数字幅频均衡功率放大器

11系统设计1.1设计要求设计并制作一个数字幅频均衡功率放大器。该放大器包括前置放大、带阻网络、数字幅频均衡和低频功率放大电路，其组成框图如图1 所示。图 1.1数字幅频均衡功率放大器组成框图1.2总体设计方案1.2.1 方案论证与比较（1）整体方案选择方案方案一：模拟式幅频均衡功率放大器输入信号经过前置放大并经过带阻网络后，信号的幅度将按照频率的不同而衰减。为了达到均衡幅频，在带阻网络之后连反向带阻网络，叠加后即可实现幅频均衡。最后将幅频均衡信号通过低频功放。模拟式均衡功率放大器避免了大量的软件编程，但是性能不稳定，而且不符合本题目的数字幅频均衡的任务要求。方案二：基于 DSP的数字幅频均衡功率放大器该方案利用 DSP对放大、带阻后的信号进行数字处理，A/D采样之后利用 FFT对幅值进行乘法补偿，然后进行 IFFT转换成时域，再用 D/A转换为模拟量，最后利用低频功放进行功率放大。DSP拥有 FFT、IFFT、浮点运算等IP核，可以直接调用，减轻了软件部分的工作量。但是 DSP造价高，兼容性较差。方案三：基于 FPGA的数字幅频均衡功率放大器信号经前置放大、带阻网络后，可对其进行 A/D采样，然后利用 FFT转换到频域后对各频率的幅值进行补偿，再利用 IFFT进行反变换，经 D/A转换成模拟量，然后进行低频功率放大。本方案利用 FPGA进行数字处理以实现幅频均衡。这种方法成本低，效果好。鉴于任务要求和实际情况，权衡以上三种方案，本设计采取方案三：基于FPGA的数字幅频均衡功率放大器。（2）前置放大的方案设计与选择方案一：利用两级 OP07 放大，OP07 放大倍数较高，且元件易购得。但是 OP07 在频率大约超过 10kHz 时增益随频率的变化而变化。方案二：AD603 与 NE5532 级联放大。AD603 增益高且稳定，NE5532 噪声低，在20Hz-20kHz内增益稳定。方案选择：对于任务要求，前置放大器应该放大倍数足够大，在20Hz-20kHz的频带内增益稳定。另外，鉴于输入信号为有效值小于10mV的小信号，放大器应考虑噪声影响。方案一中 OP07在频率范围内增益不够稳定。方案二可以获得较高的增益，且噪声较小，增益稳定，2符合系统要求。故选用方案二。（3）A/D 采样电路、采样电路、D/AD/A 转换电路的选择根据采样定理，和信号的最高频率 fsmax=20kHz,求得采样频率fc >2fmax，即 fc必须大于 40kHz。对应采样最小时间T=1/fc=25(ns)，我们考虑了AD7810和 MAX148，经过对性能的分析比较，设计选择了转换速度快，转...