《2009年度全国大学生电子设计竞赛G题低频功率放大器题解分享.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2009年度全国大学生电子设计竞赛G题低频功率放大器题解分享.pdf（14页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、20092009 年全国大学生电子设计竞赛年全国大学生电子设计竞赛 G G 题低频功率放大器题解分享题低频功率放大器题解分享本主题由 soso 于 2009-10-30 16:47 解除置顶楼主楼主 大 中 小 发表于 2009-9-8 01:06只看该作者20092009 年全国大学生电子设计竞赛年全国大学生电子设计竞赛 G G 题低频功率放大器题解题低频功率放大器题解分享分享2009 年全国大学生电子设计竞赛G 题是一个设计功率放大器的题，主要考核学生模拟电子技术的基础技能，要求是一定要用场效应晶体管做末级放大，且电路增益要求很大，如5mV 的输入要达到 5Wxu_changhuaxu_c
2、hanghua（8 欧负载）的输出，算下来要 1265 倍，这么大倍数的放大器还要求噪声非常小，小到 5mV，失真度 1%，这题相对来说是比较难的。此外，还要检测放大器的输出功率、电源供给功率以及效率，这部分稍微容易些，但是也不是那么轻易就能解决的。裸片初长成芯币4693 枚先说说实现方案吧。功率放大器实现方法有几类，低频的有甲、乙、甲乙、丁等几种。甲类效率很低，约20%左右，但是其失真度可以做的非常小，如0.1%，个人空间发短消息加为好友当前离线效率没做评分要点，只是适当考虑，所以可以采用；乙类的只能有半周输出，失真度太大所以不能采用。甲乙类是解决甲类的效率和乙类的失真度的综合途径，推荐采用
3、；丙类肯定不用了，那是高频功率放大器专用的类型，这里是低频的（10Hz50KHz），所以不能采用；丁类的（就是所谓的D 类）采用H 桥的开关方式工作，输入的信号要进行 PWM（PWM 是脉冲宽度调制），H 桥输出后是一个开关量，要经过 LC 滤波转变为模拟量，再传送给扬声器。这种方法效率极高，但是电路复杂，调试困难，且效率不做评分的主要依据，建议舍弃这种方案。xu_changhua的全部文章经过综合权衡考虑，宜采用甲乙类比较合适。再说下电路组成结构该课题有三个主要部分构成，1：功率传输部分；2：电压放大部分（1265 倍以上）；3：信号测量部分功率传输部分没得选，课题已经规定了，一定得用场效应
4、管，最好是 P 沟道和 N 沟道互补，这么大功率的场效应管要用V-MOS 的，需要查场效应管资料来选型，尤其注意其源极电阻要小，这样才能发挥出优秀的转换效率，此外就是电压和电流的选型。电压为双 12V，几乎所有的 V-MOS 管都能满足，电流要大于 2A，内阻选 8 毫欧的便可。电压放大器选择很重要，频带要求是50KHz，放大倍数是 1265 倍，则增益带宽积要大于 1265*50=63.25M，选 100M 以上的。测量部分由 MCU、AD 转换器、显示单元组成，注意，要两路AD 转换，一路负责对扬声器上的电压测量，另一路负责对电源电流的测量，显示器选择很多，LCD 点阵、LCD 字符、LE
5、D 数码管等均可以。很晚了，天亮之后还有其他任务要完成，今天就分享到这里。未完待续-本帖最后由 xu_changhua于 2009-9-8 01:42编辑推荐博客推荐博客【yulzhu】功率二极管的功耗计算【tuozhongyu】古董级 DIY 对讲机【老杳】直播星收费应当面向高清电视【张泽龙】Proteus 元件名称对照TOP沙发沙发 大 中 小 发表于 2009-9-9 01:58只看该作者继续根据 OCL 电路的电压和功率和负载三者之间的数据关系（P=V2/8RL电压的平方除以 8 倍的负载电阻）计算得到V=17.88V，这是理想状况，由于管子的UG 与 US 之间有一定的压降（2-4V
6、，两只为4-8V，比普通三极管的UBE 要大得多），实际上电压需要更大一些，我们先选24V，即+12V 和-12V。电路如图，逐个元件分析。xu_changhuaxu_changhua裸片初长成芯币4693 枚个人空间发短消息N 沟和 P 沟的 V-MOS 场效应管选择跨导、UGS、RD 相同的对管，10K加为好友电位器用于调节跟踪两个UGS 并略大些，以便消除交越失真，两个当前离线4148 接在电位器上，4148 一定要接近场效应管的散热片，以感受热量，实现温度负反馈，以便调节管子温度过高而导致的电流加大，xu_changhua这是利用反向饱和电流随温度变高而变大，UGG 减小，导通能力变的
7、全部文章小，电流减小，温度降低从而保护场效应管。这里要隆重展现两个 1000uF 电容的功劳，这里起到自举的作用，随着正弦输入信号的上升，上面的电容上方电压有超过电源正电位的可能，随着正弦输入信号的下降，下面的电容下端的电压低于电源负电位的可能，这样，随着信号的增大，场效应管的输出有完全跟踪输入信号的幅度的可能，使得输出功率达到极致，电源利用效率大大提高。待续本帖最后由 xu_changhua于 2009-9-9 15:39编辑TOP板凳板凳 大 中 小 发表于 2009-9-9 16:08只看该作者xu_changhuaxu_changhua裸片初长成芯币4693枚继续个人空间发短消息加为好
8、友当前离线电压放大部分比较简单，选择的原则是要满足增益带宽积为100MHz 的要求，其次是开环增益要大，如10 的 9 次方，如果兼顾考虑选择斩波稳零放大器，且温度漂移小的，则功率传输部分的输入电容可以改为xu_chang直达的直接耦合方式，以进一步展宽频带。但这样的运放放大器很贵。hua 的全部文章该运放还可以分两级来完成，前一级和后一级的AV 的乘积为 1265 倍也可，这样一方面对放大器的增益带宽积的要求可以降低，另一方面对运算放大器的开环增益要求也可降低。但是这样做对输出噪声的要求不利，且级数多了容易发生自激现象。综合考虑，采用一级 100MHz 增益带宽积、高增益的运放，交流耦合，这
9、样对输出噪声参数的要求（0 输入时 5mV）有利，对失调电压、零点漂移的要求可以降低，只要输出电容的容量足够大，满足频带要求是不成问题的。未完待续。本帖最后由 xu_changhua于 2009-9-9 22:11编辑本帖最近评分记录open82977352 威望+100 谢谢分享 2009-9-10 21:00open82977352 芯币+50 谢谢分享 2009-9-10 21:00TOP如何更快获得芯币？如何更快获得芯币？EEWORLDEEWORLD 积分制度积分制度4 4 楼楼 大 中 小 发表于 2009-9-11 00:26只看该作者xu_changhuaxu_changhua。
10、本帖最后由 xu_changhua于 2009-9-11 14:46编辑裸片初长成芯币4693枚个人空间发短消息加为好友当前离线xu_changhua 的全部文章TOP如何更快获得芯币？如何更快获得芯币？EEWORLDEEWORLD 积分制度积分制度yang_xianyang_xian521521will5 5 楼楼 大 中 小 发表于 2009-9-11 10:49只看该作者五彩晶圆芯币250枚做 f 题的应该不太爽，要是有你这方案也能做个好功放个人空间发加当短消息为好友前离线yang_xian521的全部文章TOP如何更快获得芯币？如何更快获得芯币？EEWORLDEEWORLD 积分制度积
11、分制度xu_changxu_changhuahua6 6 楼楼 大 中 小 发表于 2009-9-11 14:34只看该作者。本帖最后由 xu_changhua于 2009-9-11 14:48编辑附件附件EEWORLD 提示：为减少服务器的压力，请尽量不要使用迅雷等下载软件。裸片初精密整流滤波电路精密整流滤波电路.JPG.JPG(18.02 KB)长成2009-9-11 14:34芯币4693枚个发加人空间短消息为好友当前离线xu_changhua的全部文章TOP如何更快获得芯币？如何更快获得芯币？EEWORLDEEWORLD 积分制度积分制度7 7 楼楼 大 中 小 发表于 2009-9-
12、12 09:50只看该作者05001101180500110118纯净的硅芯币236 枚个人空间发短消息加为好友当前离线学习了，0500110118 的全部文章TOP如何更快获得芯币？如何更快获得芯币？EEWORLDEEWORLD 积分制度积分制度8 8 楼楼 大 中 小 发表于 2009-9-13 12:04只看ni_qingqingni_qingqing该作者老师，真强.顶一粒金砂芯币6 枚个人空间发短消息加为好友当前离线ni_qingqing 的全部文章TOP如何更快获得芯币？如何更快获得芯币？EEWORLDEEWORLD 积分制度积分制度niclenicle9 9 楼楼 大 中 小 发
13、表于 2009-9-13 19:10只看该作者纯净的硅玉芯币35 枚个人空间发短消息加为好友当前离线受教了nicle 的全部文章TOP如何更快获得芯币？如何更快获得芯币？EEWORLDEEWORLD 积分制度积分制度zgangzgang1010 楼楼 大 中 小 发表于 2009-9-14 08:19只看该作者一粒金砂芯币65 枚此题不易，某省测试没有一个理想的，省会元件中心卖的2 元 MOS管子质量不好。双电源12 伏很难出来.个人空间发短消息加为好友当前离线zgang 的全部文章TOP如何更快获得芯币？如何更快获得芯币？EEWORLDEEWORLD 积分制度积分制度 上一主题|下一主题 2
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16、-WAP-TOPPowered by Discuz!6.1.06.1.0 2001-2008 Comsenz Inc.Processed in 0.459068 second(s),10 queries,Gzip enabled.1212 楼楼 大 中 小 发表于 2009-9-15 02:27只看该作者引用引用:裸片初长成芯币4693枚原帖由zgang于 2009-9-14 08:19 发表此题不易，某省测试没有一个理想的，省会元件中心卖的 2 元 MOS 管子质量不好。双电源 12 伏很难出来.双电源 12V 不采取双自举当然无法获得5W，引入双自举后我的在交专家处测试为 6.3W如果我手
17、头有增益带宽积为80-100M 的，开环增益为 10 的 8 次方的运算个人空间放大器的话，我的就完美了，国家一等奖没问题发短消但是我只有 10M 的 NE5534，通频带不够大，只有 6KHz，所以只封样，没息冲进国家奖，遗憾。加为好友当前离线省测试结果：失真度0.2%（特强）功率6.3W（特强）噪声3mV通频带8Hz6KHz（太差）xu_changhua的全部文章效率 61%50Hz 陷波=接近 60db（特强）测量电路的测量结果：专家无异议，满足5%要求TOP如何更快获得芯币？如何更快获得芯币？EEWORLDEEWORLD 积分制度积分制度xu_changhuaxu_changhua1313 楼楼 大 中 小 发表于 2009-9-15 02:30只看该作者裸片初长成芯币4693枚个人空间发短消息加为好友当前离线电源电流检测电路xu_changhua的全部文章G 题共享完毕