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文檔簡介
1、1緒論31.1課題背景及目的31.2國內(nèi)外研究狀況32設(shè)計(jì)原理53前置放大電路63. 1基本差分放大器63. 1. 1基本原理電路及特點(diǎn)63. 1.2 1作原理73. 2長尾式差動(dòng)放大電路83. 3差動(dòng)放大器的主要指標(biāo)113.4具有調(diào)零電路的差動(dòng)放大器113. 5恒流源差動(dòng)放大電路124濾波電路類型及分析134. 1低通濾波器134. 2高通濾波器184. 3其它濾波器205功率放大電路255.1功率放大電路的特點(diǎn)255. 2功率放大電路的工作狀態(tài)分類275. 3電路的組成295. 3. 1甲乙類雙電源互補(bǔ)對(duì)稱電路305. 3. 2甲乙類單電源互補(bǔ)對(duì)稱電路305. 33復(fù)合管功率放大電路315
2、.4集成功率放大電路335.4. 1 lm324運(yùn)放集成電路345. 4. 2 tda2003集成功率放大器346整體電路原理圖367安裝調(diào)試與性能測(cè)試377. 1運(yùn)放的調(diào)試377.2功放的調(diào)試377. 3系統(tǒng)調(diào)節(jié)38結(jié)論39參考文獻(xiàn)40附錄41附錄a語音放大電路的元件清單42附錄b集成運(yùn)算放大器lm324的管腳圖及基本參數(shù)421緒論1.1課題背景及目的在日常生活和工作中,經(jīng)常會(huì)遇到這樣一些問題:如在檢修各種機(jī)器設(shè)備時(shí), 常常需要能依據(jù)故障設(shè)備的異常聲響來尋找故障,這種異常聲響的頻譜覆蓋而往 往很廣,需要高亮度的聲咅以傳達(dá)消息,例如校園廣播,大型會(huì)議等,而僅僅憑 人們自己的喉嚨是無法實(shí)現(xiàn)的,因
3、而要用到信號(hào)放大器。聲音信號(hào)頻率低,在放 大的過程屮極易受到外界的干擾,又如:在打電話吋,有吋往往因聲音太大或干 擾太大而難以聽清對(duì)方講的話,于是需要一種既能放大語音信號(hào)乂能降低外來噪 聲的儀器諸如以上原因,具有類似功能的實(shí)用電路實(shí)際上就是一個(gè)能識(shí)別不 同頻率范圍的小信號(hào)放大系統(tǒng)。所以本課題要求采用集成運(yùn)算放大器完成語咅放 大電路。有利于培養(yǎng)我的技開發(fā)能力和創(chuàng)新精神,并有一定的實(shí)用意義。1.2國內(nèi)外研究狀況我國基礎(chǔ)工業(yè)薄弱,特別是核心部件芯片的研究,而功放芯片的研究,與國 外相比有一定的差距,在各大高校及廠家大部分實(shí)驗(yàn)用的還是以集成運(yùn)算放大器 lm324和功率放大器tda2003等芯片。隨著科
4、技的發(fā)展與進(jìn)步,從模擬及混合信 號(hào)芯片,尤其是放大器類產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)來看,高集成度、兼顧速度與精度、低功 耗、較寬的溫度范圍,以及軟件口j控等性能,將是未來各個(gè)模擬器件供應(yīng)商的新 產(chǎn)品呈現(xiàn)的新特點(diǎn)。對(duì)于某些中、低端電子產(chǎn)品的成木壓力,使得木土的屮小規(guī) 模ic供應(yīng)商獲得了良好的發(fā)展機(jī)會(huì),打破歐美供應(yīng)商一統(tǒng)天下的局面,這也將 是包括放大器在內(nèi)的模擬類產(chǎn)品的一大特點(diǎn)。放大器產(chǎn)品的發(fā)展主耍特點(diǎn)如門(1)新工藝、新技術(shù)的發(fā)展;(2)放大器類 產(chǎn)品在電子系統(tǒng)中的作用越來越重要,不可替代,高精度的放大調(diào)條理屯路很難 集成在處理芯片屮;(3) “定制化”需求是放大器的種類不斷增加的主要推動(dòng)力 之一。工藝方面,b
5、icom3是ti針對(duì)高速度模擬產(chǎn)品而開創(chuàng)的工藝,其高電壓 版本bicom3hv為36v bipolar sige工藝,兼顧速度的同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)高電壓的應(yīng) 用;iipa07工藝主要應(yīng)用于高精度模擬類產(chǎn)品,應(yīng)用這一工藝的器件具有高精度, 小封裝,高snr等特點(diǎn),相似的hpa07hv可兼容36v應(yīng)用;除了以上具有代表性 的工藝外,ti還有l(wèi)bc工藝,主要特點(diǎn)是高電壓大功率;a035 i藝主要應(yīng)用是 高密度器件。高精度運(yùn)算放大器一般是指失調(diào)電壓低于lmv的運(yùn)放。ti近期推 出了一款高精度的運(yùn)0pa211,是以bicom3hv為主要工藝開發(fā)的產(chǎn)品。在高速放 大器方面,ti能夠應(yīng)用新的工藝提供針對(duì)不同應(yīng)用的
6、各類產(chǎn)品,除了可以提供 各類電壓反饋型和電流反饋型高速放大器類產(chǎn)品以外,還可以提供高速的jfet 輸入高速放大器類產(chǎn)品,其屮包括多種可供選擇型號(hào),如0pa656, 0pa657及 tiis4631等,他們都貝有不同的帶寬和壓擺率,不同的穩(wěn)定增益范圍,包括獨(dú)立 增益穩(wěn)定等主要町供選擇的指標(biāo),可廣泛應(yīng)用于測(cè)試與計(jì)量等寬帶寬高輸入阻抗 的應(yīng)用場(chǎng)合。在高速視頻放大器方面,ti推出了一系列具有靈活可編程及高集 成度的放大器類產(chǎn)品,例如針對(duì)視頻應(yīng)用的ths73xx系列產(chǎn)品,針對(duì)不同的視頻 標(biāo)準(zhǔn)要求,其集成了低通濾波器,部分產(chǎn)品具冇內(nèi)部固定增益放大,濾波器帶寬 數(shù)字可編程選擇,以及輸入耦合方式選擇等性能。凌
7、力爾特公司專注于提供具有 高精確度、低噪聲和高速度性能的放犬器產(chǎn)品。這些器件主要分為3類:傳統(tǒng) 的高性能放大器產(chǎn)品(包括運(yùn)算放大器、儀表放大器和可編程增益放大器);高 速adc駅動(dòng)器;專用精確高壓側(cè)電流檢測(cè)放大器。盡管運(yùn)算放大器己經(jīng)出現(xiàn)兒 十年了,使用也相對(duì)簡單,但是很多令人振奮的新進(jìn)展仍在不斷出現(xiàn),從而產(chǎn)生 了多種富有吸引力的新產(chǎn)品。這些新產(chǎn)品很多將以改進(jìn)基木功能的形式出現(xiàn),如 提高運(yùn)算放人器的速度、精確度、噪聲和功率性能等,但是更多將以提高集成度 的形式出現(xiàn)。凌力爾特公司的ltc6420-20雙路差分adc驅(qū)動(dòng)器和ltc6102hv 零漂移高壓側(cè)電流檢測(cè)放大器就是好例子。ltc6420-2
8、0是一種雙路高速全差分adc驅(qū)動(dòng)器,具冇很好的匹配性能規(guī) 格。這使其在i-q解調(diào)和多通道通信應(yīng)用中尤其有用。在這些應(yīng)用中,驅(qū)動(dòng)高 速adc的傳統(tǒng)方法是使用高壓、大電流消耗的rf放大器。既然這些rf放大 器是單端組件,那么就需要附加電路將信號(hào)轉(zhuǎn)換成最高性能adc所需的差分信 號(hào)。ltc6420-20與這種傳統(tǒng)方法相比有兒個(gè)優(yōu)點(diǎn)。首先,它的功率極低,在很 多情況下,可以與adc共享同一個(gè)低壓電源。其次,它使用較少的組件,占用 電路板空間較少。除了將兩個(gè)通道集成到一個(gè)小型3mmx4mm封裝中, ltc6420-20還含冇増益設(shè)置電阻和可選輸出濾波。通過在芯片上納入靈敏的反 饋網(wǎng)絡(luò),設(shè)計(jì)師無需花費(fèi)大量
9、吋間考慮雜散電容可能引起的不穩(wěn)定性,該電容與 pcb上增益設(shè)置電阻的布線有關(guān)。在loomilz時(shí)具有0. ldb增益匹配和0. 1° 相位匹配,這種通道至通道匹配消除了需要匹配兩個(gè)獨(dú)立通道的難題。視特定設(shè)計(jì)口標(biāo)的不同,工程師們面臨著很多難題,其屮常常包括同吋要求 提高性能、降低功耗和讓產(chǎn)品快速上市。就每個(gè)應(yīng)用甚至每個(gè)設(shè)計(jì)而言,設(shè)計(jì)師 而臨的挑戰(zhàn)都不同。例如,就基于傳感器的應(yīng)用而言,設(shè)計(jì)師常常需耍放大和緩 沖傳感器產(chǎn)生的信號(hào)。既然很多傳感器都有高阻抗,設(shè)計(jì)師就必須選擇偏置電流 非常低的放犬器,如ltc6087除了低偏置電流,放大器還應(yīng)該具有低輸入失調(diào) 電壓和噪聲,以最大限度擴(kuò)大動(dòng)態(tài)范圍
10、,提高靈敏度。傳感器應(yīng)用常常是由電池 供電,因此還必須注意電源電壓和電流要求。凌力爾特公司可為工程師提供多種 幫助,如應(yīng)用工程師支持、完全規(guī)定的數(shù)據(jù)表、免費(fèi)ltspice建模軟件和器件 模型、詳細(xì)的應(yīng)用和設(shè)計(jì)要點(diǎn)、電路結(jié)集等。sigc半導(dǎo)體最近推出的se2587l 功率放大器,是基于sige半導(dǎo)體經(jīng)驗(yàn)證的高性能架構(gòu),在+19dbm (802. llg模 式)和+24dbm (802. lib模式)發(fā)射功率級(jí)下,能夠提供高線性度。這種高線性 度可在更大的覆蓋距離內(nèi)提供更高數(shù)據(jù)率的傳輸能力,使系統(tǒng)能夠支持新興的無 線多媒體應(yīng)用,例如視頻分配、視頻流及高速數(shù)據(jù)。se2587l采用3x3 qfn it
11、裝, 是sigc半導(dǎo)體最小的分立式功率放大器。該器件的引腳順序與sigc半導(dǎo)體廣 獲采用的se2527l、se2528l及se2581l兼容,電路板布局所需的改變能夠減 至最少,使得制造商能夠輕易移植到用于下一代設(shè)計(jì)的新器件屮??梢怨?jié)省大約 20%的外部材料清單成本。如今,世界各地的環(huán)保意識(shí)h漸高漲,冇助于節(jié)能的產(chǎn)品漸受市場(chǎng)歡迎。照 目而的發(fā)展趨勢(shì)看,無論是哪一個(gè)國家/地區(qū)、哪一個(gè)市場(chǎng)/板塊,高能效產(chǎn)品都 會(huì)人受客戶歡迎。美國國家半導(dǎo)體的power wise解決方案適用于能源效率要求 極高的系統(tǒng)設(shè)計(jì),性能/功率比高。例如,型號(hào)為lmv851的運(yùn)算放大器內(nèi)置射頻 抑制電路,因此抗電磁干擾的能力高
12、,以8mhz的單位增益帶寬操作時(shí),只耗用 041ma的電流。因此隨著科技的進(jìn)步放大器的高集成度、兼顧速度與精度、低 功耗、較寬的溫度范圍、軟件可控等性能及智能化,將是未來的發(fā)展方向。2設(shè)計(jì)原理本設(shè)計(jì)是要求制作一個(gè)由集成電路組成的具有語音信號(hào)放大作用的語音放大電路,它首先通過小信號(hào)輸入,前置放大器,經(jīng)過有源帶通濾波器z后再經(jīng)過功率放人器后經(jīng)喇叭輸出,其原理框圖如圖2.1所示。圖2. 1語音放大電路基本原理圖3前置放大電路集成運(yùn)算放大器是一種性能優(yōu)良的多級(jí)直接耦合放大器,它乂是一種通用性 很強(qiáng)的多功能部件。差分放大電路也稱為差動(dòng)放大電路,簡稱差放,它是集成運(yùn) 算放大器中非常重耍的單元電路。差放電路
13、貝有抑制干擾等優(yōu)良性能,通常用于 集成放人電路的輸入級(jí)。3.1基本差分放大器3. 1. 1基本原理電路及特點(diǎn)差分放大電路的基本形式如圖3. 1所示:圖3.1差分放人電路的基本形式有差分放大電路的基本形式我們可以得岀:1. 電路特點(diǎn):對(duì)稱性。2. 差模信號(hào):把一對(duì)大小相等,極性相反的信號(hào)叫做弟模信號(hào)。電路中所加的有用信號(hào)就是差模信號(hào)。3. 共模信號(hào):把一對(duì)大小相等,極性相同的信號(hào)叫做共模信號(hào)。電路中的干 擾信號(hào)、零點(diǎn)漂移等都可視為共模信號(hào)。圖3.2差分電路的兩種輸入信號(hào)由圖3. 2可知:共模信號(hào): uic = uic2 = uic差模信號(hào):%嚴(yán)-人嚴(yán)刃泅3. 1.21作原理(由電路分析)結(jié)論:對(duì)
14、差模信號(hào)較大的放大作用;對(duì)共模信號(hào)有較強(qiáng)的抑u =u.心制作用。由圖3.2矢口: uo =u(t° °2u. = uo-uo2=01、共模電壓放大倍數(shù)仏嚴(yán)0 2差模電壓放大倍數(shù)ud仇二& =4“單uo=uoi-uo2=auy.-auui2= u.-aui,ui2=au.-ui2)其中:rfl=rc/+ °7叭r, +族 +h單uuj2t%o+圖3. 3對(duì)差模信號(hào)的放大作用3.2長尾式差動(dòng)放大電路在單端輸出的情況下:對(duì)稱性得不到利用。因此增加共模反饋電阻re,通 過負(fù)反饋來抑制零點(diǎn)漂移,為了滿足靜態(tài)的要求,增加負(fù)電源vee,因而得到如f電路:圖3.4長尾式弟
15、動(dòng)放大電路1、靜態(tài)計(jì)算:由于電路對(duì)稱,只計(jì)算一邊即可:靜態(tài)時(shí),輸入短路,由于流過電阻re的電流為7e1和7e2 z和,且電路對(duì) 稱,7e1=7e2 ,故由負(fù)電源和基極回路有:心=rm = r$ % 一 ube = 21 e、re + /心u削赳t矗虻r時(shí)良為集電極對(duì)地的電位。2、差模電壓放大倍數(shù):對(duì)差模信號(hào):uidi=-uid2=iui(l因此在兩管中產(chǎn)生的信號(hào)電流方向止好和反,在re上產(chǎn)生的電流方向相反,即在re上總的信號(hào)電流為零,即沒有壓降,因此可由如下電路進(jìn)行分析:(1)對(duì)雙端輸入,雙端輸出:rl'為rc和rl/2的并聯(lián)即:差分放人器的電壓放人倍數(shù)與單管共射放人器的電壓放人倍數(shù)一
16、樣o(2)對(duì)雙端輸入,單端輸出:u 叭-2%詁亀單可見:單端輸出的情況2電壓放大倍數(shù)約為雙短輸出的一半。總z,并分 放大器對(duì)差模信號(hào)(即有用信號(hào))有較大的放大作用。3、共模電壓放犬倍數(shù):對(duì)共模信號(hào):u. =u =(/icic1ic因此在兩管屮產(chǎn)生的共模信號(hào)電流方向正好相同,在re上產(chǎn)生的共模信號(hào)電流方向相同,即在re產(chǎn)生的壓降為:(ie1+ik2) re=2hire因此可由如下電路進(jìn)行分析:(a)共模信號(hào)交流通路形式之一(方)共模信號(hào)交流通路形式之二圖3. 6共模信號(hào)交流通路% =仏=%(1)對(duì)雙端輸入,雙端輸岀:uoi = uoiuoc = uox-uoi=0a.=0即:雙端輸出的情況下,僅
17、靠電路的對(duì)稱性即可完全抑制零點(diǎn)漂移。(2)對(duì)雙端輸入,單端輸必幾二0&rs +rbe + (1 + 0)2 re2rekp:在單端輸出的情況下,靠共模反饋電阻re抑制零點(diǎn)漂移。3.3差動(dòng)放大器的主要指標(biāo)1、差模電壓放大倍數(shù)加d 4,=2、共模電壓放大倍數(shù)加c =u.3、共模抑制比cmrr4、差模輸入電阻rid5、差模輸出電阻edcmrr =ca/? = 201g -ld)uh r t - ,d% i.1 id6、共模輸入電阻廠ic ric =he3.4具有調(diào)零電路的差動(dòng)放大器為了克服兩個(gè)差分對(duì)管及電路參數(shù)不對(duì)稱造成的輸出直流電壓不為零的現(xiàn) 象,可增加靜態(tài)調(diào)零電路,有如下兩種形式。圖3.
18、 7具有調(diào)零電路的差動(dòng)電路對(duì)射極上增加調(diào)零電阻rw后,前面的公式將修改為1、 差模放大倍數(shù)mud 4, =j廠h1+0)才r2、差模輸入電阻rid心=2尺+么+(1 + 0)于1r3、共模輸入電阻ric久=才億+尺+(1 + 0)于+(1 + 0)心厶厶3.5恒流源差動(dòng)放大電路1、問題的提出:為了進(jìn)一步提高共模抑制比,就必須增大re,而增大re,就必須要增加電 源的值,所以必須設(shè)法使zre上有較高的交流電阻,而又有不太高的直流電阻。 三極管止好有這樣一種性質(zhì),三極管工作在放大區(qū)時(shí),其集電極電壓在很大范圍 內(nèi)變化時(shí),而集電極電流變化很小,即交流電阻很人。而直流電阻(工作點(diǎn)處的 集電極電壓與集電極
19、電流的比值)又不太大。三極管的集電極電壓在很大范圍內(nèi) 變化時(shí),而集電極電流兒乎不變的性質(zhì)稱為它的恒流作用。將三極管的ce代替 re作為共模反饋電阻,即可得到帶有恒流源的差分放人器。2、圖3.8具有恒流源的差分放大器電路3、ce間的電阻計(jì)算:將v3組成的恒流源電路等效為如圖3. 9所示,即可推岀ce z間的交流電阻的表達(dá)式:u°圖3.9恒流源等效電路巾i。匕=匕-0仏九+(人+仏)心以以+ &/) +(打+仏)/?廠0 / -空/®rbe+r3+r/r2 °o=(1+九+$/(么+盡/用)設(shè) >9=80, zre=100kq, zbe=lkq, m=a
20、2=6kq, a3=5k q,貝ij e345mq。 用如此人的電阻作為用,可人人提高其對(duì)共模信號(hào)的抑制能力。而此時(shí),恒流 源所呈現(xiàn)的直流電阻并不高,即所要求的電源電壓不高。此電路的靜態(tài)計(jì)算可以 從v3管入手,由負(fù)電源到它的基極回路計(jì)算出5即得兩差分管的集電極電流為: ici=i 滬 1/2 ie34濾波電路類型及分析4.1低通濾波器1、一階低通濾波器電路圖4.1所示是一階低通濾波器電路,其傳遞函數(shù)為:i+電如24($ 丿 i rjs(s)jla oop -4jaa觀通檢滾爲(wèi)幅給響膠十倒一階低通齒滾為電略十1階低通濾波器電路斗而對(duì)于rc電路,其拉氏變換為(s) =u?(s)=1u 二 s)1
21、+ src將上式帶入式,加(s1 +伙c,可以看到,式中分母為s圖4. 1 一階低通濾波器電路的一次幕,所以稱為一階低通有源濾波電路。以jq取代s,且令/p=e,得岀電壓放大倍數(shù)為11+j/fp令f0,可得通帶放大倍數(shù)人upi+眷當(dāng)心時(shí),肉卜燼,故盂為通帶截止頻率。當(dāng)/>>禺時(shí)曲線按-20db/ 十倍頻下降。2、簡單二階電路一階電路的過渡帶較寬,幅頻特性的最大衰減斜率僅為-20db/ i*倍頻。增加 rc環(huán)節(jié),可加大衰減斜率。如圖4. 2所示,為簡單二階低通濾波電路。它是由 兩節(jié)rc濾波電路和同相比例放人電路組成。其通帶放人倍數(shù)與一階電路相同, 傳遞函數(shù)為:亍工 ccz圖4.2二階
22、低通濾波電路“au?ll=_l_當(dāng) g二g二c 吋,a(s 丿 1 +src4($ 丿一將上述表達(dá)式帶入式,整理可得:(s)= 1 +& 丿l + 3$rc + ($/?c),2用丿。取代s,凡令/廠烽,整理得到4 碼一尺1-當(dāng)增益下降到中頻增益的0.707倍時(shí),可求出高頻截頻,即心°37辦簡單二階低通濾波器可使衰減斜率達(dá)到-40db/十倍頻。3、壓控電壓源二階低通濾波電路將簡單二階低通濾波器電路中g(shù)的接地端改接到集成運(yùn)放的輸出端,便可得 到壓控電壓源二階低通濾波電路,如圖4. 3所示。電路屮既引入了負(fù)反饋,乂引 入了正反饋。由于正反饋使電壓放大倍數(shù)在一定程度上受輸出電壓控制
23、,且輸出 電壓近似為恒壓源,所以稱為壓控電壓源二階低通濾波屯路。當(dāng)信號(hào)頻率趨于零 時(shí),由于g的電抗趨于無窮大,因而止反饋很弱,使電路不能產(chǎn)生口激振蕩;當(dāng) 信號(hào)頻率趨于無窮大時(shí),c的電抗趨于零,所以g(s)趨于零。因此只要止反饋 引入得當(dāng),就既可能在十吒時(shí)使電壓放人倍數(shù)數(shù)值增大,乂不會(huì)因正反饋過強(qiáng) 而產(chǎn)生自激振蕩。圖4.3壓控電壓源二階低通濾波器前已指岀,同相比例放大電路的電壓增益就是低通濾波器的通帶電壓增益,設(shè)節(jié)點(diǎn)a電流方程為:6($)-(s)"a(h-/w) j a(s)-p(s)r 一 丄r節(jié)點(diǎn)p電流方程為ua(s)-up(s) up(s)r 1將以上兩個(gè)節(jié)點(diǎn)方程聯(lián)立求解,可得到
24、傳遞函數(shù)l +(3-aup)src +(mc)2在上式中,只有當(dāng)幾小于3時(shí),即分母中s的一次項(xiàng)系數(shù)大于零,電路才 能穩(wěn)定丁.作,而不產(chǎn)生鬥激振蕩。尸je,則上式為久u 二 “。二人upu ui 1 + (3人 up)jrc + (jq/?c)22幾=1-則有上式為二階低通濾波電路傳遞函數(shù)的典型表達(dá)式,其中為特征頻率,而q則稱為等效品質(zhì)因數(shù),是住益時(shí)電壓放大倍數(shù)的數(shù)值與通帶放大倍數(shù)之比。令住心求出電壓放大倍數(shù)的數(shù)值當(dāng)0取不同的值時(shí),馬/0將隨z改變,圖4. 4二階低通濾波電路的幅頻響應(yīng)不同0值下的幅頻響應(yīng)由圖4. 4所示,當(dāng)滬0. 707時(shí)幅頻響應(yīng)較平坦,而當(dāng) 00. 707 時(shí),將出現(xiàn)峰值,當(dāng)
25、滬0. 707 且 /7/o=l, 20/g|a(j(q丿/a()| = 3db .當(dāng) f/f-q 時(shí),201g|/l(j</4| = -40dbo這表明,二階濾波電路比一階低通濾波電路的濾波 效果好得多。當(dāng)進(jìn)一步增加濾波電路階數(shù),由圖可看出,其幅頻響應(yīng)更接近理想 特性。4.2咼通濾波器只要將上述討論過的低通濾波器電路中的r、c元件位置對(duì)調(diào),則得到高通 濾波器電路。對(duì)于一階高通濾波器采用與前而低通濾波器相同的分析方法,可得 到/p = 2c人u =得到幅頻特性如圖4. 5所示。(b)幅堀響殛,<適澳遽遽患賤;殛頻響應(yīng)心圖4. 5 階高通濾波電路及幅頻響應(yīng)由于二階高通濾波電路與二階低
26、通濾波電路存在對(duì)偶關(guān)系,他們的傳遞函數(shù)和幅頻響應(yīng)也存在對(duì)偶關(guān)系。圖4.6為二階壓控電壓源高通濾波電路,在理想情況下,高通濾波電路的 通帶電壓增益可認(rèn)為是時(shí),輸出電壓與輸入電壓z比。對(duì)二階壓控電壓源高通濾波電路來說,當(dāng)時(shí),電容c可視為短路,通帶電壓增益等于同 相比例放大電路的電壓增益,圖4.6二階高通濾波電路考慮到高通濾波電路在電路結(jié)構(gòu)、傳遞函數(shù)和幅頻響應(yīng)與低通濾波電路的對(duì)偶關(guān)系,町得到高通電路的傳遞函數(shù)表達(dá)式為a( s)=1 +(3-仙丿令仏_ 2nrc ,3-心式中的4up、辦和0分別表示二階高通濾波器的通帶電壓放大倍數(shù)、特征頻率和等效詁質(zhì)因數(shù)。幅頻響應(yīng)曲線如圖4. 7可知,二階高通濾波電路
27、和低通濾波電路的幅頻特性 具有對(duì)偶關(guān)系。如以亡樂為對(duì)稱軸,二階高通濾波電路的20覽|川仏丿/仏|,當(dāng) f遲時(shí),隨f升高而增大,而二階低通濾波電路的20覽卜(0丿/如p|當(dāng)介遲時(shí), 則是隨著廠升高而減小。二階高通濾波電路在f«蠱吋,其幅頻響應(yīng)以40db/十 倍頻程的斜率上升。圖4. 7二階高通濾波電路的幅頻響應(yīng)4.3其它濾波器1. 帶通濾波器如圖4. 8所示,將低通濾波器和高通濾波器串聯(lián),并使低通濾波器的通帶截 止頻率兀2大于高通濾波器的通帶截止頻率爲(wèi),則頻率在為和益2之間的信號(hào)能 夠通過,其余頻率的信號(hào)不能通過,因此構(gòu)成帶通濾波器。圖4. 8由低通濾波器和高通濾波器串聯(lián)組成的帶通濾波
28、器二階壓控電壓源帶通濾波電路如圖4. 9所示。圖中只c組成低通網(wǎng)絡(luò),c、 憶組成高通網(wǎng)絡(luò),兩者串聯(lián)組成帶通濾波器。設(shè)兄二斤,仏二2r,則由kcl列出方程,導(dǎo)出帶通濾波器電路的傳遞函數(shù)為av(src""1 + (3-伽)src + (src)2為同和比例放大電路的電壓增益,同樣要求ar<3,電路才能穩(wěn)定的工作。suj 3帶入上式,4 二 a"、并令 up_3-auf辦=2tirc則得到3 - 心 fo f)1 + jq/a =上式中"2nrc既是特征頻率,也是帶通濾波電路的屮心頻率。上式表明,當(dāng) f石時(shí),上述電路具有最大電壓增益,且a(jco) =
29、a=avf/(3-avf),這就是帶通濾波電路的通帶電壓增益。圖4. 9帶通濾波器根據(jù)截止頻率的定義,下限頻率和上限頻率是使增益下降-3db的頻率點(diǎn),即卜仃血丿| =卜片|/血,上限頻率和下限頻率之差稱為通帶寬度。令上式分母虛部 的絕對(duì)值為1,即解方程,取正根,求出截止頻率為可得到通帶寬度為s = fp2-fp =%幅頻響應(yīng)如圖4. 10所示,可知q值越高,通帶越窄。b =(3-auf 丿辦=2-將式帶入上式,得到i尺丿,可得到如下結(jié)論,改變屯阻心斤的阻值,可以改變通帶寬度,且中心頻率不受影響,但是為了避免碼 時(shí)發(fā)生口激振蕩,一般取r2r。圖4. 10二階帶通濾波電路的幅頻響應(yīng)示意圖2. 帶阻
30、濾波器若將低通濾波器和高通濾波器的輸出電壓經(jīng)求和運(yùn)算電路后輸出,且低通濾 波器的通帶截止頻率小于高通濾波器的通帶截止頻率,則構(gòu)成帶附濾波器,如圖 4. 11所示。該電路可阻止 恥心2范圍內(nèi)的信號(hào)通過,使其余頻率的信號(hào)均能通 過。帶阻濾波器又稱陷波器,在干擾信號(hào)的頻率確定的情況下,可通過帶阻濾波 器阻止h通過。實(shí)用的帶阻濾波器用由rc組成的雙t網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)集成運(yùn)放實(shí)現(xiàn), 如圖4. 3. 4所示。圖4. 11帶阻濾波器其中召、&、g組成的t型網(wǎng)絡(luò)為低通濾波電路,c、g、丘組成的t型網(wǎng)絡(luò) 為高通濾波電路;念接集成運(yùn)放的輸出端引入正反饋,以提高通帶截止處的電壓 放大倍數(shù),減小阻帶寬度,提高選擇性
31、。通常選取c二g二c, g二2c, r*r,兄二矽2。 當(dāng)信號(hào)頻率趨于零或無窮大時(shí),集成運(yùn)放的同相輸入端電位仏二弘 故通帶放人 倍數(shù)就是比例運(yùn)算電路的比例系數(shù),即由節(jié)點(diǎn)方程求出傳遞函數(shù)為:auo皿)1 + 2(2 一叫wo丿1co( =,其中° 2nrc令滬j2nf帶入上式,則有ajouo j/ 21_+ j2(2-auo)yjo jj 0f =_l_ =1+魚式屮 0 2tirc , uo r , 2(2 - a® 丿。如果九。二 i,則 <0.5,增加 ao, 0將隨之升高。當(dāng)缶趨近2時(shí),0趨向無窮大。因此,缶愈接近2,幾愈 大,可使帶阻濾波電路的選頻特性愈好,即
32、阻斷的頻率范圍愈窄。根據(jù)截1上頻率 的沱義,下限頻率和上限頻率是增益下降-3db的頻率點(diǎn),通帶截止頻率為/pi+ 1=(2-丸0)+1-(2-碼0)fo帶阻濾波器的阻帶寬度為® = /p2 - /pi = 2( 2 - au0 )f()= %帶阻濾波器的幅頻特性如圖4. 12所示,0值越大,阻帶寬度越窄,選擇特 性越好。通過改變局、用的值可以改變。的大小。為了防止局=2時(shí)產(chǎn)生口激振 蕩,一般取用5。圖4. 12帶阻濾波屯路的幅頻響應(yīng)綜上綜合考慮用一個(gè)低通濾波器和一個(gè)高通濾波器串聯(lián)起來組成一帶通濾 波器,用該方法構(gòu)成的帶通濾波器通帶較寬,截止頻率易于調(diào)整,多用作測(cè)量信 號(hào)噪聲比的音頻帶
33、通濾波器。如圖4.13所示的帶通濾波器,頻率范圍 300hz-3000hz,整個(gè)通帶增益為8 db,非常適合語音放大。圖4. 13寬帶bpf5功率放大電路通常,一個(gè)電子系統(tǒng)的最末一級(jí)都是驅(qū)動(dòng)一定的負(fù)載,有吋該負(fù)載還要將電 能轉(zhuǎn)換成其它能量形式。一般來說,電子系統(tǒng)提供的功率越大,能驅(qū)動(dòng)的負(fù)載就 越大,或者轉(zhuǎn)換成其它能量就越大。在電了電路中把能夠向負(fù)載提供足夠大的信 號(hào)功率的放大電路稱為功率放大電路。5.1功率放大電路的特點(diǎn)功率放大電路與前面所述的小信號(hào)放大電路相比較,其工作原理沒有根本變 化,只是功率放大電路不是單純考慮電壓放大或電流放大,而是考慮在電源電壓 確定的情況廠 輸岀盡可能大的功率。此
34、時(shí),功率放大電路中的器件都是工作大 信號(hào)的狀態(tài)下,因此分析方法與小信號(hào)放人電路就有所區(qū)別。功率放大電路的主 要特點(diǎn)是:1. 要求輸出功率盡可能人獲得輸出功率是功率放大電路的主要目的。為了獲得最大的功率,要求電路 的輸出電壓和輸出電流要有盡可能人的幅度。2. 轉(zhuǎn)換效率要高功率放大電路實(shí)質(zhì)上并菲是將電功率直接提高,而是通過輸入信號(hào)(小功率) 去控制電源提供的直流功率將其轉(zhuǎn)換成交流功率(人功率),即輸出的交流功率 是rti電源提供的直流功率轉(zhuǎn)換而來的。通常功率放人屯路輸出功率人,直流屯源 消耗的直流功率也就越多。因此,考慮在電源電壓確定的情況下,輸出功率盡可 能大時(shí),應(yīng)該提高直流功率轉(zhuǎn)換成交流功率的
35、效率,以減少直流電源的損耗。3. 器件工作在接近極限狀態(tài)功率放大電路為了獲得最大的功率,要求電路的輸出電壓和輸出電流要有盡 可能大的幅度,為了達(dá)到此口的通常述需要輸入信號(hào)為大信號(hào)。此時(shí),完成功率 放大的晶體管往往工作在接近極限狀態(tài)。因此,器件的安全性顯得十分重要,否 則器件會(huì)因?yàn)檫^熱、電壓或電流過人而損壞。由功率放大電路的特點(diǎn)可知,其主要技術(shù)指標(biāo)有兩個(gè):輸出功率幾功率放大電路提供給負(fù)載的信號(hào)功率稱為輸出功率。在輸出波形基木不失真 的條件下,輸岀功率用輸岀電壓的有效值仏和輸出電流的有效值厶乘積表示,p°=u°i°=蟄圣即:丁2 yj2式中爲(wèi)為輸出電壓的峰值,厶。為輸
36、出電流的峰值。效率n 功率放人電路的輸岀功率允與電源所提供的直流功率人之 比稱為功放的效率,直流功率等于電源輸出電流的平均值與電源電壓的乘積。即5.2功率放大電路的工作狀態(tài)分類由上述功率放大電路的主耍技術(shù)指標(biāo)可知功率放大電路屮的功率關(guān)系為pv=po+pt式中a為功率放人電路的損耗功率,由此可以看岀減小功放屯路的損耗功率 就可以提高輸岀功率和效率。功率放大電路的工作狀態(tài)不同,其輸出功率和效率 也不同。功率放大電路根據(jù)其中晶體管導(dǎo)通的狀態(tài)分為如下工作狀態(tài):1. 甲類工作狀態(tài)當(dāng)輸入信號(hào)為正弦波時(shí),若功率晶體管在信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)均導(dǎo)通(即導(dǎo)通 角二360°),則稱為甲類工作狀態(tài),或稱為甲類功
37、率放人器,如圖5.1 (a)所 /卜o2. 乙類工作狀態(tài)當(dāng)輸入信號(hào)為止弦波時(shí),若功率晶體管僅在信號(hào)的止半個(gè)周期或負(fù)半個(gè)周期 內(nèi)導(dǎo)通(即導(dǎo)通角二180°),則稱為乙類工作狀態(tài),或稱為乙類功率放大器, 如圖5. 1 (b)所示。3. 甲乙類工作狀態(tài)當(dāng)輸入信號(hào)為正弦波時(shí),若功率晶體管在大于半個(gè)周期且小于一個(gè)周期內(nèi)導(dǎo) 通(即180收360°),則稱為甲乙類工作狀態(tài),或稱為甲乙類功率放大器,如 圖5. 1 (c)所示。4. 丙類工作狀態(tài)當(dāng)輸入信號(hào)為正弦波時(shí),若功率晶休管的導(dǎo)通時(shí)間小于半個(gè)周期(即 180°),則稱為丙類工作狀態(tài),或稱為丙類功率放人器,如圖5. 1 (d)所示
38、。圖5.1功率放人電路的工作狀態(tài)可以證明,隨著晶體管的導(dǎo)通角的減小,功率放大電路的轉(zhuǎn)換效率就越 來越高。同時(shí)由圖5.1可以直觀的看到甲類功率放大器的靜態(tài)功耗(即3二0時(shí) 功率放大電路的損耗)比甲乙類、乙類和丙類功放都高,所以屮類功放的輸出功 率和效率都較甲乙類、乙類和丙類功放低。但由圖也可以看出其失真很小,乙類 功率放人器和丙類功率放人器的效率雖然提高了,但是失真卻加人了。低頻功率 放大電路通常采用乙類和甲乙類功率放大器,而高頻功率放大電路多釆用丙類功 率放大器,丙類功率放大器不屬于木設(shè)計(jì)介紹的內(nèi)容。5.3電路的組成甲類功率放人電路用在此詢所學(xué)的共射極放人電路和共集電極放人電路就 可以實(shí)現(xiàn),但
39、因其效率低很少使用。乙類雙電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路(乂稱為 ocl output capacitor less電路)的原理電路如圖5. 2 (a)所示,它是由一 個(gè)npn管和一個(gè)pnp管分別組成兩個(gè)射極輸出器,這是因?yàn)樾盘?hào)的電壓可以用多 級(jí)電壓放大電路進(jìn)行放大,而圖5. 2 (a) 的晶體管vti和vt?主要完成信號(hào)電 流的放大,從而達(dá)到獲得更大功率的h的,理想的條件下這兩個(gè)電路的參數(shù)應(yīng)該 完全相同。同時(shí)這兩個(gè)射極輸出器組成一個(gè)推挽式電路。由于該電路沒有基極偏 置電壓,即處于乙類工作狀態(tài),所以采用雙電源供電方式。乙類雙電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路a圖5. 2乙類雙電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路靜態(tài)時(shí),妒
40、0,由于g和vt?均沒有基極偏置電壓,所以截止,輸出電壓為 零,功耗也基本為零。由圖5. 2(a)可以看出,當(dāng)有信號(hào)輸入時(shí),即uho,設(shè)輸 入信號(hào)為正弦信號(hào),同時(shí)忽略晶體管b-e間的開啟電壓(死區(qū)電壓)。在輸入信 號(hào)正半周3>0)時(shí),vi;導(dǎo)通,vt2截止,正電源供電使幾流過負(fù)載;在輸入信 號(hào)負(fù)半周(冰0)時(shí),vti截止,vt2導(dǎo)通,負(fù)電源供電使花流過負(fù)載。有信號(hào)時(shí),vti和vl輪流導(dǎo)通,在負(fù)載上得到一個(gè)完整的信號(hào)波形,如圖5.2(b)所示。因 為兩個(gè)管子互補(bǔ)對(duì)方半個(gè)周期,ii工作性能對(duì)稱,所以稱為互補(bǔ)對(duì)稱電路。5. 3.1甲乙類雙電源互補(bǔ)對(duì)稱電路圖5. 3甲乙類雙電源互補(bǔ)對(duì)稱電路甲乙類
41、雙電源互補(bǔ)對(duì)稱電路如圖5.3所示,圖中vts為而置放大級(jí),vti和 vt2組成互補(bǔ)對(duì)稱電路。靜態(tài)時(shí),口和d?上產(chǎn)牛的壓降可以為口和vt2提供-個(gè) 合適的偏置電壓。因?yàn)榭?、d2的導(dǎo)通電壓略大于vt】、vt2的死區(qū)電壓,所以可以 使vti、vt2處于微導(dǎo)通狀態(tài)。由于電路對(duì)稱,靜態(tài)時(shí)7c1=2c2,所以-?o= 2ci_-?c2=0> 妒0。有信號(hào)時(shí),vt|和vt2輪流導(dǎo)通完成功率放人。該屯路的缺點(diǎn)是,偏置屯壓 不容易調(diào)整。5.3.2甲乙類單電源互補(bǔ)對(duì)稱電路甲乙類單電源互補(bǔ)對(duì)稱電路如圖5.4所示,圖屮vt:;為前置放大級(jí),vti和 vt2組成互補(bǔ)對(duì)稱電路。輸川端連接一個(gè)容量較人的電容c,起輔助
42、電源的作用。 電阻r,和r、向vt3提供合適的靜態(tài)工作點(diǎn),u和d2使vt.和vt2工作在甲乙類狀態(tài)。 靜態(tài)時(shí),vti和vr處于微導(dǎo)通狀態(tài),由于電路對(duì)稱,所以電容c上的電壓 爐血/2。9 +feed+卩圖5. 4甲乙類單電源互補(bǔ)對(duì)稱電路當(dāng)有信號(hào)弘時(shí),通過vts的放大,在信號(hào)的負(fù)半周,vti導(dǎo)通,vt2截止,信 號(hào)被放大輸小i,同時(shí)電容c充電;信號(hào)的止半周,已充電的電容q起電源的作用, 保證vt?導(dǎo)通,vl截止,信號(hào)被放大輸岀,同時(shí)c通過負(fù)載用放電。只要選擇放 電時(shí)間常數(shù)用c足夠大(比信號(hào)的最長周期大得多),電容c上的電壓就可以基 木穩(wěn)定在 v2,起到一個(gè)電源的作用,從而替代雙電源,這種電路采用了
43、耦合電容,而沒有采用耦合變壓器,所以通常稱為 otl (output transformer less)電路。單電源互補(bǔ)對(duì)稱電路參數(shù)的計(jì)算仍然可以 使用雙電源互補(bǔ)對(duì)稱電路參數(shù)的計(jì)算方法,但是耍注意的是原來公式中的如要 用坨/2代替。5. 3. 3復(fù)合管功率放大電路根據(jù)功率的概念可以知道提高電壓"和電流i均可以提高功率。在 功率放大電路中提高電壓的方法,一般都是采用多級(jí)電壓放大電路,即在功率 放人電路前設(shè)計(jì)多級(jí)前置電壓放人電路。而電流,的放人多采用復(fù)合管結(jié)構(gòu),兩 只品體管構(gòu)成的復(fù)合管如圖5. 5所示。(a)<b)(c)(d)圖5. 5兩只品體管構(gòu)成的復(fù)合管以圖5.5 (a)為例,
44、設(shè)va、vt2的電流放大系數(shù)分別為血和02,則e2 =(1+02 ”b2 =(1 + 02)0爲(wèi)當(dāng)時(shí),復(fù)合管的電流放大系數(shù)約為01 02用上述方法同樣可以推導(dǎo)出圖(b)、(c)、(d)所示復(fù)合管的電流放大 系數(shù)"伏仇??梢姀?fù)合管結(jié)構(gòu)使晶體管的電流放大系數(shù)大大提高,從而提高 了輸出電流。圖5. 6是利用復(fù)合管構(gòu)成的互補(bǔ)功率放大電路,vti是前置放大電路,用于 信號(hào)電壓放大o vt3> vt4和vt5、vt6構(gòu)成復(fù)合管互補(bǔ)電路,&、兄和vt2是給vt3、 vtj和vt, vr提供偏置電壓,使其工作在甲乙類工作狀態(tài)。/為電流源為用、尼 和vt2提供偏置電流,同時(shí)作為有源負(fù)載可
45、以提高放人倍數(shù)。他笊和vt2提供的 偏置電壓大小為圖5. 7準(zhǔn)互補(bǔ)功率放大電路%e2=(1 +辭 be2其中念2是vt2的靜態(tài)時(shí)導(dǎo)通電壓,硅管約為06'07v。在輸出功率較大的功放中,大功率管vt“和vt&由于管子的類型不同很難做 到完全對(duì)稱,就是在集成電路中,由于pnp型管與npn型管的制造工藝不同也很 難做到完全對(duì)稱。故在實(shí)際電路屮,通常用準(zhǔn)互補(bǔ)功率放大電路,如圖5. 7所示。 其中將圖5.7中的g由pnp管換成了 npn管。這樣,使輸出的兩只功放管均為 npn型管,其特性及木對(duì)稱。5.4集成功率放大電路隨著集成電路制作技術(shù)的不斷提高,制作成本的不斷下降,元器件制造商也 為
46、廣大使用者提供了許多類型的集成功率放大器,這些集成功率放大器具有使用 簡單、靈活,成本低,調(diào)試方便等優(yōu)點(diǎn)。5.4.1 lm324運(yùn)放集成電路lm324采用14腳雙列直插塑料封裝。它內(nèi)部含四組形式完全相同的運(yùn)算 放人器如圖5. 8 (臼)所示,除電源共用外,四組運(yùn)放相互獨(dú)立。每一組運(yùn)算放 大器可用圖5. 8 (方)所示的符號(hào)來表示,它有5個(gè)引出腳,其中“厶”、“ uj 為兩個(gè)信號(hào)輸入端,w、“尸 為正、負(fù)電源端,“ uj為輸出端。兩個(gè)信 號(hào)輸入端屮,4為反相輸入端,表示運(yùn)放輸岀端仏的信號(hào)與該輸入端的相位相反; 侏為同相輸入端,表示運(yùn)放輸出端仏的信號(hào)與該輸入端的相位相同。由于電源管 腳是眾所周知的
47、,因此,為了簡化,通??梢园央娫炊耸÷圆划?,把五腳符號(hào)畫 成只有兩個(gè)輸入端、一個(gè)輸岀端的三端符號(hào)。(b)圖5. 8集成運(yùn)放符號(hào)及l(fā)m324管腳由于lm324四運(yùn)放電路具有電源電壓范圍寬,靜態(tài)功耗小,可采用單、雙電 源方式使用,價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn),因此被廣泛應(yīng)用在各種電路中。注:集成運(yùn)算放大器lm324的管腳圖及基本參數(shù)見附錄b5. 4. 2 tda2003集成功率放大器我們?cè)诒敬卧O(shè)計(jì)屮依然采用常用的tda2003集成功率放大器,tda2003是 tda2002的改進(jìn)型,其輸出功率更人,電路特點(diǎn)及內(nèi)設(shè)的各保護(hù)電路與tda2002 相同。它適用于收咅機(jī)及其它設(shè)備中作咅頻放大。表1集成功率放大器tda2
48、003的基本參數(shù)參數(shù)名稱符號(hào)參數(shù)值單位備注峰值電源電壓vcc40v直流電源電壓vcc28v工作電源電壓vcc18v50ms輸出峰值電流(重復(fù))io3.5a輸出峰值電流(非重復(fù))io4.5a功率po20w工作環(huán)境溫度topz-30"75°cta=9°c貯存溫度.結(jié)品tstg,t-40"150°c引腳功能定義:tda2003為5腳單引直插式,其引腳功能如25輸入vcc圖5.9集成功率放大器tda2003的引腳圖功率放大電路是一種以輸出較大功率為r的的放大電路。他一般直接驅(qū)動(dòng)負(fù) 載,帶負(fù)載能力強(qiáng)。從能量控制的觀點(diǎn)來看,功率放人電路實(shí)質(zhì)上是能量轉(zhuǎn)換電
49、路。主要任務(wù)是使負(fù)載得到不失真(或失真較小)的輸出功率。在大信號(hào)下工作。 綜合以上條件考慮,最優(yōu)化的電路如圖5. 10所示:圖5. 10功率放人電路6整體電路原理圖綜上所述我們可以得到所需的總體電路原理圖,其電路圖如圖6.1所示。圖6. 1語音放大電路整體電路原理圖由圖可知聲咅信號(hào)經(jīng)話筒輸入轉(zhuǎn)化為電信號(hào),通過采用兩級(jí)電阻平衡電阻輸 入可提高靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)立性,經(jīng)同相比例運(yùn)算放人器和反向比例運(yùn)算放人器組 成的兩級(jí)放大電路,后經(jīng)電位器調(diào)節(jié)線路輸入以達(dá)到信號(hào)選頻的作用,避免無用 信號(hào)及干擾信號(hào)。再經(jīng)過由tda2003組成的功率放大電路放大信號(hào)再經(jīng)過rc濾 波電路去除朵波經(jīng)喇叭輸岀。7安裝調(diào)試與性能測(cè)
50、試7.1運(yùn)放的調(diào)試安裝由左到右,而一部分以lm324為中心,后部分以tda2003為中心。通電 前認(rèn)真檢查,確沱無誤后,才可調(diào)試與測(cè)試。1、靜態(tài)調(diào)試:調(diào)零和消除自激振蕩。2、動(dòng)態(tài)調(diào)試:(1)在兩輸入端加差模輸入電壓 ,測(cè)量輸出電壓“辺,觀測(cè)與記錄輸出 電壓與輸入電壓的波形,算出差模放大倍數(shù)a汕。(2)在兩輸出端加共模輸入電壓 ,測(cè)量輸入電壓uoc,算出共模放大倍 數(shù)鶴。(3)算出共模抑制比kcmr(4)用逐點(diǎn)法測(cè)量幅頻特性,并作出幅頻特性曲線,求出上、下限截止頻 率。(5)測(cè)量差模輸入電阻。7.2功放的調(diào)試1、靜態(tài)調(diào)試:集成輸入對(duì)地短路,觀察輸出冇無振蕩,如有振蕩,采取消 振措施以消除振蕩。2
51、、功率參數(shù)測(cè)試(1) 測(cè)量最人輸岀功率匕”輸入f=lkhz的正弦輸入信號(hào)旳3,并逐漸加人輸入電壓幅值直至輸岀電壓©的波形出現(xiàn)臨界削波時(shí),測(cè)量此時(shí)rl兩端輸出電壓的最大值匕加或有效值匕,om(2) 測(cè)量電源供給的平均功率心近似認(rèn)為電源供給整個(gè)電路的功率即為幾,所以在測(cè)試人”的同時(shí),只要在 供電回路串入一只直流電流表測(cè)出直流屯源提供的平均電流乙心,即可求出 fy。此平均電流ic(av)也就是靜態(tài)電源電流。(3) 計(jì)算效率=化“/人(4) 計(jì)算電壓增益編a心7嘰7.3系統(tǒng)調(diào)節(jié)經(jīng)過以上對(duì)各級(jí)放人電路的局部調(diào)試z后,可以逐步擴(kuò)人到整個(gè)系統(tǒng)的聯(lián) 調(diào)。1、令輸入信號(hào)坷二0,測(cè)量輸出的直流輸出電壓。
52、2、輸入/二1khz的正弦信號(hào),改變坷幅值,用示波器觀察輸出電壓叫波形 的變化情況,記錄輸出電壓叫最大不失真幅度所對(duì)應(yīng)的輸入電壓旳的變化范圍。3、輸入為一定值的正弦信號(hào),改變輸入信號(hào)的頻率,觀察心的幅值變化 情況,記錄他下降到0. 707他之內(nèi)的頻率變化范圍。4、計(jì)算總的電壓放人倍數(shù)4嚴(yán)叫仏。注:元器件清單見附錄a結(jié)論由于輸入功率放人器的輸入電壓要求在loomv左右,因此放大倍數(shù)a>20, 設(shè)計(jì)屮話筒放大電路采用同相比例運(yùn)算放大器,為了使輸入的話筒信號(hào)最大可能 的不失真,采用兩極電阻平衡輸入電壓。其中r1=r2=4. 7kq, r3二r4=10kq, cl=10nfo al為lm324中的一個(gè)運(yùn)算放人器。令r5=10kq , r6=75kq ,則 al二1+r6/r5二8. 5本設(shè)計(jì)中的混合前置放大電路有放大話筒輸入信號(hào)與線路輸入 信號(hào)的兩個(gè)作用,因此它的輸入信號(hào)有兩個(gè)均可以放人。圖中r7=r8=10kq,a2
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