CN107809219A

CN107809219A - 衰减幅度可调的低频功率放大器

Info

Publication number: CN107809219A
Application number: CN201711010497.5A
Authority: CN
Inventors: 李正军
Original assignee: Chengdu West Well Technology Co Ltd
Current assignee: Chengdu West Well Technology Co Ltd
Priority date: 2017-10-26
Filing date: 2017-10-26
Publication date: 2018-03-16

Abstract

本发明公开了衰减幅度可调的低频功率放大器，包括低噪声放大器、带阻滤波器、信号放大器、功率放大器、峰值检波器、模数转换器、单片机、LCD显示器、稳压电源、负载，所述低噪声放大器、带阻滤波器、信号放大器、功率放大器、峰值检波器、模数转换器、单片机、LCD显示器依次连接，低噪声放大器接收输入信号，负载与功率放大器连接，稳压电源为低噪声放大器、带阻滤波器、信号放大器、功率放大器、峰值检波器、模数转换器、单片机、LCD显示器供电。本发明电路结构简单，器件价格便宜，该衰减幅度可调的低频功率放大器可以很好地实现对低频信号的放大作用，输出带宽、功率、效率等方面具有较好的指标、较高的实用性，并且有效滤除了工频噪声的干扰。

Description

衰减幅度可调的低频功率放大器

技术领域

本发明涉及功放，具体涉及衰减幅度可调的低频功率放大器。

背景技术

功率放大器(英文名称：power amplifier)，简称“功放”，是指在给定失真率条件下，能产生最大功率输出以驱动某一负载(例如扬声器)的放大器。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。主要工作原理是利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。因为声音是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β是三极管的交流放大倍数，应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流(或电压)是原先的β倍的大信号，这现象成为三极管的放大作用。经过不断的电流放大，就完成了功率放大。现有技术中的功放工频干扰影响很大

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中的功放工频干扰影响很大，目的在于提供衰减幅度可调的低频功率放大器，有效滤除了工频噪声的干扰。

本发明通过下述技术方案实现：

衰减幅度可调的低频功率放大器，包括低噪声放大器、带阻滤波器、信号放大器、功率放大器、峰值检波器、模数转换器、单片机、LCD显示器、稳压电源、负载，所述低噪声放大器、带阻滤波器、信号放大器、功率放大器、峰值检波器、模数转换器、单片机、LCD显示器依次连接，所述低噪声放大器接收输入信号，所述负载与功率放大器连接，所述稳压电源为低噪声放大器、带阻滤波器、信号放大器、功率放大器、峰值检波器、模数转换器、单片机、LCD显示器供电；所述带阻滤波器包括电容C1、电容C2、电容C3、电阻R1、电阻 R2、电阻R3、电位器R4、电阻R5、电位器R6、放大器U1、放大器U2，所述电阻R1、电阻R2、电容C2、电容C1依次首尾连接形成环形电路，低噪声放大器的高电位信号从电阻 R1与电容C1连接的线路上输入；所述电容C3一端连接在电阻R1与电阻R2连接的线路上，其另一端与放大器U2的输出端连接；所述电阻R3一端连接咋电容C1与电容C2连接的线路上，其另一端连接在电容C3与放大器U2连接的线路上；所述放大器U1的正向输入端连接在电阻R2与电容C2连接的线路上；所述电位器R6的一个固定端连接在电阻R1与电容 C1连接的线路上，其另一个固定端与放大器U1的输出端连接；所述电位器R6的活动端为信号放大器的输入端；所述电位器R4的一个固定端连接在放大器U1与电位器R6连接的线路上，其另一个固定端与放大器U2的正向输入端连接；所述电阻R5一端连接在电位器与放大器U2连接的线路上，其另一端接地。

本发明主要由低噪声放大器、带阻滤波器、信号放大器、功率放大器、峰值检波器、单片机、AD转换器、LCD显示器、稳压电源等组成。低噪声放大器选取甚低噪声宽带高精度运算放大器OP37，并采用并联负反馈，具有良好的抗共模干扰能力。功率放大电路采用双 MOS晶体管的甲乙类推挽放大电路。带阻滤波器在50Hz频率点输出功率衰减≥6dB，阻带频率范围为43～57Hz，有效滤除了工频噪声的干扰。设计的衰减幅度可调的低频功率放大器的通带为6Hz～140KHz，很好地完成了通频带的扩展。所有电路结构简单，所选器件价格便宜，并给出了测试结果。测试结果表明，该衰减幅度可调的低频功率放大器可以很好地实现对低频信号的放大作用，其输出带宽、功率、效率等方面具有较好的指标、较高的实用性，为衰减幅度可调的低频功率放大器的设计提供了广阔的思路。实际电网产生的50Hz工频干扰是机械发电机产生的，其频率是不够精确和稳定的，会在49.5～50.5Hz范围内波动。常规陷波器对陷波频率衰减的幅频特性曲线很尖锐，不利于衰减50HZ附近的频率，针对这种缺陷，调整了陷波器的参数(将R3由典型值的16.5KΩ改为22KΩ)，使陷波器的幅频特性曲线改变，使其对50HZ附近的频率的衰减特性大大改善。针对设计要求的阻带频率范围为40～ 60Hz，且在50Hz频率点输出功率衰减≥6dB，设计了Q值可调、衰减幅度可调的功能。

进一步地，衰减幅度可调的低频功率放大器，所述稳压电源包括电源转换芯片、二极管 D1、电解电容C6、电解电容C8、电阻R1和电阻R2，所述二极管D1的阳极接正12V电源，电阻R1一端与二极管D1的阴极连接，其另一端与电源转换芯片的输入端连接，所述电阻 R2并联在电阻R1两端；所述电解电容C6的正极端连接在电阻R1与电源转换芯片连接的线路上，其负极接地；所述电源转换芯片的输出端连接VCC，所述电解电容C8的正极端连接在电源转换芯片与VCC连接的线路上，其阴极接地；电解电容C6、电解电容C8、电源转换芯片的GND端共同接地。

二极管D1起反接保护作用，电解电容C6和电解电容C8可以防止电源浪涌，并抑制输入输出电压纹波脉动，电阻R1和电阻R2为并联的功耗电阻，在保证系统正常工作的同时，可以降低电源芯片的内部功耗，避免过热烧坏芯片。

进一步地，衰减幅度可调的低频功率放大器，所述低噪声放大器采用运算放大器OP37。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本发明所有电路结构简单，所选器件价格便宜，并给出了测试结果。测试结果表明，该衰减幅度可调的低频功率放大器可以很好地实现对低频信号的放大作用，其输出带宽、功率、效率等方面具有较好的指标、较高的实用性，并且有效滤除了工频噪声的干扰。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明带阻滤波器电路结构示意图；

图3为本发明稳压电源电路结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

如图1至图3所示，衰减幅度可调的低频功率放大器，包括低噪声放大器、带阻滤波器、信号放大器、功率放大器、峰值检波器、模数转换器、单片机、LCD显示器、稳压电源、负载，所述低噪声放大器、带阻滤波器、信号放大器、功率放大器、峰值检波器、模数转换器、单片机、LCD显示器依次连接，所述低噪声放大器接收输入信号，所述负载与功率放大器连接，所述稳压电源为低噪声放大器、带阻滤波器、信号放大器、功率放大器、峰值检波器、模数转换器、单片机、LCD显示器供电；所述带阻滤波器包括电容C1、电容C2、电容C3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电位器R4、电阻R5、电位器R6、放大器U1、放大器U2，所述电阻R1、电阻R2、电容C2、电容C1依次首尾连接形成环形电路，低噪声放大器的高电位信号从电阻R1与电容C1连接的线路上输入；所述电容C3一端连接在电阻R1与电阻R2 连接的线路上，其另一端与放大器U2的输出端连接；所述电阻R3一端连接咋电容C1与电容C2连接的线路上，其另一端连接在电容C3与放大器U2连接的线路上；所述放大器U1 的正向输入端连接在电阻R2与电容C2连接的线路上；所述电位器R6的一个固定端连接在电阻R1与电容C1连接的线路上，其另一个固定端与放大器U1的输出端连接；所述电位器 R6的活动端为信号放大器的输入端；所述电位器R4的一个固定端连接在放大器U1与电位器R6连接的线路上，其另一个固定端与放大器U2的正向输入端连接；所述电阻R5一端连接在电位器与放大器U2连接的线路上，其另一端接地。

稳压电源包括电源转换芯片、二极管D1、电解电容C6、电解电容C8、电阻R1和电阻R2，所述二极管D1的阳极接正12V电源，电阻R1一端与二极管D1的阴极连接，其另一端与电源转换芯片的输入端连接，所述电阻R2并联在电阻R1两端；所述电解电容C6的正极端连接在电阻R1与电源转换芯片连接的线路上，其负极接地；所述电源转换芯片的输出端连接VCC，所述电解电容C8的正极端连接在电源转换芯片与VCC连接的线路上，其阴极接地；电解电容C6、电解电容C8、电源转换芯片的GND端共同接地。所述低噪声放大器采用运算放大器OP37。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.衰减幅度可调的低频功率放大器，其特征在于，包括低噪声放大器、带阻滤波器、信号放大器、功率放大器、峰值检波器、模数转换器、单片机、LCD显示器、稳压电源、负载，所述低噪声放大器、带阻滤波器、信号放大器、功率放大器、峰值检波器、模数转换器、单片机、LCD显示器依次连接，所述低噪声放大器接收输入信号，所述负载与功率放大器连接，所述稳压电源为低噪声放大器、带阻滤波器、信号放大器、功率放大器、峰值检波器、模数转换器、单片机、LCD显示器供电；所述带阻滤波器包括电容C1、电容C2、电容C3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电位器R4、电阻R5、电位器R6、放大器U1、放大器U2，所述电阻R1、电阻R2、电容C2、电容C1依次首尾连接形成环形电路，低噪声放大器的高电位信号从电阻R1与电容C1连接的线路上输入；所述电容C3一端连接在电阻R1与电阻R2连接的线路上，其另一端与放大器U2的输出端连接；所述电阻R3一端连接咋电容C1与电容C2连接的线路上，其另一端连接在电容C3与放大器U2连接的线路上；所述放大器U1的正向输入端连接在电阻R2与电容C2连接的线路上；所述电位器R6的一个固定端连接在电阻R1与电容C1连接的线路上，其另一个固定端与放大器U1的输出端连接；所述电位器R6的活动端为信号放大器的输入端；所述电位器R4的一个固定端连接在放大器U1与电位器R6连接的线路上，其另一个固定端与放大器U2的正向输入端连接；所述电阻R5一端连接在电位器与放大器U2连接的线路上，其另一端接地。

2.根据权利要求1所述的衰减幅度可调的低频功率放大器，其特征在于，所述稳压电源包括电源转换芯片、二极管D1、电解电容C6、电解电容C8、电阻R1和电阻R2，所述二极管D1的阳极接正12V电源，电阻R1一端与二极管D1的阴极连接，其另一端与电源转换芯片的输入端连接，所述电阻R2并联在电阻R1两端；所述电解电容C6的正极端连接在电阻R1与电源转换芯片连接的线路上，其负极接地；所述电源转换芯片的输出端连接VCC，所述电解电容C8的正极端连接在电源转换芯片与VCC连接的线路上，其阴极接地；电解电容C6、电解电容C8、电源转换芯片的GND端共同接地。

3.根据权利要求1所述的衰减幅度可调的低频功率放大器，其特征在于，所述低噪声放大器采用运算放大器OP37。