基于水声器耦合的低频功率放大器的设计

电路） 的电压总增 益为 ５ Ｏ ｄ Ｂ， 所 以前置放 大器 的 电压增益 设 置为 ２ ｏ ｄ Ｂ是 比较合适 的。在该放大 电路 中 ， 电压增益取 决于尺 １与 ， 具体计算如下 ：
电压增益 Ａ ｕ＝一（ ÷Ｒ １ ） ＝２ ０． 输入 阻抗 Ｒ＝ ÷， ＝１ ０ ｋ ｎ．
山西 电子技术 ２ ０ １ ３年 第 ６期
文章 编 号 ： １ ６ ７ ４ － ４ ５ ７ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ － ０ ０ ０ ３ — ０ ３
应 用 实践
基 于水 声 器耦合 的低 频 功 率放 大器 的设 计
韩 星 程
（ 中北 大学 信 息探 测 与处理技 术研 究所 ， 山西 太原 ０ ３ ０ ０ ５ １ ）
该低频功率放大器 由三部分 组成 ： 前置 放大级 、 功率 放 大级和直流稳压 电源 。前 置放大 级的 主要任务 是完成 交流
由于本设计 中主体 放 大 电路 （ 前置放 大器 和功 率放大
小信号放大任务 ， 同时要求 低噪声 、 低 温漂 ； 功率放大级主要
任务是在允许的失真限度 内， 尽 可能高效率地向负载提供足 够大 的功率 ， 要求是输 出功率要 大 、 效率要 高； 直流稳 压电源
Ｏ 引言
随着 电子技术 的发 展 ， 功率放大器受 到越来越广泛 的应 用。而在 水声 研究 和计 算测 量领 域 ， 同样需 要它 作 为驱 动 源， 但不 同的应用场合 对功率放 大器 的输 出功率 、 频率范 围 及输 出电压的要求会有所 不 同… 。由于本文所 使用水声 器
的性能指标要求 功率放 大器在输人信 号为 １ ０ ｍ Ｖ一 ５ ０ ｍ Ｖ ，
功率放大 电路可 由分 立元 件组 成 ， 也 可 由集 成 功放组 成 。分立元件组成 的功率 放大 电路 ， 如果 电路 选择得好 ， 参 数选择适 当， 元件性能优 良， 设计和调试的好 ， 则性能也很优 良。在 分立元件组成功率 放大 电路 中由三极管 、 二极 管 、 电
圈 １ 系统 总体 框 豳
图中的各种仪表是为 了检验电路的运行情况 ， 在最后的完整
益、 高效率 ， 宽频带等特点 。
ｌ 电路 设计
１ ． １ 系统 概 述
电路 图中， 仍 将会看 到这些 仪表 。 电路 参 数 ： Ｖ Ｃ Ｃ＝ ＋１ ２ Ｖ； Ｖ Ｅ Ｅ＝ 一１ ２ Ｖ； Ｒ １＝Ｒ ３＝
１ ０ ｋ Ｑ； ｅ ｆ＝Ｒ ｌ ２＝ ２ ０ ０ ｋ Ｑ。
阻、 电容等器件组 成 的核心 电路 ， 提 供 了 自由调 整的 余地。
但分立元件组成 的功率 放大 电路 只要其 中一个 环节 出现 问
１ ． ２ 前 置 放 大器 设 计
题， 则性能会低于一般 集成 功率 放大电路 。而且为 了不致过 载、 过流 、 过热等损坏元件 ， 需要加 以复杂 的保护 电路Ｈ Ｊ 。 集成功率放大 电路成 熟 ， 低频 性 能好 ， 内部设计 具有复 合 保护电路 ， 可以增加其工作 的可靠 性 ， 尤 其集成厚 膜器件
频率范围为 １ ０ Ｈ ｚ 一２ ０ ｋ Ｈ ｚ ， 最大不失 真输 出功率为 １ ２ ｗ 的
情况下来驱动该水声器完成 水下通信 ， 为此本文专 门设 计了
一
图 ２ 前 置 放 大 电 路
个满足上述要求的低频功率放大器系统 ， 该 功放具有 高增
电路详解 ： 该 电路 的输入端 是最左边 的 Ｒ １电阻 ， 输 出端 是集成运放 Ｎ Ｅ ５ ５ ３ ２的（ １ ） 端 口， 反馈 网络由 和 Ｒ １构成。
１ ． ３ 功 率放 大器 设 计
为整个电路供 电 ｊ 。通过查阅相关资料后 ， 本设计选择通过 集成运放 Ｎ Ｅ ５ ５ ３ ２ 、 Ｔ Ｄ Ａ ２ ０ ３ ０ 、 Ｌ Ｆ ３ ５ ７的配套使用来完成设 计 ， 各部分之 间关 系具体请 见图 １ 。
Ｈ前 著 Ｈ 功 嚣大 Ｈ
直流稳 压电源
得出电压 和间隙确定 的反谐 振频 率 图。这样对 不同 电压和
间隙的系统设计具有 ～定 的参考 价值。 参 考文献 王宏， 于泳 ， 徐殿 国． 永磁 同步 电动 机 位 置伺 服 系统
为提高前置放大器 电路输入 电阻 和共模抑制性 能， 本设
计采用 Ｎ Ｅ ５ ５ ３ ２反相 比例 放大 电路 来 实现对 输入 电压 的放 大 。电路 图如 图 ２所示 。
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ ８— ２ ６ 作 者 简介 ： 韩星程（ １ ９ ８ ９ 研 究方 向为 通 信 与 信 息 系统 。
摘 要： 低 频 功 率放 大 器 作 为 电子 设 备 的 后 级放 大 电路 ， 它 的 主 要 作 用是 将 前 级 的 音 频 信 号 进 行 功 率 放 大 以
推动 负载工作 ， 获得 良好 的声音效果。基于此 ， 设计 了水声信号发 生 系统 中的低 频功率放 大电路 ， 该 电路 以前级放
大芯 片 Ｎ Ｅ ５ ５ ３ ２ 、 功 率放 大 Ｔ Ｄ Ａ ２ ０ ３ ０芯 片和 直 流稳 压 电 源为 核 心 ， 实现 了对 小信 号 的 功 率 放 大 ， 经ｍ ｕ ｌ ｔ ｉ ｓ ｉ ｍ仿 真 ， 该
电路 工作稳 定正常， 输 出波形无失真 ， 在输 出功 率以及放 大增益等方面均满足设 计要 求。 关键词 ： 低 频 ；放 大 ；Ｎ Ｅ ５ ５ ３ ２ ；Ｔ Ｄ Ａ ２ ０ ３ ０ 中图分类号 ： Ｔ Ｎ ４ ９ ２ 文献标识码 ： Ａ
第 ６期
３ 结 束语
郝君 ， 等： 电压对合 有 齿隙伺服 系统的影 响
１ｌ ９一ｌ ２ ４．
ｌ １
本 文通过研 究电机输 入 电压和传 动间隙对 伺服 系统 带 宽的影响 ， 得出了系统带 宽 随着传 动 间隙的增 大而 减小 ， 随 着电压 的增大而增大 ， 从而导致开环特 性的改变 。经 过仿 真