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...