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低频功率放大器毕业设计论文

低频功率放大器毕业设计论文【摘要】实用低频功率放大器主要应用是对音频信号进行功率放大,本文介绍了具有弱信号放大能力的低频功率放大器的基本原理、内容、技术路线。

整个电路主要由稳压电源、前置放大器、功率放大器、波形变换电路和保护电路共五部分构成。

稳压电源主要是为前置放大器、功率放大器提供稳定的直流电源。

前置放大器主要是电压的放大。

功率放大器实现电流、电压的放大。

波形变换电路是将正弦信号电压变换成规定要求的方波信号。

设计的电路结构简洁、实用,充分利用到了集成功放的优良性能。

实验结果表明该功率放大器在带宽、失真度、效率等方面具有较好的指标、较高的实用性,为功率放大器的设计提供了广阔的思路本设计的低频功率放大器同时还具有测量显示功率输出、电源供给功率和整机效率的功能。

本文首先对功率放大器的课题背景作简要的说明,随后对功率放大器的一些基础知识进行介绍。

最后,本文具体叙述实用低频功率放大器的安装与调试,并对电路在工作中易出现的失真情况做了细致的分析。

关键字:前置放大;功率放大;稳压电源电路;Low frequency power amplifier design graduate paper 【 abstract 】 practical low frequency power amplifier is mainly used for audio signal power amplifier, this paper introduces the weak signal amplifier ability has the low frequency power amplifier, the basic principle of content, the technical route. The main circuit by manostat, preamplifier, power amplifiers, wave transform circuit and the protection circuit of five parts. Manostat primarily for pre-amplifier, power amplifier provide stable dc power. The preamplifier mainly is the voltage scaling. Power amplifier realize current, voltage scaling. Wave transform circuit is will sine signal voltage transform into the requirements of square wave signal. The design of the structure is simple, practical circuit, make full use of the performance of the integrated amplifier. The experimental results show that the power amplifier in bandwidth, distortion degree, efficiency has good index, higher practicability, for power amplifier design offers wide thinkingThe design of the low frequency power amplifier and at the same time also has measurement shows power output, power supply power and the efficiency of the function. This paper first to power amplifier background of the topic be briefly and then some basic knowledge of power amplifier is introduced. Finally, this paper describes the low frequency power amplifier specific practical installation and commissioning, and in the work of circuit to occur during the distortion of the situation did meticulous analysis.Key word: preamplifier; Power amplifier; Stabilized voltage power supply circuit;目录1 前言 (4)2 低频功率放大器系统方案选择 (7)方案一:采用专用的集成MOS芯片功率放大器 (7)方案二:采用三极管为核心做功率放大电路 (7)方案三:采用分立的MOS管做功率放大电路 (7)3低频功率放大器总体设计 (8)3.1 低频功率放大器总体设计框图 (8)3.2 前置放大及滤波电路 (8)3.3功率放大电路 (11)3.4采样电路 (12)3.5 电源电路 (12)3.6 单片机最小系统电路 (13)3.6.1 STC89C52单片机简介 (13)3.6.2 STC89C52单片机最小系统电路 (14)3.6.3 STC89C52最小系统时钟电路 (16)3.6.4 STC89C52最小系统复位电路 (17)3.7 显示部分 (19)4 低频功率放大器系统软件设计 (20)5 低频功放测试方案与测试结果 (22)5.1 输出功率的测量 (22)5.2 通频带的测量 (22)5.3输入阻抗的测量 (23)5.4 输出噪声电压的测量 (23)5.5 测量、显示功能的测试 (23)结论 (24)致谢 (25)参考文献 (26)附录1:器件清单 (27)附录2:程序清单 (28)1 前言功率放大器在家电、数码产品中的应用越来越广泛,与我们日常生活有着密切关系。

随着生活水平的提高,人们越来越注重视觉,音质的享受。

在大多数情况下,增强系统性能,如更好的声音效果,是促使消费者购买产品的一个重要因素。

低频功率放大器作为音响等电子设备的放大电路,它的主要作用是将前级的音频信号进行功率放大以推动负载工作,获得良好的声音效果。

同时低频功率放大器又是音响等电声设备消耗电源能量的主要部分。

因此设计出实用、简洁、低价格的低频功率放大器是一个发展方向。

功率放大器随着科技的进步是不断发展的,从最初的电子管功率放大器到现在的集成功率放大器,功率放大器经历了几个不同的发展阶段:电子管功放晶体管功放集成功放。

功放按不同的分类方法可分为不同的类型,按所用的放大器件分类,可分为电子管式放大器、晶体管式功率放大器(包括场效应管功率放大器)和集成电路功率放大器(包括厚膜集成功率放大器),目前以晶体管和集成电路式功率放大器为主,电子管功率放大器也占有一席之地。

电子管功放的生产工艺相当成熟,产品的稳定性很高,而离散性极小,特别是它的工作机理决定了它的音色十分温柔,富有人情味,因而成为重要的音响电路形式。

电子管电路的设计、安装、调试都比较简单,其缺点是输出变压器、电源变压器的绕制工艺稍麻烦,耗电大、体积大、有一定的使用期限。

因此在实际使用中有一定的局限性。

现在大功率晶体管种类很多,优质功放电路也层出不穷,因此晶体管功率放大器是应用最广泛的形式。

人们研制出许多优质新型电路使功放的谐波失真,很容易减少到0.05%以下。

场效应管是一种很有潜力的功率放大器件,它具有噪声小、动态范围大、负温度特性等特点,音色和电子管相似,保护电路简单。

场效应管生产技术还在不断发展,场效应管放大器将有更为强大的生命力。

由于集成电路技术的迅速发展,集成电路功率放大器也大量涌现出来,其工艺和指标都达到了很高水平,它的突出特点是体积小、电路简单、性能优越、保护功能齐全等。

由于在很多情况下主机的额定输出功率不能胜任带动整个音响系统的任务,这时就要在主机和播放设备之间加装功率放大器来补充所需的功率缺口,而功率放大器在整个音响系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用,在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。

现今功率放大器不仅仅是消费产品(音响) 中不可缺少的设备,还广泛应用于控制系统和测量系统中。

然而低频功率放大器已经是一个技术相当成熟的领域,几十年来,人们为之付出了不懈的努力,无论从线路技术还是元器件方面,乃至思想认识上都取得了长足的进步。

目前市场上的集成功放产品价格已经很低并且种类也很多,典型的有LM1875、TDA1521、TDA1514。

这些优质功放模块体积小、性能优越、保护功能齐全、外围电路简单、易制作易调试。

最近,一种应用砷化钾MESFET制成的功率放大器MMIC,在移动电话和个人数据终端领域中应用越来越广泛,一片尺寸为2.5×3.48平方毫米的MMIC输出功率可达1.1W,工作频率达950MHZ。

本文给出一种简单实用、制作成本低廉的实用低频功率放大器的设计方案,并给出实际测试结果。

功率放大可由分立元件组成,也可由集成电路完成。

由分立元件组成功率放大器,如果进行精心的设计,则在效率和失真方面更优于集成的,价格方面便宜一点,但如果电路选择和参数设置不恰当时,元件性能就不能很好的表现出来,制作调试比较困难。

从电路的简单性和易调性,集成电路更好些。

本次设计功放采用集成电路和分立元件共同完成。

2 低频功率放大器系统方案选择低频功率放大电路主要可以分为两部分,一是前置放大电路,另外一个是功率放大输出电路。

其中前级放大部分基本上都是一样的,功率放大部分目前有以下三种方案可供选择:方案一:采用专用的集成MOS芯片功率放大器功率放大部分采用专用的集成MOS芯片功率放大器,采用专用的集成MOS功率放大器可以达到要求但是它的参数都是固定的,一旦使用便不可改变各级的参数和工作,不够灵活,成本较高。

方案二:采用三极管为核心做功率放大电路采用三极管为核心做功率放大电路,这种功放电路输出小,效率低,功耗大,很难满足题目要求。

方案三:采用分立的MOS管做功率放大电路采用分立的MOS管做功率放大电路,分立元件低频功率放大器虽快被淘汰,但是由于分立元件低频功率放大器可对每级工作状态和性能逐级调整有很大灵活性和自由度,输出波形稳定性好,效率高,成本较低。

功率放大器实现方法有几类,低频的有甲、乙、甲乙、丁等几种。

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