低频功率放大器的设计与实现

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1、第10卷第4期兰州石化职业技术学院学报Vol．10No．42010年12月JournalofLanzhouPetrochemicalCollegeofTechnologyDec．，2010文章编号:1671－4067(2010)04－0017－03低频功率放大器的设计与实现丁丁，丁炜(兰州石化职业技术学院电子电气工程系，甘肃兰州730060)摘要:论述了基于AT89C51单片机的低频功率放大器的设计与实现。采用电压放大电路、功率放大电路和稳压电源电路构成功率放大器的主体，配以高精度采样电阻及12位A/D转换器，实现了通频带30Hz～50kHz范围内的低频放大，保证了失真度小于1．2%

2、，具有较高的精度与稳定性。实验结果表明电路功能和性能指标均已达到设计要求。关键词:低频功率放大器;电压放大电路;带阻滤波器中图分类号:TN722．11文献标识码:A功率放大器随着科技进步的不断发展，现今已单片机处理后将相关参数显示，稳压电源给功放电不仅仅是消费产品(音响)中不可缺少的设备，同样路和提供稳定的直流电源，系统优点是电路简单、通在控制系统和测量系统中也是一个研究热点。科学用性强。工作者们无论是从线路技术还是在元器件方面都已提出大量的设计方法和思路。如采用纯器件电路即［1］互补对称式OTL功率放大器，或是采用前置放大［2］级完成小信号电压放大任务等。这些设计方法从原理上，采用

3、两级基极输入、集电极输出的共反射极放大电路或是采用功率放大级实现对信号的电压和电流放大配以直流稳压电源为整个功放电路提供能量。但实践证明，采用这种方式工作的电压并联负反馈表现效果很不良好且性能不高，且硬件较复杂。本设计选用系统的前置放大图1系统原理框图级、信号处理、微机处理和功率放大器构成主体电［3］路，以达到高增益、高保真、高效率、低噪声、宽频2单元硬件电路设计带、快响应的指标。1系统总体设计2．1电压放大电路设计电压放大电路如图2所示。它是系统设计的首系统原理框图如图1所示，本系统主要由电压要单元，该单元主要完成小信号电压放大的任务，这放大电路、功率放大电路、滤波器、输出级电路及

4、人种运放的高速转换性能可大大改善电路的瞬态性机接口显示电路组成。整个低频功率放大器采用两能，较宽的带宽能保证信号在低、中、高频段均能不级放大电路提供较大的输出功率，选择带阻滤波器失真地输出，提高电路的稳定性。前置放大由两级［4］将40～60Hz的信号进行衰减，然后经功率放大器NE5532及外围电路组成，同众多的运放相比，进行功率放大，并由模数转换采集数据器经AT89C51NE5532具有高精度、低噪声、高阻抗、频带宽等优良特性，其余各级均采用固定增益加输出衰减组成。收稿日期:2010－09－15电路完成当各级输出不衰减，信号源输出的信号为基金项目:甘肃省重大科研基金(甘经技【2008

5、】267号);兰州5mV时，输出。此外，通过调节电位器可以改变电石化职业技术学院科研基金(k09－08)路增益，最终实现所需要的电压放大倍数。作者简介:丁丁(1983－)，女，吉林榆树人，助教，硕士.·18·兰州石化职业技术学院学报2010年图2电压放大电路2．3带阻滤波器电路设计2．2功率放大电路该单元设计只要作用是消除50Hz交流电所引功率放大电路的主要任务是在允许的失真限度起的干扰，利用反相型带通滤波器组成的带阻滤波器内，尽可能提高效率地向负载提供足够大的功率。因如图4所示，由2个OP07分别构成反相型带通滤波此，功率放大电路的电路形式、工作状态、分析方法等器A1和加法运算放大

6、器A2，A1的输出是输入信号都与小信号放大电路有所不同。功放级电路如图3的反相带通信号，再经过A2与输入信号本身相加，所示主要由NE5532和功率末级的两个场效应管则在A2的输入端就得到了带阻信号。采用这种结IRF9530和IRF530构成，本设计选用这对管的特性构的带阻滤波器，通过下列各式比较一致，可以减小失真。NE5532主要完成电压放RFR3RFKF==大任务，接成大环电压负反馈形式，放大倍数为R3/Rf12R1RF2R1。为弥补由运放产生的零漂和因布线等造成的失1111ω0=(+)真，NE5532的1脚与8脚接调零电阻，5脚与8脚之C槡R3R1R2间接补偿电容。两个场效应管主

7、要完成电流放大任111Q=R3(+)务。将输入端交流接地，输出不带负载，加上稳压电2槡R1R2源，无异常现象发生，再带上8负载，用示波器测得输可见，二阶带阻滤波器的性能主要由带阻滤波器出，即。将输入信号频率从20Hz由小变大调到的品质因数Q和中心角频率决定，Q值范围由组成20kHz，均未出现自激振荡和波形畸变，证明功放性的带通滤波器决定。能良好。图4带阻滤波器电路图3功率放大电路丁丁，丁炜.低频功率放大器的设计与实现·19·3系统软件设计4结束语本系统软件