功率放大器畢業(yè)論文

1、<p>　　基于場效應(yīng)管的功率放大器電路</p><p>　　摘 要：本設(shè)計(jì)低頻功率放大器主要包括前級放大電路、中間放大電路、功率放大電路以及顯示電路四個部分。其中，前級電壓放大采用基于運(yùn)放的反相比例二級放大形式，能夠得到后級輸入所需的放大信號值；帶阻濾波電路采用二階有源濾波器，使阻帶頻率范圍控制在40HZ~60HZ之間，并在50HZ頻率點(diǎn)輸出的衰減≥6dB；功率放大電路末級采用分立的大功率MOS晶體

2、管，在輸入有效值5mV信號下保證了功率輸出大于5W；系統(tǒng)最終通過液晶顯示整個電路輸出功率、直流電源功率以及系統(tǒng)的工作效率。設(shè)計(jì)完成的放大器達(dá)到了要求。</p><p>　　關(guān)鍵詞: 低頻功率放大器；功率放大電路；場效應(yīng)管</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1緒論3</b></p&

3、gt;<p>　　2低頻功率放大器概述4</p><p>　　2.1低頻功率放大器的基本要求4</p><p>　　2.2低頻功率放大器的分類4</p><p>　　2.3功率放大電路的主要特點(diǎn)5</p><p>　　3基于場效應(yīng)管的功率放大器電路的設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.1基于場效應(yīng)管

4、的功率放大器電路的要求和內(nèi)容6</p><p>　　3.2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案6</p><p>　　3.2.1設(shè)計(jì)思路7</p><p>　　3.2.2各模塊方案選擇和論證7</p><p>　　3.2.3各模塊的最終方案確定9</p><p>　　3.3系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)10</p><p&g

5、t;　　3.3.1前置放大電路10</p><p>　　3.3.2中間放大級10</p><p>　　3.3.3功率放大級11</p><p>　　3.3.4測量和顯示部分12</p><p>　　3.3.5測量顯示模塊軟件設(shè)計(jì)流程圖13</p><p>　　3.4系統(tǒng)測試15</p><

6、;p>　　3.4.1測試儀器15</p><p>　　3.4.2指標(biāo)的測試16</p><p>　　3.4.2.1放大倍數(shù)的測試16</p><p>　　3.4.2.2輸入電阻的測試16</p><p>　　3.4.2.3通頻帶的測試16</p><p>　　3.4.2.4低頻放大器效率的測試16&l

7、t;/p><p><b>　　結(jié)論17</b></p><p><b>　　謝辭17</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)18</b></p><p><b>　　附件19</b></p><p><b>　　

8、1緒論</b></p><p>　　在模擬電子線路中信號經(jīng)過放大后，往往要去推動執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成人們所預(yù)期的功能，例如推動喇叭發(fā)出聲音，推動繼電器實(shí)現(xiàn)控制等等。這些執(zhí)行機(jī)構(gòu)是把電能轉(zhuǎn)換成其他形式能量的器件，他們正常工作需要從電路中獲取較大的能量。所以放大電路的末級多有功率放大器組成，以便為負(fù)載提供足夠的信號功率。本次設(shè)計(jì)就是基于場效應(yīng)管的功率放大器電路。隨著現(xiàn)代社會電子科技的迅速發(fā)展，伴隨著人們生活水平的

9、提高，近年來隨著國內(nèi)外音響技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子管音頻放大器以他獨(dú)特的魅力重出江湖，各種電子管層出不窮，日新月異，成為廣大音響愛好者追求的熱點(diǎn)。全球音頻領(lǐng)域的數(shù)字化的浪潮以及人們對音頻視頻節(jié)能環(huán)保的要求，迫使人們盡快研究來發(fā)高效，節(jié)能，數(shù)字化的功率放大器。低頻功率放大器是一個技術(shù)相當(dāng)成熟的領(lǐng)域，幾十年來人們?yōu)橹冻霾恍傅呐?，無論從線路技術(shù)還是元器件方面，乃至思想認(rèn)識上都取得了長足的進(jìn)步。</p><p>　　功率

10、放大器簡稱功放，可以說是各類音響器材中最大的一個家族了。低頻功率放大器的的設(shè)計(jì)是有很多意義的：它可將音源器材輸入的較微弱信號進(jìn)行放大，產(chǎn)生足夠大的電流去推動揚(yáng)聲器進(jìn)行聲音的重放。目前低頻功率放大由分立元件組成，或集電極輸出完成，由分立元件組成的功放，電路結(jié)構(gòu)簡單，由集電極輸出的功放，可減少信號失真。以其主要用途來說，功放可以分做兩大類別，即專業(yè)功放與家用功放。在體育館場、影劇場、歌舞廳、會議廳或其它公共場所擴(kuò)聲，以及錄音監(jiān)聽等場所使用的

11、功放，一般說在其技術(shù)參數(shù)上往往會有一些獨(dú)特的要求，這類功放通常稱為專業(yè)功放。而用于家庭的Hi－Fi音樂欣賞，AV系統(tǒng)放音，以及卡拉OK娛樂的功放，通常我們稱為家用功放。本期只介紹跟我們家庭息息相關(guān)的家用功。</p><p>　　功放可以分為電子管放大器、晶體放大器和集成電路放大器。電子管放大器(俗稱“膽機(jī)”)采用電子管作為放大器，其主要優(yōu)點(diǎn)是動態(tài)范圍大、線性好、音色甜美悅耳。但電子管功放也存在兩個問題，一是內(nèi)阻大

12、導(dǎo)致放大器阻尼系數(shù)小，影響瞬態(tài)特性，二是電子管需高壓供電，離不開變壓器，變壓器不僅功耗大、體積大，還會導(dǎo)致失真?？朔娮庸芄Ψ诺膬蓚€缺點(diǎn)，晶體管放大器阻尼系數(shù)可做得很高，有良好的瞬態(tài)特性，在聲音的節(jié)奏感、力度上要比膽機(jī)明快、爽朗、有力；而且無需變壓器，不僅節(jié)省成本，縮小體積，而且避免了由變壓器所引起的失真。最后一種是集成電路放大器，它最突出的優(yōu)點(diǎn)是可靠性高、外圍電路簡單、組裝方便，不足之處是電聲指標(biāo)(功率、頻響、失真度、信噪比等)和音質(zhì)

13、皆不如前兩類放大器。 </p><p>　　2低頻功率放大器概述</p><p>　　2.1　低頻功率放大器的基本要求</p><p>　　功率放大器和電壓放大器是有區(qū)別的，電壓放大器的主要任務(wù)是把微弱的信號電壓進(jìn)行放大，一般輸入及輸出的電壓的電流都比較小，是小信號放大器。它消耗能量少，信號失真小，輸出信號的功率小。功率放大器的主要任務(wù)是輸出大的信號功率，它的輸入

14、、輸出電壓和電流都較大，是大信號放大器。它消耗能量多，信號容易失真，輸出信號的功率大。這就決定了一個性能良好的功率放大器應(yīng)滿足下列幾點(diǎn)基本要求：</p><p>　　1.具有足夠大的輸出功率</p><p>　　為了得到足夠大的輸出功率，三極管工作時的電壓和電流應(yīng)盡可能接近極限參數(shù)。</p><p><b>　　2.效率要高</b></p

15、><p>　　功率放大器是利用晶體管的電流控制作用，把電源的直流功率轉(zhuǎn)換成交流信號功率輸出，由于晶體管有一定的內(nèi)阻，所以它會有一定的功率損耗。我們把負(fù)載獲得的功率Po與電源提供的功率PE之比定義為功率放大電路的轉(zhuǎn)換效率η，用公式表示為：</p><p><b>　　η＝×100%</b></p><p>　　顯然，功率放大電路的轉(zhuǎn)換效率越

16、高越好。</p><p><b>　　3.非線性失真要小</b></p><p>　　功率大、動態(tài)范圍大，由晶體管的非線性引起的失真也大。因此提高輸出功率與減少非線性失真是有矛盾的，但是依然要設(shè)法盡可能減小非線性失真。</p><p><b>　　4.散熱性能好</b></p><p>　　2.2　

17、低頻功率放大器的分類</p><p>　　2.2.1以晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)位置分類</p><p>　　常見的功率放大器按晶體管靜態(tài)工作點(diǎn)Q在交流負(fù)載線上的位置不同，可分為甲類、乙類和甲乙類3種，如圖2.1所示。</p><p><b>　　(</b></p><p>　　(a)甲類功放的輸出波形　 (b)乙類功放的輸

18、出波形　(c)甲乙類功放的輸出波形</p><p>　　(d)3種工作狀態(tài)下對應(yīng)的工作點(diǎn)位置</p><p>　　圖2.1　功率放大器的3種工作狀態(tài)</p><p><b>　?、偌最惞β史糯笃?lt;/b></p><p>　　工作在甲類工作狀態(tài)的晶體管，靜態(tài)工作點(diǎn)Q選在交流負(fù)載線的中點(diǎn)附近，如圖2.1 (d)所示。在輸入信

19、號的整個周期內(nèi)，晶體管都處于放大區(qū)內(nèi)，輸出的是沒有削波失真的完整信號，如圖2.1(a)所示它允許輸入信號的動態(tài)范圍較大，但其靜態(tài)電流大、損耗大、效率低。</p><p><b>　?、谝翌惞β史糯笃?lt;/b></p><p>　　工作在乙類工作狀態(tài)的晶體管，靜態(tài)工作點(diǎn)Q選在晶體管放大區(qū)和截止區(qū)的交界處，即交流負(fù)載線和IB＝0的交點(diǎn)處，如圖2.1(d)所示。在輸入信號的整

20、個周期內(nèi)，三極管半個周期工作在放大區(qū)，半個周期工作在截止區(qū)，放大器只有半波輸出，如圖2.1(b)所示。乙類工作狀態(tài)的靜態(tài)電流為零，故損耗小、效率高，但非線性失真太大。如果采用兩個不同類型的晶體管組合起來交替工作，則可以放大輸出完整的不失真的全波信號。</p><p><b>　　③甲乙類功率放大器</b></p><p>　　工作在甲乙類工作狀態(tài)的晶體管，靜態(tài)工作點(diǎn)Q

21、選在甲類和乙類之間，如圖2.1(d)所示。在輸入信號的一個周期內(nèi)，晶體管有時工作在放大區(qū)，有時工作在截止區(qū)，其輸出為單邊失真的信號，如圖2.1(c)所示。甲乙類工作狀態(tài)的電流較小，效率也比較高。</p><p>　　2.2.2以功率放大器輸出端特點(diǎn)分類</p><p>　?、儆休敵鲎儔浩鞴Ψ烹娐?。</p><p>　　②無輸出變壓器功放電路(又稱OTL功放電路)。&

22、lt;/p><p>　?、蹮o輸出電容器功放電路(又稱OCL功放電路)。</p><p>　?、軜蚪訜o輸出變壓器功放電路(又稱BTL功放電路)。</p><p>　　2.2.3功率管的安全使用知識</p><p>　　就功率管而言，為了保證其安全運(yùn)用，必須做到以下幾個方面：</p><p>　?、俦苊獍l(fā)生集電結(jié)的擊穿。<

23、;/p><p>　　②避免集電結(jié)過熱，集電極的功率損耗應(yīng)低于最大容許值PCM。晶體管的集電極容許損耗PCM不是一個固定不變的值，它和器件的散熱情況有關(guān)，根據(jù)環(huán)境溫度和器件的散熱裝置不同而有所不同。</p><p>　?、酃β使茉诠ぷ鲿r不能進(jìn)入二次擊穿區(qū)。</p><p>　　2.3 功率放大電路的主要特點(diǎn)</p><p>　　2.3.1功率放大電

24、路的任務(wù)和特點(diǎn)</p><p>　　基于輸出較大功率的基本任務(wù)，對功率放大電路的討論主要針對以下幾個方面： </p><p><b>　　①大信號工作狀態(tài)</b></p><p>　　為輸出足夠大的功率，功率放大電路的輸出電壓、電流幅度都比較大，因此，功率放大管的動態(tài)工作范圍很大，功放管中的電壓、電流信號都是大信號狀態(tài)，一般以不超過晶體管的極限

25、參數(shù)為限度。 </p><p><b>　?、诜蔷€性失真問題</b></p><p>　　由于功放管的非線性，功率放大電路又工作在大信號工作狀態(tài)，必然導(dǎo)致工作過程中會產(chǎn)生較大的非線性失真。輸出功率越大，電壓和電流的幅度就越大，信號的非線性失真就越嚴(yán)重。因而如何減小非線性失真是功率放大電路的一個重要問題。 </p><p>　　③提高功率放大電路

26、的效率、降低功放管的管耗</p><p>　　從能量轉(zhuǎn)換的觀點(diǎn)來看，功率放大電路提供給負(fù)載的交流功率是在輸入交流信號的控制下將直流電源提供的能量轉(zhuǎn)換成交流能量而來的。任何電路都只能將直流電能的一部分轉(zhuǎn)換成交流能量輸出，其余的部分主要是以熱量的形式損耗在電路內(nèi)部的功放管和電阻上，并且主要是功放管的損耗。對于同樣功率的直流電能，轉(zhuǎn)換成的交流輸出能量越多，功率放大電路的效率就越高。因?yàn)楣β蚀螅孕实膯栴}就變得十分重

27、要，否則，不僅會帶來能源的浪費(fèi)，還會引起功放管的發(fā)熱而損毀。</p><p>　　3 基于場效應(yīng)管的功率放大器電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 基于場效應(yīng)管的功率放大器電路設(shè)計(jì)的要求和內(nèi)容</p><p>　　設(shè)計(jì)并制作一個基于場效應(yīng)管的功率放大器電路，要求末級功放管采用分立的MOS管。</p><p><b>　　基本要求：

28、</b></p><p>　　低頻功率放大器可以實(shí)現(xiàn)以下功能：</p><p>　?、?當(dāng)輸入正弦信號電壓有效值為5mV時（即峰峰值為7mv時，）在8Ω電阻負(fù)載（一端接地）上，輸出功率≥5W，輸出波形無明顯失真。</p><p>　?、?通頻帶為20Hz～20kHz。</p><p>　?、?輸入電阻為600Ω。</p

29、><p>　?、?功率放大器的整機(jī)效率盡量提高。</p><p>　?、?具有測量并顯示基于場效應(yīng)管的功率放大器電路輸出功率(正弦信號輸入時)、直流電源的供給功率和整機(jī)效率的功能，測量精度優(yōu)于5%。</p><p>　?、?在滿足輸出功率≥5W、通頻帶為20Hz～20kHz的前提下,輸入信號幅度可降。</p><p>　　3.2　系統(tǒng)總體設(shè)

30、計(jì)方案</p><p>　　3.2.1 設(shè)計(jì)思路 </p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)與要求,本系統(tǒng)由低頻功率放大器、測量電路和顯示電路組成。其中功率放大部分包括：前置放大級、中間放大級和功率放大級。測量顯示部分包括：電壓電流的數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)分析和顯示。為實(shí)現(xiàn)各模塊的功能，分別做了幾種不同的設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行了論證。最終確定系統(tǒng)框圖如圖3.1所示。</p><p>　　圖

31、3.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖</p><p>　　3.2.2　各模塊方案選擇和論證</p><p>　　①高效率、寬帶功率放大器的類型選擇</p><p>　　我們知道，為了提高功率和效率，一般的方法是降低三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)及由甲類（θ=360，η）到乙類（θ=180，η），丙類（θη），甚至D類（η=100% ）。但丙類放大器不適宜寬帶放大器，原因是失真太大。工作在乙類狀

32、態(tài)會產(chǎn)生交越失真。D類放大器效率雖高，但在制作上有幾個技術(shù)難點(diǎn)，如脈寬調(diào)制，考慮到時間因素，我們采用甲乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路。</p><p>　　甲乙類放大電路管耗小、效率高、可克服交越失真，雖然其效率比D類、乙類低，但其能滿足題目要求且較D類易制作。</p><p><b>　?、谛盘柷爸梅糯蠹?lt;/b></p><p>　　方案一：

33、采用分立元件組成放大電路。用小功率三極管組成差分放大電路作為輸入級。該電路的優(yōu)點(diǎn)是：共模抑制比高、性價比高。</p><p>　　方案二：采用集成電路構(gòu)成。該電路的優(yōu)點(diǎn)是：電壓增益易調(diào)且高、電路簡單。</p><p>　　根據(jù)題目要求需要低輸入電阻，高增益的前置放大級。方案一要求的性能相同的小功率三極管電路設(shè)計(jì)、計(jì)算相對復(fù)雜。而方案二具有更大的優(yōu)越性和靈活性，因此選用方案二。最終確定集成芯

34、片采用低失調(diào)電壓、高開環(huán)增益的OP07。 </p><p><b>　?、壑虚g放大級</b></p><p>　　方案一：采用分立元件組成多級放大。用功率小三極管組成多級共射放大電路，性價比好。</p><p>　　方案二：采用集成芯片和分立元件相結(jié)合組成多級放大。</p><p>　　根據(jù)題目要求，放大器的通頻帶要寬，

35、放大倍數(shù)大。方案一各放大級如直接耦合，各級的靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響，難以設(shè)置；如采用電容耦合，通頻帶將受影響，放大倍數(shù)要達(dá)到要求，放大級數(shù)多，難以達(dá)到要求。方案二采用集成芯片做一級放大，放大倍數(shù)易達(dá)到要求，設(shè)計(jì)易于實(shí)現(xiàn)，價比高。因此選方案二。</p><p><b>　?、芄β史糯蠹?lt;/b></p><p>　　圖3.2 甲乙類功率放大輸出級</p><

36、;p>　　方案二：甲乙類雙電源互補(bǔ)對稱放大電路。</p><p>　　采用復(fù)合管構(gòu)成MOS配對管，增大輸出電流。如圖3.3。</p><p>　　圖3.3甲乙類雙電源互補(bǔ)對稱放大電路</p><p>　　方案相比較，方案二輸出電流大，故而使輸出功率也增大了，故采用方案二。</p><p><b>　?、轀y量模塊</b&g

37、t;</p><p>　　方案一：輸出電壓經(jīng)分壓后用A/D直接采集計(jì)算。</p><p>　　由于輸出電壓較大，但A/D的基準(zhǔn)電壓是5 V，所以必須利用分壓將電壓降到5V以內(nèi)進(jìn)行測量。</p><p>　　方案二：采用小阻值的采樣電阻。</p><p>　　如圖3.4我們知道，如果R2的阻值遠(yuǎn)小于R1的阻值時，那R2對</p>

38、<p><b>　　圖3.4采樣電阻</b></p><p>　　ADC0804是低功耗的用CMOS集成工藝制成的逐次比較型模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。分辨率8位，轉(zhuǎn)換時間100us，輸入電壓范圍為0~5V。增加某些外部電路后，輸入模擬電壓為5V。 該芯片內(nèi)有輸出數(shù)據(jù)鎖存器，當(dāng)與計(jì)算機(jī)連接時，轉(zhuǎn)換電路的輸出可以直接連接在CPU數(shù)據(jù)總線上，無需附加邏輯接口電路。</p><p&

39、gt;　　ADC0804的外圍電路比ADC0832復(fù)雜，但是ADC0832的體積比ADC0804小，并且ADC0832使用的是串口，節(jié)省了IO口，ADC0804使用的是并口，但是使得程序編寫簡單。</p><p><b>　　顯示模塊</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，需要顯示輸出電壓、電源供給功率、輸出功率和效率。 </p><p>

40、;　　方案一：使用液晶屏顯示。</p><p>　　液晶顯示屏具有低耗電量、無輻射危險，可視面積大、畫面效果好、分辨率高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。</p><p>　　方案二：使用傳統(tǒng)的數(shù)碼管顯示。</p><p>　　數(shù)碼管具有低能耗、低損耗、耐老化、防曬防潮、易于維護(hù)、操作簡單的特點(diǎn)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)要顯示的數(shù)據(jù)較多，方案二要求數(shù)

41、碼管位數(shù)多、硬件焊接繁瑣、且顯示的數(shù)據(jù)易混淆。方案一使硬件電路簡單、數(shù)據(jù)顯示清晰、不易混淆，因此采用方案一，用1602液晶屏顯示。</p><p>　　3.2.3　各模塊的最終方案確定</p><p>　　經(jīng)過仔細(xì)分析和論證，決定了系統(tǒng)各模塊的最終方案如下：</p><p>　　①前置放大級：采用OP07組成反相比例運(yùn)算放大電路；</p><p&

42、gt;　?、谥虚g放大級：采用OP07組成同相比例運(yùn)算放大電路做第二級放大、差分放大做三級放大、共射電路做第四極放大；</p><p>　　③功率放大級：采用配對管TIP41C、TIP42C分別與IRF250組成復(fù)合管，采用甲乙類雙電源互補(bǔ)對稱功率放大電路。</p><p>　?、軠y量模塊：A/D采集數(shù)據(jù)、單片機(jī)控制；</p><p>　?、蒿@示模塊：1602液晶顯示

43、。</p><p><b>　　3.3系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.3.1 前置放大電路</p><p>　　為了減小外界信號對輸入信號的影響，前置放大電路加上帶通濾波。根據(jù)題目要求，為了使輸出電阻為600Ω，采用了輸入電阻低，共模信號為零的反相放大電路。令放大倍數(shù)為12，則</p><p><b

44、>　　平衡電阻</b></p><p>　　平衡電阻電阻值為600的電阻，反饋電阻接阻值為100K的可調(diào)電位器。電路圖如圖3.5。</p><p>　　圖3.5前置放大電路原理圖</p><p>　　3.3.2 中間放大級</p><p>　　中間放大電路的放大倍數(shù)設(shè)為30.為了使整個電路的性能優(yōu)越，采用了2級放大。第一級為

45、有源負(fù)載差分放大電路，提高電壓放大倍數(shù)。第二級采用共射擊放大電路。在中間放大級的前面，我們還加了一個帶通濾波，以提高整個放大器的性能。電路如見圖3.6。通過初步計(jì)算，仿真軟件仿真，得到各電阻值和電容值如圖3.6。</p><p>　　圖3.6 中間放大級原理圖</p><p>　　3.3.3 功率放大級</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，放大電路的通頻帶至少為20H

46、Z---20KHZ，在這里采用兩只互補(bǔ)中功率對管TIP41C、TIP42C構(gòu)成射隨器緩沖驅(qū)動級，即能夠滿足頻率要求。 </p><p>　　TIP41C與MOS管IRF250復(fù)合成NPN三極管，TIP42C與IRF250復(fù)合成PNP三極管，兩復(fù)合后的功率管組成輸出級。</p><p>　　由于采用的是MOS管，IRF250的開啟電壓為2到4V，所以該電路在輸入信號較小時（<10m

47、V）時，存在一點(diǎn)點(diǎn)交越失真，但仍能滿足題目的大部分要求。</p><p>　　圖3.7 功率輸出級原理圖</p><p>　　3.3.4 測量和顯示部分</p><p>　　測量部分采用A/D轉(zhuǎn)換電路來采集負(fù)載上的電流和電壓，然后將數(shù)據(jù)送單片機(jī)進(jìn)行分析和處理，將結(jié)果送液晶顯示。單片機(jī)算術(shù)運(yùn)算功能強(qiáng)，軟件編程靈活、自由度大，可用軟件編程實(shí)現(xiàn)各種算法和邏輯控制，并且由于

48、其功耗低、體積小、技術(shù)成熟和成本低等優(yōu)點(diǎn)，使其在各個領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。顯示部分采用液晶1602，只要編寫簡單程序便可將數(shù)據(jù)顯示出來。見圖3.8。</p><p>　　圖3.8測量、顯示電路</p><p>　　3.3.5 測量顯示模塊軟件設(shè)計(jì)流程圖</p><p>　　系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要用來實(shí)現(xiàn)測量并顯示低頻功率放大器輸出功率、直流電源的供給功率和整機(jī)效率的功能。采用C

49、語言編寫，對單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和分析整理，進(jìn)行顯示控制。</p><p>　　測量顯示模塊軟件設(shè)計(jì)流程圖如圖3.9、圖3.10、圖3.11所示。</p><p>　　圖3.9測量顯示模塊主程序流程圖</p><p>　　圖3.10顯示模塊流程圖</p><p>　　圖3.11 ADC0832流程圖</p><p>

50、;<b>　　3.4系統(tǒng)測試</b></p><p>　　為了確定系統(tǒng)與題目要求的符合程度，我們對系統(tǒng)的關(guān)鍵部分進(jìn)行了實(shí)際測試。</p><p>　　3.4.1 測試儀器</p><p>　　測試使用的儀器設(shè)備如表3.1所示。</p><p>　　表3.1 測試使用的儀器設(shè)備</p><p>　　

51、3.4.2 指標(biāo)的測試</p><p><b>　　①放大功率的測試</b></p><p>　　放大功率測量：使用信號發(fā)生器接入輸入端，將示波器的兩個探頭分別接輸入和輸出端。測試數(shù)據(jù)如表3.2。</p><p>　　表3.2 放大功率的測定</p><p>　　測試結(jié)果分析：測試結(jié)果跟計(jì)算值相差不大，滿足輸出大于或等于

52、5W的要求。</p><p><b>　　②輸入電阻的測試</b></p><p>　　測試方法：給系統(tǒng)輸入端加不同的直流電壓，分別測輸入電流，計(jì)算輸出電阻。測試數(shù)據(jù)如表3.3。</p><p>　　表3.3 輸入電阻的測定</p><p>　　測試結(jié)果分析：實(shí)際測量值和理論有一定差距，這可能是由于電阻的值有一定，這是不

53、可避免的。從測試結(jié)果分析，滿足輸入電阻為600的要求。</p><p><b>　?、弁l帶的測試 </b></p><p>　　根據(jù)通頻帶的定義，放大倍數(shù)下降到0.7Au時的低端頻率和高端頻率范圍稱為放大電路通頻帶。即：BW=fH-fL。</p><p>　　測試方法：輸入一個正弦波，改變頻率，測量輸出電壓，按Au=u0/ui計(jì)算放大倍數(shù)。&

54、lt;/p><p>　　3.4.2.4 低頻放大器效率的測試</p><p>　　電源供給的功率按公式計(jì)算，輸出功率按公式計(jì)算，效率按公式。為最大不失真輸出信號的峰值。測試結(jié)果見表3.4。</p><p>　　表3.4低頻放大器輸出功率測試</p><p><b>　　測試結(jié)果分析：</b></p><p

55、>　　實(shí)現(xiàn)在輸入600mV信號時輸出達(dá)到8W的功率，并且通頻帶可以達(dá)到10Hz到50KHz。同時，輸出噪聲電壓小于3mV，滿足題目發(fā)揮部分要求。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　基于場效應(yīng)管的功率放大器電路可以實(shí)現(xiàn)以下功能：</p><p>　?、?當(dāng)輸入正弦信號電壓有效值為5mV時（即峰峰值為7mv時，）

56、在8Ω電阻負(fù)載（一端接地）上，輸出功率≥5W，輸出波形無明顯失真。</p><p>　　② 通頻帶為20Hz～20kHz。</p><p>　?、?輸入電阻為600Ω。</p><p>　?、芄β史糯笃鞯恼麢C(jī)效率盡量提高。</p><p>　?、菥哂袦y量并顯示基于場效應(yīng)管的功率放大器電路輸出功率(正弦信號輸入時)、直流電源的供給功率和整機(jī)

57、效率的功能，測量精度優(yōu)于5%。</p><p>　?、拊跐M足輸出功率≥5W、通頻帶為20Hz～20kHz的前提下,輸入信號幅度可降到。</p><p>　　雖然實(shí)現(xiàn)了基于場效應(yīng)管的功率放大器電路的基本功能，但離實(shí)用尚有較大的距離。由于PCB 是自己手制作的，工藝性尚有欠缺，委托專業(yè)廠家定制可更理想。可靠性則有待測試。 </p><p><b>　　謝辭&l

58、t;/b></p><p>　　在大學(xué)期間，我最幸運(yùn)的就是認(rèn)識了我的室友們。我們相處有歡快時光，我一輩子都不會忘記的?；叵胛覀兩畹狞c(diǎn)點(diǎn)滴滴，沒有謊言，沒有欺騙，更沒有心計(jì)，有的只是歡聲笑語。二年的大學(xué)生活，相信我們中的每一個人都不會忘記的。大學(xué)是我們友情的開始，也是我們友情的橋梁，而當(dāng)我們離開學(xué)校，踏入社會，這份友情也將永遠(yuǎn)陪隨著我們，我很開心能認(rèn)識他們！</p><p>　　本論

59、文是在姜浩老師的悉心指導(dǎo)下完成的。老師淵博的專業(yè)知識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠(yuǎn)。不僅使我樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。本論文從選題到完成，每一步都是在老師的指導(dǎo)下完成的，傾注了導(dǎo)師大量的心血。在此，謹(jǐn)向老師表示崇高的敬意和衷心的感謝！　　本論文的順利完成，離不開各位老師、同學(xué)和朋

60、友的關(guān)心和幫助。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]胡宴如、耿蘇燕.模擬電子技術(shù)（第二版）.北京.高等教育出版社.2002</p><p>　　[2]董少明、付維亞、夏東盛.單片機(jī)原理與應(yīng)用.北京.中國鐵道出版社.2004</p><p>　　[3]高吉祥、唐朝京 .模擬電子線路設(shè)計(jì)

61、.北京.電子工業(yè)出版社.2003</p><p>　　[4]黃智偉.全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽訓(xùn)練教程.北京.電子工業(yè)出版社.2006</p><p>　　[5]林紅、周鑫霞.模擬電路基礎(chǔ).北京.清華大學(xué)出版社.2005</p><p>　　[6]于楓、宋占偉、李海富.電子工程師制圖與制版技術(shù)protel99SE應(yīng)用.科學(xué)出版社.2002</p><

62、p>　　[7] 葉建波、余志強(qiáng)編著. EDA技術(shù) Protrl 99SE.北京.清華大學(xué)出版社.2005.3</p><p>　　[8] 龔偉、周雒維. D類音頻功率放大器控制方式綜述. 重慶大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版) . 2003 26(2)</p><p>　　[9] 朱高峰、吳黎明、王桂棠、張艷蕾. D類音頻功率放大器的關(guān)鍵技術(shù). 聲學(xué)技術(shù). 2006.25(5) <

63、;/p><p>　　[10] 晏春海、田蔚風(fēng)、王俊璞. 巴特沃斯低通濾波器的設(shè)計(jì)[J]. 彈箭與制導(dǎo)學(xué)報. 2003.(S2)</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　附錄A</b></p><p>　　圖A1 數(shù)據(jù)的采集原理圖</p><p>&

64、lt;b>　　附錄B</b></p><p>　　圖B1功率放大器PCB</p><p>　　圖B2顯示電路PCB</p><p><b>　　附錄C：軟件程序</b></p><p>　　#include<LCD_1602SUB.h></p><p>　　#incl

65、ude<asd.h></p><p>　　//sfr P1M0=0x91; /* P2口方向0 */</p><p>　　//sfr P1M1=0x92; /* P2口方向0 */</p><p>　　//sfr P2M0=0xA1; /* P2口方向0 */</p><p>　　//sfr P2M1

66、=0xA2; /* P2口方向0 */</p><p>　　//sfr P3M0=0xB1; /* P3口方向0 */</p><p>　　//sfr P3M1=0xB2; /* P3口方向0 */</p><p>　　//sfr ADC_CONTR =0XC5;</p><p>　　//sfr ADC_DATA

67、=0XC6;</p><p>　　//sfr ADC_LOW2 = 0XBE;*/</p><p>　　sbit ADC1= P1^1;</p><p>　　unsigned char aa[5]={0};</p><p>　　xdata unsigned char DisplayBuf[5]={0};</p><

68、p>　　/******************************************************/</p><p>　　void delay(unsigned int t) /*延時函數(shù)*/</p><p>　　{ unsigned int i,j;</p><p>　　for(i=0;i<t;i++)</p>

69、<p>　　for(j=0;j<10;j++)</p><p><b>　　;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void xianppo(unsigned int dyz)</p><p><b>　　{ </b><

70、;/p><p>　　aa[0]=dyz/10;</p><p>　　aa[1]='.';</p><p>　　aa[2]=dyz%10;</p><p>　　aa[3]='w';</p><p>　　DisplayBuf[0]=aa[0]+48;</p><p>　　

71、DisplayBuf[1]=aa[1];</p><p>　　DisplayBuf[2]=aa[2]+48;</p><p>　　DisplayBuf[3]=aa[3];</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void xiandianya(unsigned int dy)</p>

72、<p><b>　　{</b></p><p>　　aa[0]=dy/10;</p><p>　　aa[1]='.';</p><p>　　aa[2]=dy%10;</p><p>　　aa[3]='V';</p><p>　　DisplayBuf[0]=

73、aa[0]+48;</p><p>　　DisplayBuf[1]=aa[1];</p><p>　　DisplayBuf[2]=aa[2]+48;</p><p>　　DisplayBuf[3]=aa[3];</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void main()&l

74、t;/p><p>　　{unsigned int flag=0;</p><p>　　unsigned char i=0;</p><p>　　unsigned int dianya;</p><p>　　unsigned int chupp;</p><p><b>　　init();</b><

75、;/p><p>　　EA = 1;//開總中斷</p><p>　　P1M0=0x02; /* P2口方向0 */</p><p>　　P1M1=0x02;</p><p><b>　　附錄D：元件清單</b></p><p><b>　　附錄E：實(shí)物圖</b>&l