放大电路设计

1 系统设计 本系统采用小体积MSP430 单片机 为控制芯片，并用INA128 构成的放大电路。末级采用IRF9540 和 IRF540 两个MOS 管实现功率放大。电路实现简单，功耗低，性价比很高。该电路由电路稳压电源 模块、带阻滤波模块、电压放大模块、功率放大模块、AD 转换模块以及液晶显示模块 组成，图1 所示是其组成框图。电路稳压电源模块 为系统提供能量；带阻滤波电路要实现50Hz 频率点输出功率衰减；电压放大模块采用两级放大来将小信号放大，以便为功率放大提供足够电压；功率放大模块主要提高负载能力；AD 转换模块便于单片机信号采集；显示模块则实时显示功率和整机效率。 2 硬件电路设计 2.1 带阻滤波电路的设计 采用OP07 组成的二阶带阻滤波器 的阻带范围为40～ 60 Hz ，其电路如图2 所示。带阻滤波器的性能参数有中心频率ω 0 或 f0，带宽BW 和品质因数Q。 Q 值越高，阻带越窄，陷波效果越好。 2.2 放大电路的设计 电压放大电路可选用两个INA128 芯片来对微弱信号进行放大。若采用一级放大，当放大倍数较大时，电路可能不稳定，故应采用两级放大，并在级间采用电容耦合电路，图3所示是其电路图。图中，INA128 具有低失调电压漂移和低噪声等性能指标，且放大倍数设置简单，只用一个外部电阻 就能改变放大倍数。图 3 中 1、 8 脚跨接的电阻就是用来调整放大倍率，4、 7 脚需提供正负相等的工作电压，2、 3 脚输入要放大的电压，并从6 脚输出放大的电压值。5 脚则是参考基准，如果接地，则6 脚的输出即为与地之间的相对电压。 2.3 功率放大电路的设计 功率放大电路往往要求其驱动负载的能力较强，从能量控制和转换的角度来看，功率放大电路与其它放大电路在本质上没有根本的区别，只是功放既不是单纯追求输出高电压，也不是单纯追求输出大电流，而是追求在电源 电压确定的情况下，输出尽可能大的功率。 本电路采用两个MOS 管构成的功率放大电路，其电路如图4 所示。此电路分别采用一个 N 沟道和一个P 沟道场效应管 对接而成，其中RP2 和 RP3 为偏置电阻，用来调节电路的静态工作点。特征频率fT 放大电路上限频率fH 的关系为：fT≈fhβh， 系统阶跃相应的上升时间tr 与放大电路上限频率的关系为：trfh=0.35。 对于OCL 放大器来说，一般有：PTM≈0.2POM，其中PIM 为单管的最大管耗，POM为最大不失真输出管耗。根据计算，并考虑到项目要求，本设计选用IRF950 和 IRF50 来实...