产生三角波,需要使用宽带运放
发布时间:2013/11/20 20:01:25 访问次数:1880
产生三角波,需要使用宽带运放,EL5375IUZ-T7并且要求有较大的压摆率,以保证输出的三角波波形尽可能好,通用系列的运放以及常用的音频专用运放在这里没有用武之地。图中使用的是凌特公司的LT1819,增益带宽积400MHz,压摆率2500V/s,实验证明产生的波形较好(见图5)。电容、电阻的参数使振荡频率和仿真电路中的保持一致,但是使输出的三角波幅值最大化(峰一峰值等于运放的满幅输出电压)。
比较器使用的是LM311,这个器件算得上是高性价比的器件了,并且使用非常灵活,在后面的试验电路中我们还会用到它。LM311内部是集电极开路的,所以输出时需要加上拉电阻。1脚为输出参考电平设置端,连接在VEE上表示LM311输出低电平为VEE,如果连接到电路的GND端,则表示输出的低电平为GND。
末级的功率开关为一对互补的MOS管。我们知道,理想的功率MOS管只需要栅源之间的电压达到一定的差值即可导通,一般来说,在不超过栅源电压最大值的前提下,这个电压取值越大,MOSFEl-寻通时的源漏间电阻越小。对于一般的功率MOSFET,栅源电压一般取为10V左右(对P沟道MOS来说是-10V),而维持这个导通并不需要电流。但是,这里指的是理想静态情况,在高速开关状态下,由于MOS管的栅源、栅漏之间等效地存在一个较大的电容,所以开关过程中栅源电压的建立和消除,要完成的是对该电容的充放电,而充放电的时间与电流的大小呈相反关系,所以,在高速的开关状态下,MOS管需要能够提供足够大的电流的驱动电路。
图3所示的电路用的是简单的三极管推挽的方式来驱动MOS。比较器输出高电平时,两个NPN的三极管导通,MOS管VT2的栅极电容通过R8和VT3形成放电回路,VT1的栅极通过VT5和R9形成充电回路,由于充放电过程中的内阻很小,那么VT2和VT1管将分别迅速地进入截止和导通状态。
这种驱动方式虽然简单,但是严格限制了电源电压。上面提到过,对于一般的功率MOS管,为了保证可靠的导通,栅源电压一般为10V左右,并且为了防止栅极介电层的击穿,栅源电压有一个最大值限制,一般在20V左右。所以,对于图3的驱动方式,电源电虚被束缚在10~20V。
最后完成的PCB如图4所示,采用感光法自制的电路板,制作完成到现在又半年了,铜箔看起来不再光洁。图5给出了一些测试波形。整个测试道程中,MOSFET在不加散热器的情况下,有明显的温升,但是还不至于烫手。
最后输入音乐信号试听一下。坦白地说,这时扬声器里发出的声音已经完全让人失去欣赏音乐的兴趣了。伴随音乐信号的还有持续的高频“吱吱”声,这可能是调制频率过低而滤波器的截止频率又偏高造成的,但是现有的结构上,无论是提高调制频率还是降低滤波器截止频率都是不明智的。因为前者会使得三角波波形变差,并且增加了比较器的负担和MOSFEl-的功耗,而后者使得高频分量进一步衰减,声音更加沉闷。
产生三角波,需要使用宽带运放,EL5375IUZ-T7并且要求有较大的压摆率,以保证输出的三角波波形尽可能好,通用系列的运放以及常用的音频专用运放在这里没有用武之地。图中使用的是凌特公司的LT1819,增益带宽积400MHz,压摆率2500V/s,实验证明产生的波形较好(见图5)。电容、电阻的参数使振荡频率和仿真电路中的保持一致,但是使输出的三角波幅值最大化(峰一峰值等于运放的满幅输出电压)。
比较器使用的是LM311,这个器件算得上是高性价比的器件了,并且使用非常灵活,在后面的试验电路中我们还会用到它。LM311内部是集电极开路的,所以输出时需要加上拉电阻。1脚为输出参考电平设置端,连接在VEE上表示LM311输出低电平为VEE,如果连接到电路的GND端,则表示输出的低电平为GND。
末级的功率开关为一对互补的MOS管。我们知道,理想的功率MOS管只需要栅源之间的电压达到一定的差值即可导通,一般来说,在不超过栅源电压最大值的前提下,这个电压取值越大,MOSFEl-寻通时的源漏间电阻越小。对于一般的功率MOSFET,栅源电压一般取为10V左右(对P沟道MOS来说是-10V),而维持这个导通并不需要电流。但是,这里指的是理想静态情况,在高速开关状态下,由于MOS管的栅源、栅漏之间等效地存在一个较大的电容,所以开关过程中栅源电压的建立和消除,要完成的是对该电容的充放电,而充放电的时间与电流的大小呈相反关系,所以,在高速的开关状态下,MOS管需要能够提供足够大的电流的驱动电路。
图3所示的电路用的是简单的三极管推挽的方式来驱动MOS。比较器输出高电平时,两个NPN的三极管导通,MOS管VT2的栅极电容通过R8和VT3形成放电回路,VT1的栅极通过VT5和R9形成充电回路,由于充放电过程中的内阻很小,那么VT2和VT1管将分别迅速地进入截止和导通状态。
这种驱动方式虽然简单,但是严格限制了电源电压。上面提到过,对于一般的功率MOS管,为了保证可靠的导通,栅源电压一般为10V左右,并且为了防止栅极介电层的击穿,栅源电压有一个最大值限制,一般在20V左右。所以,对于图3的驱动方式,电源电虚被束缚在10~20V。
最后完成的PCB如图4所示,采用感光法自制的电路板,制作完成到现在又半年了,铜箔看起来不再光洁。图5给出了一些测试波形。整个测试道程中,MOSFET在不加散热器的情况下,有明显的温升,但是还不至于烫手。
最后输入音乐信号试听一下。坦白地说,这时扬声器里发出的声音已经完全让人失去欣赏音乐的兴趣了。伴随音乐信号的还有持续的高频“吱吱”声,这可能是调制频率过低而滤波器的截止频率又偏高造成的,但是现有的结构上,无论是提高调制频率还是降低滤波器截止频率都是不明智的。因为前者会使得三角波波形变差,并且增加了比较器的负担和MOSFEl-的功耗,而后者使得高频分量进一步衰减,声音更加沉闷。
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