400Hz中頻電源的硬件原理與設(shè)計(jì)論文

2設(shè)計(jì)要求(1)實(shí)現(xiàn)輸出頻率為穩(wěn)定的400Hz正弦波。(2)輸出波形沒有明顯失真。(3)輸出電壓為25V～65V連續(xù)可調(diào)(有效值)。3400Hz中頻電源的硬件原理與設(shè)計(jì)最后的輸出電壓的有效值在25V～65V之間。通過檢波電路得到直流電壓，AD采集首先中頻電源設(shè)計(jì)原理流程圖如圖3-1所示。3.1振蕩電路3Yk13.2分頻電路9654441229號(hào)為1024KHz,在Q3端輸出的信號(hào)為512KHz,在Q74LS90是異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器2。其邏輯電路圖和引腳圖如圖3-4所示。它由1個(gè)1位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和1個(gè)異步五進(jìn)制計(jì)數(shù)器組成。如果計(jì)數(shù)脈沖由CLKO328976kkQ2365圖3-5D觸發(fā)器據(jù)D存入了D觸發(fā)器中。表3-1是邊沿型D觸發(fā)器的功能表。表3-1邊沿型D觸發(fā)器D說明00110010011狀態(tài)相同3.3積分電路3.3.1方波變?nèi)遣娐啡鐖D3-6(a)所示。由圖可見，在理想條件下，圖3-6(a)基本積分電路如果電容兩端的初始電壓為零，則此時(shí)，輸出電壓U。(t)隨時(shí)間線性下降，如(3-3)可知，時(shí)間常數(shù)RC的數(shù)值越大，當(dāng)U?(t)是峰值振幅為Upp的方波時(shí)，U.(t)的波形則為三角形波，如圖3-6(c)所示。這時(shí)，根據(jù)式(3.4),輸出電壓的峰—峰值為的存在將影響積分器的線性積分關(guān)系，這時(shí)，輸出積分波形將如圖3-6(b)虛線所示。因此，為了改善積分器的線性度，R值取大些，但太大對(duì)抑制直流漂移不利，因此，R應(yīng)取適中的數(shù)值。3.3.2三角波變正弦波如圖3-7所示。經(jīng)過二次積分所得到的波形是正弦波，但此時(shí)正弦波是帶有直流的波形，頻率是400Hz。經(jīng)過整形濾出直流波形變成正弦波。圖3-7三角波變正弦波三角波再經(jīng)過一次積分變成正弦波。然后進(jìn)入放大電路，輸出電壓的幅度不夠所以要經(jīng)過多次放大。3.4放大電路3.4.1負(fù)反饋放大反饋：可描述為將放大電路的輸出量(電壓或電流)的一部分或全部，通過一定的方式送回放大電路的輸入端。我們有時(shí)把引入反饋的放大電路稱為閉環(huán)放大器，沒有引入的稱為開環(huán)放大器。它可分為負(fù)反饋和正反饋。反饋輸入信號(hào)能使原來的輸入信號(hào)減小即為負(fù)反饋，反之則為正反饋。就是通過比較反饋前后的輸入量的改變情況，若反饋后的凈輸入量減小則為負(fù)反饋，反之則為正反饋。(凈輸入量是反饋后的輸入量)判斷的方法是：瞬時(shí)極性法。先將反饋網(wǎng)絡(luò)與放大電路的輸入段斷開，然后設(shè)定輸入信號(hào)有一個(gè)正極性的變化，再看反饋回來的量是正極性的還是負(fù)極性的，若是負(fù)極性，則表示反饋量是削弱輸入信號(hào)，因此是負(fù)反饋。反之則為正反饋間。負(fù)反饋對(duì)放大倍數(shù)的影響(1)負(fù)反饋使放大倍數(shù)下降由放大倍數(shù)的一般表達(dá)式：我們可以看出引入負(fù)反饋后，放大倍數(shù)下降了(1+FA)倍。(2)負(fù)反饋提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性我們用相對(duì)變化量來表示(對(duì)上式求導(dǎo)):從上式我們可以看出放大倍數(shù)的穩(wěn)定性也提高了(1+FA)倍。負(fù)反饋可以使放大電路的非線性失真減小，它還可以抑制放大電路自身產(chǎn)生的噪本設(shè)計(jì)選用的是加法電路如圖3-9所示。在反相比例放大器的基礎(chǔ)上增加幾個(gè)輸入支路便組成反相求和運(yùn)算電路。如圖所示，其輸出電壓為經(jīng)過兩級(jí)負(fù)反饋放大調(diào)整，輸出的仍為400Hz的正弦波形，電壓幅值適當(dāng)調(diào)節(jié)。3.4.2TDA7294放大它具有較寬范圍的工作電壓，(VCC+VEE)=80V;較高的輸出功率(高達(dá)100W的音樂輸出功率),并且具有靜音待機(jī)功能，以及過熱、短路保護(hù)功能。很小的噪聲和失真，其他們?cè)诠Ψ臝C的發(fā)熱溫度低于最高允許值時(shí)，輸出信號(hào)波形始終都保持正常。必須在功放IC金屬片上的溫度到達(dá)115度之后，它們才關(guān)段輸出。相對(duì)于其他大功率功放IC來說，TDA7294確實(shí)是其中的佼佼者。經(jīng)實(shí)際使用證明：這款功放IC本身的靜態(tài)輸出背景噪聲電壓不大于0.25Mv,在4歐負(fù)載上輸出1W功率時(shí)的信噪比已大于75Db,在4TDA7294如圖3-10所示。9D_OUT89Vs(電源電壓)±10V~±40VIO(輸入電流峰值)PO(RMS連續(xù)輸出功率)當(dāng)Vs=±35V、R=8Ω時(shí)PO=70W當(dāng)Vs=±27V、R=4Q時(shí)PO=70W音樂功率(有效值)當(dāng)Vs=±38V、R=8Ω時(shí)P=100W28I967然后通過升壓變壓器，變壓比為1:4,得到的電壓幅值為170V左右，則4電子控制單元電路(1)+V1和-V1的電源如圖4-3所示。二a圖4-3+V1和-V1供電模塊(2)V3和V5的電源如圖4-4所示。C°2(3)V2和V4的電源如圖4-5所示。p9025測試結(jié)果電路正弦波74LS90分頻正弦波負(fù)反饋放大正弦波正弦波正弦波正弦波60V(有效值)(2)輸出結(jié)果的測量4.5V。本設(shè)計(jì)通過旋轉(zhuǎn)變壓器的旋轉(zhuǎn)角度，電壓在0～27V可調(diào)。用示波器查看，通過升壓變壓器以后的電壓為170V左右，也即為電壓的峰峰值為電壓值相吻合。圖5—1示波器顯示電壓的圖形圖5-1為通過示波器顯示的波形(示波器顯示通過升壓變壓器后的波形),電壓為—0UV。通過對(duì)400Hz中頻電源的設(shè)計(jì)的研究和試驗(yàn)，得出如下結(jié)論：(1)該電源最后通過對(duì)旋轉(zhuǎn)變壓器的旋轉(zhuǎn)角度的改變進(jìn)而改變其電壓值的測量，符合其最后輸出電壓