系统引入噪声等干扰因素造成不利影响,本设计采用方案二:全部采用集成运放芯片搭建电路。为满足题目规定的指标要求,减小非线性失真,提高电路的高频和低频特性,我们决定在前置放大级电路中采用集成双运放NE5532,在正弦波一方波转换电路中采用集成运放LF357,在功率放大级中采用运放LM1875。二、单元电路设计1波形变换电路:设计电路如图1所示,我们直接采用施密特触发器进行波形变换与整形,选用高精度、高速运算放大器LF357构成施密特触发器。根据题目要求,变换后的方波要正、负对称,频率为1000Hz,上升和下降时间≤1us,电压的峰-峰值为200mV。因为LF357属于FET管,具有良好的匹配性能,输入阻抗高、低噪声、漂移小、频带宽、响应快等特点,完全可以满足技术指标要求。图1波形变换电路此电路中,和为脉冲加速电容,可以减少方波脉冲上升时间和下降时间,可以取56pF和100pF。可以将输出幅度调整至200mV,可选用10K。为限流电阻,限制稳压二极管电流、,保证输出方波幅度稳定。(1)确定输出电压,比较器输出高低电平为、(2)和的表达式(当=时,输出电压状态发生跳变),(3)门限电位当时,,;当时,,。迟滞宽度。令(假设迟滞比较器的迟滞宽度)则,取近似等于,即图1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LF357、OP-16、OP-37、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D1、D2,稳压值为Vz=±3V。R4为稳压二极管的限流电阻,把流过D1、D2的电流限定在6mA左右。C1、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ΔV=EmH-EmL=,则R3可用下式来确定R3=(2Vz/ΔV-1)R2=(2*3/-1)*10==75KΩ如电路采用LF357集成运放,。调节RW,输出幅度可调节到200mV,满足题目指标要求。2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LF347、LF353、LF357、LF356、0P-16、OP-37、NE5532、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。图2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R1、R2和R3、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2中C1、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,C1、C2必须呈现短路状态,即要求C1、C2的容抗远小于R1、R3的阻值。C3、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。R5、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3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,输入时,输出。对于第一级放大器,要求杂信号最强时,输出不失真,即在时,输出。所以取。当输入信号最小,即=10mV而输出不衰减时=A1×=15×10=150mV。第二级放大要求输出≥,考虑到元件误差的影响,取=3V,而输入信号最小为150mV,则第二级放大器倍数为/=3/=20取=22。因此,取R=1K,R=15K,R=22K,R=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