低頻功率放大器的製作方法
2023-09-09 23:03:30
專利名稱：低頻功率放大器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電子儀器儀表，尤其是涉及到一種低頻功率放大器。
二背景技術：
目前，公知的低頻功率放大器不能實時顯示系統的輸出功率、直流電源的供給功 率和整機效率及耗電大等。除此之外，還有電路的噪聲、失真度較大。
三、發明內容本實用新型的目的就是提供一種實時顯示系統的輸出功率、直流電源的供給功率 和整機效率及功耗低，失真度小、噪聲低、性價比高、穩定性好，應用廣泛的低頻功率放大
ο本實用新型的技術方案是低頻功率放大器主要由電壓放大級、功率放大級、帶阻 濾波器、數據採集顯示模塊、單片機以及IXD液晶顯示等組成。其中，前置放大器是由雙運 算放大器NE5532及外圍器件實現兩級放大，按照設計任務要求，可選擇通過帶阻濾波器將 40 60Hz的信號進行衰減，然後經過由運算放大器NE5532和大功率MOS管構成的功率放 大器進行功率放大。由AD637和AD1674採集相關數據，經MSP430F2274單片機處理後，將 輸出功率、直流電源供給功率和整機效率等參數實時顯示在液晶上。本實用新型的有益效果是，由於在8Ω負載下，將IOHz 50KHz的低頻小信號放 大，輸出功率大於5W且波形失真度小於1%，輸出噪聲電壓有效值VON彡5mV，並能將系統 的輸出功率、直流電源的供給功率和整機效率實時顯示出來。同時通過40Hz 60Hz的帶 阻濾波器實現對50Hz的信號進行功率衰減大於20dB，具有功耗低、失真度小、噪聲低、性價 比高、穩定性好、應用廣泛等優點。
四以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。
圖1是本實用新型系統設計框圖；圖2是本實用新型前置放大電路圖；圖3是本實用新型功率放大級電路圖；圖4是本實用新型帶阻濾波器電路圖；圖5是本實用新型顯示電路圖；圖6是本實用新型系統的主程序和中斷程序；圖7是本實用新型系統整機電路圖；五具體實施方式
如圖1所示，在電壓放大電路、功率放大電路、帶阻濾波器放大電路基礎上增加了 數據採集顯示模塊、單片機和液晶顯示器構成低頻功率放大器。如圖2所示，電壓放大電路是整個系統的第一環節，主要完成小信號電壓放大的任務，對整個系統的穩定性起著關鍵的作用。本設計採用高精度、低噪聲集成運放NE5532 兩級級聯對輸入的小信號進行放大，保障整個系統的失真度和噪聲最小。電壓放大電路採 用集成運放NE5532構成的2級放大電路。電路中Cl為47UF，C2為33PF，C3為47UF，R1為 600 Ω，R2 為 600 Ω，R3 為 6K Ω，R4 為 IOK Ω，R5 為 6K Ω，R6 為 IOK Ω，RPl 為電位器 50Κ Ω， UlA為運放ΝΕ5532，UlB為運放ΝΕ5532。電路結構採用同相輸入比例運算電路，實現所需要 的電壓放大倍數。由圖2知，第一級前置級閉環電壓增益為
DΑιη{ Β) = \ + -^ = \ + βΚΙ0.βΚ = \\^2\ Β (公式 ι)
Ri第二級前置級閉環電壓增益為Au2(dB) = l+R5 + RP1 ^\ + 100Κ/\0Κ (RP1 = 32Κ)(公式 2)
R4=11 21"5由上式可知，前兩級放大電路總的增益約等於42dB。如圖3所示，功放級電路主要由NE5532和末級電路的兩隻大功率MOS管組成。 兩隻MOS管構成甲乙類功放電路，NE5532將電壓信號放大，以推動MOS管工作。RP3控制 反饋深度穩定輸出信號。電路中，C4為47UF，R7、R8為IOK ，R9、RlO為200 Ω，Rll、R12 為 20ΚΩ，U2A 為 ΝΕ5532，Dl、D2 為 ΙΝ4148，RP2 為電位器 10Κ, RP3 為電位器 200Κ，Ql 為 IRF540N, Q2 為 IRF9540，RLl 為 8 Ω 負載。如圖4所示，將輸入電壓同時作用於低通濾波器和高通濾波器，再將兩個電路的 輸出電壓求和，就可以得到帶阻濾波器。電路中，R13為600 Ω，R14為16Κ Ω，R15為636 Ω， C5、C6為1UF，C7為2UF，U3為運放0P07。設低通濾波器的截止頻度fl應低於高通濾波器
的截止頻率f2。帶阻濾波器能衰減fl和f2之間的信號。根據截止頻率f。，選定一個電容
r, 100
c(單們為uF)的標稱值，使其滿足夂=& (K值不能太大，否則會使電阻的取值較大，從而
Jc^
引入的誤差增加，通常取KKS 10)。在本設計中取
K = g = 2，f^50HZ(公式幻
由上式可得到C = IuF0 由電路結構可知Av = 1，並且
(公式4)
(公式5)
11 1 ——+—— 及13 及14W02 =1HC2由公式 4、5 可得到 R13 = 636 Ω，R14 = 16ΚΩ，R15 = 600 Ω。如圖5所示，單片機處理通過數據採集模塊採集的數據，經計算得到系統輸出功 率、電源供給功率和整機效率後，通過液晶顯示出來。單片機與液晶採用模擬串口方式通 信，以節省I/O 口。如圖6所示，主程序主要通過A/D轉換，接受A/D採集的數據並計算出系統的輸出
功率、電源供給功率及整機效率。中斷程序控制系統進入低功耗模式，並允許按鍵喚醒。
權利要求一種低頻功率放大器，它包括放大電路和濾波電路，其特徵在於在由電壓放大電路、功率放大電路、帶阻濾波器構成的電路的基礎上增加了數據採集顯示模塊、單片機和液晶顯示器。
2.根據權利要求1所述的低頻功率放大器，其特徵在於所述電壓放大電路是由雙運 算放大器及外圍器件實現兩級放大，功率放大電路是由運算放大器和大功率MOS管構成。
3.根據權利要求1或2所述的低頻功率放大器，其特徵在於所述數據採集顯示模塊 為 AD637 和 AD1674，單片機為 MSP430F2274。
專利摘要一種低頻功率放大器，它解決了現有技術存在的不能實時顯示系統的輸出功率、直流電源的供給功率和整機效率及耗電大等問題，其特徵在於在現有電壓放大電路、功率放大電路、帶阻濾波器構成的電路的基礎上增加了數據採集顯示模塊、單片機和液晶顯示器。本實用新型具有功耗低，性價比高，穩定性好，應用廣泛等優點，可應用於音頻功率放大器或電子儀器儀表等領域。
文檔編號H03F3/21GK201629720SQ200920288738
公開日2010年11月10日 申請日期2009年12月4日 優先權日2009年12月4日
發明者夏繼軍, 楊芳, 馬中秋 申請人:黃岡職業技術學院