低频小信号功率放大毕业论文

实用低频功率放大器设计

2.2方案二

提高功率放大器效率的基本方法：

影响功率放大器的主要因素：功率放大器输出级的最小工作电压（类似于现行稳压电路的输出调整管的最小输入/输出电压差）和B类功率放大器所固有的效率。

如果需要保持功率放大器工作在线性状态，提高功率放大器效率的主要方法是降低功率放大器输出级的最小工作电压。随着MOS技术进入线性集成电路领域，以及全新的输出级的电路结构，使线性放大器输出电压幅度可以接近电源电压幅度，即满幅度输出放大器 (rail-to-rail)。对于集成功率放大器而言，如果输出电压幅度可以达到电源电压幅度，则满功率的效率就可以接近纯B类放大器的效率，如TPA0152的满功率效率可以达到70.2%，相对50%更接近78.5%。基本上达到了线性放大器的最优境界。

综合对比分析方案一和方案二：如果直接采用集成D类音频功率放大器就可以非常方便地实现实体的目标。5V供电时8欧姆的满功率输出可以达到1W。但是目前，D类音频功率放大器还不能够彻底取代线性音频功率放大器，其主要原因是由于输出级工作在极快的开关状态，产生很大的di/dt和du/dt，这些都是产生电磁干扰的主要原因之一；产生前列电磁干扰的另一个原因是D类饮品功率放大器的功率级引线的寄生电感和输出电感的电磁效应，功率级引线的“天线”效应将产生比较强烈的空间电磁场干扰。所以本设计任然采用线性音频功率放大器电路，原理框图如图2.2所示。

如图2.2所示，方案二同样经过前置和功率放大后接负载，不同的是采用真有效值测量芯片AD736效转换后，经过采样经过单片机

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图2.2方案图

驱动液晶显示器显示出来，实现输出电压的显示。相比两个方案，方案一虽然电路简单，但测量值没有方案二精准，误差略大，经过分析比较，最后选取方案二。

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3.方案设计

3.1低频小信号功率放大器电路的框图

框图由波形变换、前置放大、功率放大、滤波电路、稳压电源、数据采集处理、显示及保护电路等单元组成。如图3.1所示。

图3.1低频小信号功率放大器电路的框图

3.2低频小信号功率放大器电路原理图

见附图1、附图2： 原件清单见附表1：

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3.3电路内部各框图的工作原理

3.3.1 ±15V +5V稳压电源电路各框图的工作原理

（1）220V交流电源变压

该电路的设计是采用带有抽头的变压器，一般的电子设备所需的直流电压较之交流电网提供的220V电压相差较大，为了得到输出电压的合适范围，就需要将电网电压转换到合适的数值。所以，电压变换部分的主要任务是将电网电压变为所需的交流电压，同时还可以起到直流电源与电网的隔离作用。因此，就要通过变压器将220V的交流电源经过变压器降到大约十几伏左右的交流电源。

（2）整流电路

该电路的设计采用的是桥式整流电路，该电路的作用是将变换后的交流电压转换为单方向的脉动电压。由于这种电压存在着很大的脉动成份（称为纹波），因此一般还不能直接用来给负载供电，否则，纹波的变化会严重影响负载电路的性能指标。所以变压后的交流电源经过桥式整流电路整流后得到的是含有脉动的直流电源。

（3）滤波电路

该电路的设计采用RC滤波电路，该电路的作用是对整流部分输出的脉动直流电压进行滤波 ，使之成为含交变成份很小的直流电压源。也就是说，滤波部分实际上是一个性能较好的低通滤波器，且其截止频率一定低于整流输出电压的基波频率。使得输出的直流电源具有一定的稳定性，该电路的设计简单，脉动系数小等优点。

（4）稳压电路 该部分电路的设计采用的是串联型直流稳压电源电路,尽管经过整流滤波后电压接近于直流电压，但是其电压值的稳定性很差，它受温度、负载、电网电压波动等因素的影响很大，因此，还必须有稳压电路，以维持输出直流电压的基本稳定。该电路的组成部分有采样电阻、放大电路、基准电压、调整管和保护电路。采样电路由分压电阻和一个滑动变阻器组成，主要功能是把输出的变化量的一部分送入到放大电路的输入端。而放大电路将来自取样电阻的电压的变化量经 过放大送入调整电路，通过调整电路自身的调整，使得输出的电压保

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