MOS管功率放大器电路的硬件电路设计

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ω0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。

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来实现功率放大。 此工作可由单片机内部的10位AD转换器完成，但实验发现，单片机的10位AD芯片的处理效果不是很好。因此本设计采用了两个AD转换芯片来对负载输出的信号进行转换，并使用单片机控制计算，然后送入液晶显示其功率和效率。

AD1674是一片高速12位逐次比较型A/D转换器，该芯片内置双极性电路构成的混合集成转换器，具有外接元件少，功耗低，精度高等特点，并具有自动校零和自动极性转换功能，故只需外接少量的电阻和电容元件即可构成一个完整的A/D转换器。AD8326是TI公司推出的16位高速模数转换器，其转换速度快，线性度好，精度高。AD8326和A1674的电路连接图分别如图5和图6所示。 本电路采用12864液晶来实时显示输出的功率、直流电源供给的功率和整机效率。该液晶具有屏幕反应速度快、对比度高、功耗低等优点。可以实现友好的人机交互。为了简化电路，本设计采用串口连接。并在单片机的控制下，按照要求的格式显示接收到的数据和字符信息。图7为液晶显示电路的连接图。其中D0～D7为数据口，R/W为液晶读写信号，E是使能端。

由于本系统是低频正弦信号的功率放大，要求能测量并显示输出功率、整机效率等信息，所以要用到AD转换。AD芯片测量的交流信号，所以，测量的电压数据进行比较，以获得最大电压值，此值即为正弦信号的最大值。而要想得到正弦信号的有效值，就要对最大值进行处理，从而获得有效值。这样，就可以将电源的输出功率和供给功率，根据欧姆定律计算出其数值，并将测得的数据用液晶适时的显示出来。

因此，本系统软件实现的功能应当可以实现对正弦信号有效值的测量；同时能够通过液晶准确显示输出功率和系统供给功率和整机效率。

图8所示是本系统软件的设计流程图。