和TLC5615两款芯片。经过实际分析和性能比较,TLC5615可达到10位转换,串行输出,外围电路简单。所以本系统选择TLC5615。(5)低频功率放大器电路的设计和选择功率放大器分为甲类、乙类、甲乙类、丙类、丁类放大器。通常运用的放大器中效率比较:η甲η甲乙η乙η丙η丁常用的放大器中理想情况下甲类放大器的最高效率为50,乙类功放的最高频率为785,丙类功放的最高频率可达8590。但丙类功放要求特殊形式负载,不适用低频,而甲类放大器达不到效率≥60的系统要求。所以本系统选择使用乙类放大器作为低频功放。实际设计时在电路中引入了反馈电路,试性能有了较好的改善。由于不能使用MOS集成功率模块,本设计使用晶体管二极管和分立的大功率MOS管等元件搭建了引入反馈的乙类推挽功率放大器。
122系统组成
经过以上各方面的方案论证与分析比较,本设计采用基于FPGA数字幅频均衡功率放大器的方案。具体系统框图如图12所示。系统分为前置放大器、带阻网络、FPGA数字处理模块、功率放大器模块。前置放大器使用AD603和NE5532级联放大,阻带网络按题目说明焊接,得到频域值,数字幅频均衡部分使用FPGA技术,先用MAX148进行采样,再利用FFT原理进行幅频补偿,然后进行IFFT,经DA转换得到信号时域模拟量,再通过功率放大电路完成功率放大。
AD603、NE5532级联MAX148带阻网络前置放大器AD转换FFT幅值补偿
Vi
V1
V2
FPGA数字处理部分
输出信号Vo
RL
功率放大器
V3
DA转换
IFFT
图12基于FPGA的数字幅频均衡功率放大器系统框图
2
21
单元硬件电路设计
前置放大的设计
题目要求输入信号有效值小于10mV,电压放大倍数不小于400倍,增益A(dB)20lg4005204(dB),而输入信号频率在20Hz-20kHz,所以要求选用放大器须有足够的增益和增益带宽。
fAD603是AD公司推出的一种低噪声且由电压控制的增益放大器。它提供精确的、可由管脚选择的增益,它的增益是线性变化的且在温度和电源电压变化时有很高的稳定性在带宽为9MHz时增益控制电压VGVC1VC2500mV≤VG≤500mV,理论上增益与增益控制电压的关系增益A1dB40VG30从10dB到50dBNE5532的增益计算:增益A2(dB)20lg(RFRE)dB级联后增益可达:AdB40VG30×20lg(RFRE)dB而且增益在带宽内可调,信号不失真。在20Hz20kHz通频带内衰减小于1dB。为了实现输出阻抗为600Ω,在输出端加射级跟随器然后串联600Ω电阻。前置放大器电路如图21所示。电压增益可由滑动变阻器R4、R3来控制,R4控制VGVC1Vr