数字幅频均衡功率放大器

数字幅频均衡功率放大器

——硬件电路设计

摘要

本文设计了一个基于FPGA的数字信号处理技术的幅频均衡功率放大器（硬件电路）。系统由前置放大器、低通滤波、带阻网络、AD转换、FPGA数字幅频均衡、DA转换及功率放大电路构成。

前置放大是采用运放NE5532设计的同相比例放大电路，实现了500倍的电压放大，通频带为20hz-20khz，输出电阻为600欧；无源T型带阻滤波器的中心频率是10kHz，衰减为-11.735db；AD转换电路采用16位，转换速率250ksps的ADS8505芯片，在FPGA设计一个数字幅频参数均衡器,补偿前级带阻网络的频响特性，以达到幅频均衡的目的，通频带20hz-20KHz内的电压幅度波动在1.5db以内。数字幅频均衡后的信号通过DAC5687（采样率500ksps）转换，并在OCL低频功放电路驱动负载，OCL功率放大电路输出功率大于10W，转换效率大于50%。基本实现题目要求。

关键字：数字幅频均衡；功率放大器；前置放大；带阻滤波器；ADC;DAC；

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Digital Amplitude-Frequency Balanced Power

Amplifier ——Circuit Desig

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书

1.原理说明

利用选频网络作为负载回路的功率放大器称为谐振功率放大器。它是无线电发射机中的重要组成部件。根据放大器电流导通角θ的范围可以分为甲类、乙类、丙类等不同类型的功率放大器。电流导通角θ愈小放大器的效率η愈高。如甲类功放的θ=180o，效率η最高也只能达50%，而丙类功放的θ<90o,效率η可达到80%。甲类功率放大器适合作为中间级或输出功率较小的末级功率放大器。丙类功率放大器通常作为末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。

高频功率放大器按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种，窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路，故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器；宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路，因此又称为非调谐功率放大器。高频功率放大器是一种能量转换器件，它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出。

1.1高频功放的主要技术指标

1.1.1 功率关系：

功率放大器的作用原理是利用输入到基极的信号来控制集电极的直流电源所供给的直流功率PO，使之一部分转变为交流信号功率P1输出去,一部分功率以热能的形式消耗在集电极上，成为集电极耗散功率PC。 根据能量守衡定理：Po?P1?PC

直流功率： Po?Ic0?UCCUc2121输出交流功率：PUc?Ic1??Ic1RL 1?2

课程设计说明书

课程设计名称： 模拟电路课程设计

课程设计题目： OTL音频功率放大器

学 院 名 称： 信息工程学院

专业： 通信工程 班级： 090423

学号： 09042324 姓名： 王礼坊

评分： 教师： 李忠民

20 11 年 3 月 29 日

1

摘 要

功率放大器的作用是给音响放大器的负载RL（扬声器）提供一定的输出功率。当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出的信号的非线形失真尽可能的小，效率尽可能的高。功率放大器的常见电路形式有OTL电路和OCL电路。有用继承运算放大器和晶体管组成的功率放大器，也有专集成电路功率放大器。本文设计的是一个 OTL 功率放大器，该放大器采用LM386音频放大器芯片，LM386音频放大器电路是最常用到的音频功率放大电路，LM386是一种音频

射频功率放大器实验（虚拟实验）

射频功率放大器实验（虚拟实验）

姓名：黄佟鑫 学号：040091116

（一）甲类射频功率放大器电路

示波器中的输入输出信号的波形

分析：

从波形图中可看出输出波形没有失真，输入信号峰值39.976mV，输出信号峰值10.411V，放大倍数约为260。

毫安表中的相应的读数为： 3.557mA 功率表相应读数为： 13.347mW

??POPD?=32.5%

观察失真

电路输入输出波形为：

分析：

根据A类放大器的特性，输入信号调整到60mV以后，输出信号幅值仍为输入信号幅值的260倍，得输出信号幅值应达260*60mV=15.6V>电源电压12V，这时放

1

射频功率放大器实验（虚拟实验）

大器工作在非线性状态，产生了失真。 （二）乙类射频功率放大器电路

输入输出信号波形的仿真

示波器中显示的输入输出信号的波形

失真分析

音频功率放大器设计

一、 设计任务

设计一个实用的音频功率放大器。在输入正弦波幅度≤5mV，负载电阻等于8Ω的 条件下，音频功率放大器满足如下要求： 1、 最大输出不失真功率POM≥8W。

2、 功率放大器的频带宽度BW≥50Hz~15KHz。 3、 在最大输出功率下非线性失真系数≤3%。 4、 输入阻抗Ri≥100kΩ。

5、 具有音调控制功能：低音100Hz处有±12dB的调节范围，高音10kHz处有±12dB的

调节范围。

二、 设计方案分析

根据设计课题的要求，该音频功率放大器可由图 所示框图实现。下面主要介绍各部 分电路的特点及要求。

话筒输入前置放大音调控制功率放大VoRL

图1 音频功率放大器组成框图

1、 前置放大器

音频功率放大器的作用是将声音源输入的信号进行放大，然后输出驱动扬声器。声音源 的种类有多种，如传声器（话筒）、电唱机、录音机（放音磁头）、CD唱机及线路传输等，这些声音源的输出信号的电压差别很大，从零点几毫伏到几百毫伏。一般功率放大器的输入灵敏度是一定的，这些不同的声音源信号如果直接输入到功率放大器中的话，对于输入过低的信号，功率放大器输出功率不足，不能充分发挥功

OCL功率放大器设计

一．主要技术指标：1.最大不失真输出功率：Pom≥8W;

2.负载阻抗（扬声器）：RL=10Ω；

3.频率响应：f=50Hz~20KHz(±3dB); 4.非线性失真系数：r≤功率放大器1%； 5.输入灵敏度：Vi≤300mV;

6.稳定性：电源升高和降低±20%时输出零点漂移≤100mV； 7.躁声电压：Vn≤15mV;

二．实验仪器：

直流稳压电源

低频信号发生器

一台

一台

低频毫伏表 示波器 万用表

一台 一台 一块 一台 一台

晶体管图示仪 失真度测量仪

三．实验要求：

1．认真阅读指导书中OCL电路的设计和调试方法，体会和掌握工程估算方法。

高保真数字音频放大器设计

毕业设计(论文)设计论文题目：高保真数字音频放大器设计学生姓名：

学生学号：

专业班级：

学院名称：

指导老师：

学院院长：高波20040710504电子五班电气与信息工程学院黎福海王耀南

2008年5月28日

高保真数字音频放大器设计

高保真数字音频放大器设计

摘要

介绍了数字音频功率放大器的基本原理，并对其关键技术进行了详细论述。通过分析数字功率放大器芯片产品的发展动态，选用一套典型芯片研发了双声道全数字功率放大器，并结合单片机组成一个完整系统，从而向商业化应用推进。提出并设计了一种新型音频功率放大器。该系统通过高速采样,多采样率的插值运算,半带低通滤波以及Σ-△调制,将音频PCM信号转换成二进制序列,经过高速开关管还原出具有原始功率谱的功率信号。该功率放大器具有D类数字功放高效率特点的同时,能够保证高保真的还原性,并且具有进一步提升信噪比的空间。

字关键词：PWMPCM过采样噪声整形数字功率放大器半带数半带数字

滤波器

高保真数字音频放大器设计

DesignofDigitalAudiopower

amplifier

Abstract

Thispaperintroducestheprincipleofdigitalaudioamplifier,an

高保真数字音频放大器设计

毕业设计(论文)设计论文题目：高保真数字音频放大器设计学生姓名：

学生学号：

专业班级：

学院名称：

指导老师：

学院院长：高波20040710504电子五班电气与信息工程学院黎福海王耀南

2008年5月28日

高保真数字音频放大器设计

高保真数字音频放大器设计

摘要

介绍了数字音频功率放大器的基本原理，并对其关键技术进行了详细论述。通过分析数字功率放大器芯片产品的发展动态，选用一套典型芯片研发了双声道全数字功率放大器，并结合单片机组成一个完整系统，从而向商业化应用推进。提出并设计了一种新型音频功率放大器。该系统通过高速采样,多采样率的插值运算,半带低通滤波以及Σ-△调制,将音频PCM信号转换成二进制序列,经过高速开关管还原出具有原始功率谱的功率信号。该功率放大器具有D类数字功放高效率特点的同时,能够保证高保真的还原性,并且具有进一步提升信噪比的空间。

字关键词：PWMPCM过采样噪声整形数字功率放大器半带数半带数字

滤波器

高保真数字音频放大器设计

DesignofDigitalAudiopower

amplifier

Abstract

Thispaperintroducestheprincipleofdigitalaudioamplifier,an

谐振功率放大器实验 121180166 赵琛

高频谐振功率放大器实验

121180166 赵琛

1、实验目的

1. 进一步掌握高频丙类谐振功率放大器的工作原理。 2. 掌握丙类谐振功率放大器的调谐特性和负载特性。

3. 掌握激励电压、集电极电源电压及负载变化对放大器工作状态的影响。 4. 掌握测量丙类功放输出功率，效率的方法。 二、实验使用仪器

1. 丙类谐振功率放大器实验板 2. 200MH泰克双踪示波器 3. FLUKE万用表 4. 高频信号源

5. 扫频频谱仪（安泰信） 6 . 高频毫伏表 三、实验基本原理与电路 1.高频谐振功率放大器原理电路

高频谐振功率放大器是一种能量转换器件，它可以将电源供给的直流能量转换为高频交流输出。高频谐振功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件，其作用是放大信号，使之达到足够的功率输出，以满足天线发射和其它负载的要求。

高频谐振功率放大器研究的主要问题是如何获得高效率、大功率的输出。放大器电流导通角θ愈小，放大器的效率η愈高。如甲类功放的θ＝180，效率η最高为50％，而丙类功放的θ＜90°，效率η可达到80％。谐振功率放大器采用丙类功率放大器，采用选频网络作为负载回路的丙类功率放大器称为

D类功率放大器

摘要：

本系统以高效率D类功率放大器为核心，通过将三角波与放大的音频信号相比较获得PWM脉宽调制信号，控制由MOSFET管构成的对称H桥结构进行功率放大，再通过Butterworth滤波器低通滤波后输出，系统还能够进行功率的测量于显示。经测试，功率放大器效率达到66%，系统总体比较理想的实现了设计指标的要求。

关键词：D类功率放大器、PWM脉宽调制、H桥电路，Butterworth低通滤波器

目 录

1

方案论证与选择__________________________________________________ 2

1.1

1.1.1 1.1.2 1) 2) 1.1.3

高效率功率放大器类型的选择 ____________________________________ 2

高效率功率放大器类型的选择 _________________________________________ 2 高速开关电路_______________________________________________