数字幅频均衡功率放大器

设计实现了一个数字幅频均衡的功率放大器。该系统分为前置放大器、带阻网络、FPGA数字处理模块、功率放大器等模块组成。测试结果表明,该数字幅频均衡功率放大器具有高增益、高带宽和高效率等优点。

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价值工程

数字幅频均衡功率放大器Po rA m pl e g t we i r ofDi ialAm plt e r qu n y Equ lz ton i f iud -f e e c aiai

刘雅男 L uYan n i a(大连海事大学信息与工程技术学院，大连 16 2 1 0 6)D l nMaimeUnvri n tueo fr t na dE gn eigT c n lg, ain 16 2, hn ) ai r i iest Isi t f nomai n n ier eh oo y D l 0 6 C ia a t y t I o n a 1

摘要：计实现了一个数字幅频均衡的功率放大器。系统分为前置放大器、阻网络、P A数字处理模块、设该带 FG功率放大器等模块组成。试测结果表明，字幅频均衡功率放大器具有高增益、该数高带宽和高效率等优点Ab t a t sr c:A ii la l u e￣e u n ye u lzto we mp ie sp ee td. e s se ic r r tsp e mpiir a d tp n t r F dgt mpi d一 q e c q aiain po ra lf rwa r sn e Th y tm n opoae ra lf,b n -so ewok,PGA a t i e

dgtlp o e sn d l n o ra l ircr ut.Tetr s lss o h tte wh l y tm s c rce ie y ig hg g i,wi n n ih iia r c sig mo u e a d p we mpi e ic i f s s e ut h ws ta h oe s se i haa trz d b t ih an deba d a d hge ce c . i f i n y

关键词：均衡；功率放大；效率Ke r:e u lz to; o ra lfe; fiin y y wo ds q aia in p we mp i refce c i

中图分类号：P 9 T 3

文献标识码： A

文章编号：0 6 4 1 (0 1O— 14 0 10— 3 12 1 )1 0 6— 3

21前置放大的设计设计要求输入信号有效值小于 lm电 . O V,在声音的拾取过程及通过音响设备的传送过程中，由于设备或压放大倍数不小于 4 0倍，益 A d= 0l40 5 . (B)而输 0增 (B)2 0= 2

4 d, g 0器件的原因，导致其幅度对频率的响应往往不一致，这样经放大器入信号频率在 2 H一 0 H,所以要求选用放大器须有足够的增益 0 z2k z输出后，达不到原来的听觉效果。数字均衡放大器就是一个改善和增益带宽。就 音频频率响应的放大器设备。 A 6 3是 A公司推出的一种低噪声且由电压控制的增益放 D0 D大器。它提供精确的、由管脚选择的增益，的增益是线性变化可它 1方案选择 11总体设计方案 .的，在温度和电源电压变化时有很高的稳定性，带宽为 9 z且在 MH时 111前置放大的方案设计与选择设计采用 A 6 3与增益控制电压 V= C一 C ( 50 V≤V .. D0 G V 1V 2一 0 m G≤5 0 0 mV)理论上增益， N 53 E 5 2级联放大。 D 0增益高且稳定， E 52噪声低， 2 H~与增益控制电压的关系：益 A (B)4 V+ 0从 1d到 5 d A 63 N 53在 0 z增 1d= 0 G 3 ( 0B 0 B) 2 k z增益稳定。 0H内 N 53 E 5 2的增益计算：益 A (B)2 1( FR ( B)联后增益增 2 d= 0g R/E)d级 A( B)(0 G 3 x2l( FR 1 B而且增益在带宽内可 ( 11 /采样电路、/转换电路的选择经过实际分析和性可达： d= 4 V+ 0)[Og R/ E) d ) .. AD 2 DA能比较，L 5 1达到 1转换， T C 6 5可 0位串行输出，围电路简单的效调，号不失真。在 2 H一 0 H通频带内衰减小于一 d。外信 0 z2 k z lB 果。所以本系统 A D采样电路、/换电路选择 T C 6 5/ D A转 L 5 1。为了实现输出电阻为 6 0 0 Q,在输出端加射级跟随器然后串联 11 .. 3低频功率放大器电路的设计和选择由于不能使用 MO 6 0￣阻。 S 0f电 集成功率模块，本设计使用晶体管二极管和分立的大功率 MO S管前置放大器电路如图 2所示。电压增益可由滑动变阻器 R、 3 4R等元件搭建了引入反馈的乙类推挽功率放大器。 来控制， 4制 V= C - C= C—= C, 3控制 R/E, R控 G V 1 V 2 V 1 0 V 1R FR这样 114整体方

案选择方案本设计采取的整体方案是基于即可实现增益可调。 .. FG P A的数字幅频均衡功率放大器。0引言

信号经前置放大、带阻网络后，可对其进行 AD采样，/然后利用 F T转换到频域后对各频率的幅值进行补偿，再利用 I兀、 F F进行反变换， D A转换成模拟量，后进行低频功率放大。本方案利用经/然F G进行数字处理以实现幅频均衡。这种方法成本低， PA效果好。

12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 F G数字幅频均衡功率放大器的方案。体系统框图 PA具如图 1示。所系统分为前置放大器、阻网络、 P A数字处理模块、带 FG 功率放大器模块。前置放大器使用 A 6 3和 N 5 3联放大， D0 E 5 2级阻带网络按设计说明焊接，到频域值，字幅频均衡部分使用 F G 得数 PA技术，用 M X18进行采样，利用 Fv原理进行幅频补偿，先 A 4再 f、 I然后进行 IF, D A转换得到信号时域模拟量， Fv经/ r再通过功率放大电路完成功率放大。

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图 2前置放大电路

23数字幅频均衡电路的设计 . 231AD采样电路设计 A D部分实现模拟信号到数字信号 ../ / 2主要电路设计的转换， D A C采用 1的 MA 4。在模拟信号输入端加 6O接 0位 X18 0n地，后串接射级跟随器。然 作者简介：刘雅男 (9 9,,南平顶山人，科，究方向为通信工程。 18一)女河本研 232DA转换电路设计 DA部分将数字处理部分得到的数 ../ /图 1基于 F GA的数字幅频均衡功率放大器系统 P

亟曰

22带阻网络的设计根据设计说明的带阻网络图搭建带阻电 _路。了达到较高的精度，用电阻精确度均为千分之~,为所电感电容也精确度较高。带阻网络电路如图所示。 信号经过带阻网络后时域变为频域，各个频率对应特定的幅值。其波特图特性为 4 0 z右衰减倍数大，约 4 0 z两侧的 0H左从 0H向衰减倍数逐渐减小。