一、系统方案 1.设计要求 设计并制作具有弱信号放大能力的低频功率放大器。其原理示意图如下: 1.基本要求 (1)在放大通道的正弦信号输入电压幅度为(5~700)mV,等效负载电阻RL为8Ω下,放大通道应满足: ① 额定输出功率POR≥20W; ② 带宽BW≥(50~10000)Hz; ③ 在POR下和BW内的非线性失真系数≤3%; ④ 在POR下的效率≥55%; ⑤ 在前置放大级输入端交流短接到地时,RL=8Ω上的交流声功率≤10mW。 (2)自行设计并制作满足本设计任务要求的稳压电源。 2.发挥部分 (1)放大器的时间响应 ① 方波产生:由外供正弦信号源经变换电路产生正、负极性的对称方波:频率为1000Hz、上升时间≤ 1μs、峰-峰值电压为200mVpp。 用上述方波激励放大通道时,在RL=8Ω下,放大通道应满足: ② 额定输出功率POR≥10W;带宽BW≥(50~10000)Hz; ③ 在POR下输出波形上升时间和下降时间≤12μs; ④ 在POR下输出波形顶部斜降≤2%; ⑤ 在POR下输出波形过冲量≤5%。 (2)放大通道性能指标的提高和实用功能的扩展(例如提高效率、减小非线性失真等)。 2、主要电路的设计与计算 1. 功率放大级电路设计 当功率放大器以 的满功率不失真输出时,输出电压的幅度为 为留有充分的余地,取 .由此可以计算功率放大器的总电压增益 ,即 用分贝表示, 功率放大级电路可直接选用集成功率放大器,也可以选用分离元件来组成,但是由于集成功率放大级的调节往往达不到目的,故选用由分离元件晶体管组成的功率放大电路,电路图如下所示: 其中 、 组成差分放大器,如果电路的参数完全对称则电路具有很高的共模抑制比,可以克服由温度变化引起的静态工作点的漂移。晶体管 组成电压放大器,为末级功率放大电路提供驱动电压。晶体管 、 、 、 组成末级功率放大电路,输出端为互补对称的OCL电路。这3级之间采用直流耦合,并引入直流负反馈,电压增益为反馈电阻决定,即 。反馈支路并联电容 可以减小高频自激。 (1) 末级功率放大电路 本设计的技术要求:在额定功率下,输出的正弦波信号的非线性失真系数 3%,效率 55%,所以末级功率放大电路工作在甲乙类比较好。因为工作在甲类状态,虽然非线性失真系数小,但效率较低,一般小于50%;如果工作在乙类状态,虽然效率高较高,但输出波形,容易产生交越失真,达不到非线性失真系数 3%的要求。上图中二级管 、 、 和电位器 是用来调整电路的工作状态的。静态时,调节电位器 ,使A,B间的电压为2.8.V,即近似等于晶体管 、 、 、 的be结电压之和。晶体管 、 、 、 静态时外于微导通状态,O点对地的电压应为0V,从而克服交越失真。 采用+ 、- 双电源供电,由上面计算可得,输出电压的幅度为+20V,则 +20V,为留有余地,选+ =24V,- =-24V。 功率输出晶体管 、 选用一对大功率互补对称的场效应晶体管2N3055和MT2955。其特征频率 ,耗散功率 20W,选 >50。驱动管 、 也是一对互补对称的晶体管,其特征频率 ,耗散功率 500mW,选 >80。 (2) 电压放大电路 电压放大电路给末级功放提供驱动电压 ,晶体管 构成;静态工作点由电阻R4、R8、R9决定,取集电极电流 为6mA左右。电容 是高频电压负反馈支路,防止高频自激。 (3) 差分放大器电路 差分放大器电路由晶体管 、 构成。选择差分放大器电路作为功率放大级的前级,主要是为了提高电路的抗干拢能力。电路的静态工作点由电阻R6和 及R2和 等决定,差分对管的集电极电流通常取1mA左右。 2.前置放大级电路设计 前置放大级电路的主要功能是将5mV~700mV输入信号不失真地放大到功率放大级所需要的1.4V输入信号。因此,需要解决两个问题:一是本级400倍的电压放大倍数和带宽BW>50Hz-10KHz的矛盾;二是对5mV-700mV范围内的信号,都只能放大到2V。以满足额定输出功率Po 20W的要求。对于前者,可以采用二级放大器,因为放大器的增益带宽积是一个常数,第级的增益减小,带宽就可以提高。对于后者,可以设计一个音量控制电路或自动增益控制电路,使功放级的输入信号控制在2V左右。根据以上思路,设计的前置放大级电路如下图所示。 其中,NE5532是一个双运放集成运算放大器,可以有来构成 , 二级放大电路。其主要性能参数如下: 增益带宽积10MHz,转换速率为9V/ ,共模抑制比100 ,输入电阻300k 。设前置放大器的 增益为: 对于幅度为5 mV~700mV的输入信号, 的输出幅度为100mV~14V 。选电源电压+ =24V,- =-24V。第二级放大器的输入信号的大小由音量控制电位器进行控制。设 的增益为 对于100mV的输入信号,不经过电位器 衰减,直接由 放大至2V;对于大于的100mV信号,则调节音量控制电位器 先进行衰减后再放大,使得 经放大后的信号的幅度也为2V,以满足功率放大级输出额定功率 的要求。 3.方波发生器电路设计 方波发生器电路的功能:一是要将信号源输的1000Hz正弦波变为正负极性对称的方波,且 =200mV;二是方波信号要经过放大通道进行放大,使输出达到额定功率 。此外,还要满足方波波形成参数的要求。首先从方波的波形参数考虑,选用快速比较器LM339或LM139组成一个过零比较器,其上升沿和下降沿的时间均小于0.5 。 的同相端接 放大后的正弦波信号,反相端接地,实现过零比较。 的输出为 的对称方波。经R8、R9电阻分压后的输出信号的峰-峰值为200mV。再将开关S1置于2处,方波信号经过放大通道进行放大,使输出达到额定功率 。 4.稳压电源设计 根据以上设计的前置放大级电路和功率放大级电路的要求,需要稳压电源输出的两种直流电压,即前置放大级的 和功率放大级的 。 电压可选用集成稳压电源LM7812和LM7912芯片直接输出, 电压可以选用电压可以调节的集成稳压电源电路芯片LM317、LM337。其性能参数为:输出电压调节范围1.2~37V,最大输出电流,最小输入1.5A,最小输入,输出压差为3V,最大输入,输出压差为40V。直流稳压电源如下图所示。 其中,LM317和LM337的输出电压可由下式决定。 式中,R1一般取200 左右,若取220 , =18V,则 3K ,取4.7K 精密电位器。 电压变压器的参数计算如下。稳压电源消耗的直流功率为 式中,稳压电源的输出功率 应大于功率放大器的额定输出功率20W。取 =25W,效率 =66%,则电源消耗的直流功率 =38W,通常电源变压器的功率要大于电源消耗的直流功率,为留有余地,电源变压器的功率Tr取50W。 变压器副边的电压 的计算如下:设LM317的压差为3V ,则LM317的输入端的电压为21V,若取二极管桥式整流器的系数为1。1,则变压器副边的电压为 >21V/1.1=19V,取为20V。 由以上分析计算,可选用一个功率为50W,输入为二路20V的电源变压器,也可自制。 的电压可以由LM317、LM337输出的 电压获得,即将LM7812和LM7912接的 输出,、因数字音量控制和电平指示电路需要+5V的电压供电,所以还要将LM7812的输也接一片LM7805 5.数字音量控制和电平指示电路设计 为了满足输入信号的幅度在5mV~700mV的范围内,功率输出级的输出功率的额定功率 10W的要求,在前置放大级的第二级 的输入端采用电位器RP1对大信号进行衰减。如果RP1不是处在最大的衰减位置,而输入信号又比较大,则这时功率放大级的输出功率会远大于额定功率,很有可能烧坏功率放大器。为了避免这种情况的出现,设计了一个数字音量控制电路。如图所示, 其中CD4051是一个8选1的模拟开关,CD4516是一个4位十六进制异步可逆计数器,由555组成单稳态电路,产生计数脉冲,脉冲宽度 。电路工作原理是:接通电源,由C3,R11组成的置数电路给计数器CD4516置数,其输出 =000,则8选1开关的CD4051接通。这时输入信号经过电阻网络最大的衰减后,再由CD4051的I/O端输出,从而避免了因输入信号较大而损坏功率放大器的情况,CD4051的输出信号经耦合电容C4和电位器RP1进一步调节后使输出保持 75mV左右,再送入前置放大器第二级 的输入端。输入信号 来自前置放大级第一级 的输出, 的范围为100mV~14V.。当 为100mV时,调节计数脉冲,使计数器的输出 =111,则CD4051接通I/ ,输出 100mV;当 为14V时,使计数器的输出 =000,则CD4051接通I/ ,输出为(14 V/100)×0.5=700mV;再调节RP1使 100mV。由此可见,对于100mV~14V范围内的输出信号,经过数字音量控制电路后均变为100mV左右,从而满足输出额定功率的要求。 电平指示电路是功率放大器的功能扩展电路。在音量控制电路中,只要增加1只74LS138译码器和8只发光二极管就可以实现电平指示功能,如图所示,因为计数器的输出 的状态与CD4051的输入信号 的大小是一一对应的,所以74LS138的输出也与 的大小相对应,则8只发光二极管可以将 分成8级进行指示 3.电路安装与调试 功率放大器的安装方法是,将整机争成4个电路板,即前置放大电路板、功率放大电路板、数字音量控制电路板和稳压电源电路板。各个电路板之间采用排线进行连接。 功率放大器的电路调试方法是,先调整各个电路板的静态工作点和性能参数,再逐级的级联,进行整机联调。 4.主要技术指标测试 电路级联成功后就可以进行功率放大器整机性能指标的测试工作了, 功率放大级接 、前置放大级接 、数字音量控制级接+5V;负载电阻RL=8 ,信号源为正弦波。输出Vop为负载电阻8 两端的电压,测试数据好下。 (1).额定输出功率Por测试 测试数据如下表所示, (2)带宽BW测试 f (3)非线性失真系数 测试 (%) (4) .交流声功率测试 (5) 整机效率测试 (6) 发辉部分方波参数测试
全程约563.1公里长春市1.长春市内驾车方案详情1)从起点向正东方向出发,行驶230米,右转2)行驶60米,右转进入人民大街3)沿人民大街行驶420米,左转4)行驶20米,右转进入人民大街5)沿人民
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首选有没有装卡!很多的行车记录仪没有装卡可能开一会就自动关机的。如果装卡了确认是不是C10的高速卡,如果不是就更换(与这个问题有很大的关系重点检查)。以上确认了在再次确认电池是否有没有电了。以上问题都