低频功率大器.docxVIP

07805班 杨杨 072385(30)号 2010夏季学期电子工艺 实习报告 题目 实用低频功率放大器 学 院 电子工程学院 班 级 07805 姓 名 杨杨 学 号 072385 班内序号 30 辅导老师 马建新 北京邮电大学 任务: 设计并制作具有弱信号放大能力的低频功率放大器.其原理示意图如下: 技术指标: 1.基本要求 设计并制作具有弱信号放大能力的低频功率放大器. 在放大通道的正弦信号输入电压幅度为50～700 mV , 等效负载电阻RL为8Ω下,放大通道应满足: 额定输出功率POR ≥10 W; 带宽BW ≥(50～10 000) Hz; 在POR下和BW内的非线性失真系数≤3 %; 在POR下的效率≥55 %.; 在前置放大级输入端交流短接到地时,RL = 8 Ω 上的交流声功率≤10 mW. 自行设计并制作满足本设计任务要求的稳压电源,画出实际的直流稳压电源原理图即可. 2.发挥部分 (1) 放大器的时间响应: a.由外供正弦信号源经变换电路产生正、负极性的对称方波,频率为1 000 Hz ,上升时间≤1 μs ,峰2峰值电压为200mV. 用上述方波激励放大通道时,在RL = 8 Ω下,放大通道应满足. b.额定输出功率POR ≥10 W; c.在POR下输出波形上升时间和下降时间≤12μs ; d.在POR下输出波形顶部斜降≤2 %; e.在POR下输出波形过冲量≤2 %. (2) 放大通道性能指标的提高和实用功能的拓展(例如:提高工作效率,减小非线性失真…) 系统组成: 系统主要由前置放大级、功率放大级和稳压电源电路3部分组成. 系统框图如原理示意图示. 其中前置级主要完成小信号的电压放大任务;功率放大级则实现对信号的电压和电流放大任务;直流稳压电源部分则为整个功放电路提供能量. 为验证功放的性能,特设计正弦波方波转换电路,因为方波中含有丰富的高次谐波分量,可通过对方波信号的测试来检验功放的转换速率、失真度、效率等指标. 总体方案设计: 波形变换电路： 采用施密特触发器进行变换与整形。而施密特电路可用高精度、高速运算电路搭接而成，也可采用专用施密特触发器构成，还可以选用NE5532电路构成。 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。 波形变换电路 弱信号前置放大级： 选用NE5532，因为同众多的运放相比, NE5532具有高精度、低噪音、高阻抗、高速、宽频带等优良性能, 被称为“ 运放之皇” 。这种运放的高速转换性能可大大改善电路的瞬态性能, 较宽的带宽能保证信号在低、中、高频段均能不失真输出, 使电路的整体指标大大提高。 前置级的任务是完成小信号的电压放大，其失真度和噪声对系统的影响最大，故采用了低噪声、高保真度的双通道专用音响前置集成放大器NE5532，均采用电压并联负反馈电路，因为电压并联负反馈具有很好的抗共模干扰能力，且具有改善波形失真的作用。且NE5532的高速转换性能可大大改善电路的瞬态性能, 较宽的带宽能保证信号在低、中、高频段均能不失真输出, 使电路的整体指标大大提高。放大后的信号失真度和噪声都很小。 前置放大级电路的主要功能是将5mV~700mV输入信号不失真地放大到功率放大级所需要的输入信号。因此，需要解决的问题是本级225倍的电压放大倍数和带宽BW50Hz-10KHz的矛盾。对此可以采用二级放大电路，因为放大器的增益带宽积是一个常数，增益减小，带宽就可以提高。同时我们在第二级中用电位器（47K）引入增益调节环节，使本级的总增益在一定范围内持续可调。增益调节可用电位器手动调节，也可采用自动增益控制，但考虑到题目中的“实用”两字，本装置采用手动增益调节。 前置放大级电路 前置放大级主要完成小信号电压放大的任务,其失真度和噪声对系统的影响是优先考虑的指标. 对于前置放大级的设计,由于第一级前置级增益为:A U1 = ( R2/ R1) = (150 kΩ/ 10 kΩ) =15≈24 dB ;第二级前置级增益为:A U2 = ( R5/ R4) = (150 kΩ/ 10 kΩ) =15≈24 dB.考虑到输入信号的变化范围很大,在两级间串一个滑动变阻器来改变整个系统的增益,同时也起到对信号的