專利名稱：一種幅頻均衡功率放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種幅頻均衡功率放大器
技術(shù)領(lǐng)域：
·本實(shí)用新型涉及的是ー種電カ電子變換裝置，具體地說(shuō)是ー種數(shù)字幅頻均衡功率放大器。
(ニ)
背景技術(shù)：
數(shù)字幅頻均衡是當(dāng)今信號(hào)、通信領(lǐng)域非常熱門的話題，尤其在復(fù)雜環(huán)境中的通信，利用數(shù)字均衡技術(shù)對(duì)系統(tǒng)起著重要的補(bǔ)償作用。而傳輸?shù)男盘?hào)往往只有幾十毫伏，通過(guò)功率放大器，將小信號(hào)變成大功率信號(hào)驅(qū)動(dòng)負(fù)載，使系統(tǒng)用途更加廣泛?，F(xiàn)有ー些功率放大器采用FFT快速傅里葉變換法，對(duì)AD采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，構(gòu)造一個(gè)傳遞函數(shù)使其為濾波電路傳遞函數(shù)的倒數(shù)，這樣級(jí)聯(lián)后的卷積為單位增益。對(duì)傳遞函數(shù)進(jìn)行離散的傅里葉逆變換，是兩個(gè)離散數(shù)列的卷極為1，從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)字幅頻均衡的目的。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是保證了系統(tǒng)在邏輯上的連續(xù)性，缺點(diǎn)是要求主控芯片的數(shù)據(jù)處理速度和存儲(chǔ)空間足夠大，且不便于用掃頻的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)試。測(cè)頻法實(shí)現(xiàn)數(shù)字幅頻均衡。其方法是可以將AD采集進(jìn)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行頻率測(cè)量，計(jì)算出具有足以恢復(fù)衰減的相應(yīng)增益，制成數(shù)字上的幅頻恢復(fù)列表，入主控制芯片中。此種方法具有減少計(jì)算量和提高運(yùn)算速度的特點(diǎn)，但主控制芯片的數(shù)據(jù)處理能力也影響實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集測(cè)頻。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的幅頻均衡功率放大器采用幅度補(bǔ)償法。在FPGA內(nèi)部構(gòu)建ー個(gè)R0M，用于存放幅度補(bǔ)償?shù)南禂?shù)，頻率計(jì)采集輸入信號(hào)的頻率，并與查表得到相應(yīng)的系數(shù)相乘，實(shí)現(xiàn)幅度的均衡。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供ー種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，利用幅度補(bǔ)償法實(shí)現(xiàn)數(shù)字幅頻均衡的功率放大器。實(shí)用新型內(nèi)容前置放大電路由AD623、AD603和AD817三級(jí)放大構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)了毫伏級(jí)小信號(hào)400倍放大。制作帶阻網(wǎng)絡(luò)對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行濾波，滿足題目所要求的指標(biāo)。數(shù)字幅頻均衡部分以FPGA CycloneII EP2C8Q208為處理核心，前端16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器ads8509完成數(shù)據(jù)采集，中間數(shù)字信號(hào)處理部分使用FIR濾波器對(duì)輸入波形進(jìn)行幅頻特性修正，后端16位數(shù)模轉(zhuǎn)換器max541將信號(hào)輸出，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字幅頻均衡。低頻功放電路由大功率MOS晶體管構(gòu)成，F(xiàn)PGA輸出PWM信號(hào)，驅(qū)動(dòng)MOS管，實(shí)現(xiàn)了功率的放大，輸出電壓波形無(wú)明顯失真。系統(tǒng)性能指標(biāo)達(dá)到的設(shè)計(jì)要求，工作可靠。本實(shí)用新型的工作原理如下采用三級(jí)放大ー級(jí)放大采用高性能儀表放大器，由于AD623在儀表放大器中性能優(yōu)良且價(jià)格較低，我們采用AD623，將輸入正弦信號(hào)放大50倍；ニ級(jí)放大我們采用寬頻帶、低噪聲、低畸變、高增益精度的壓控VGA芯片AD603，90MHz帶寬時(shí)增益范圍為口 IldB至+31dB，實(shí)現(xiàn)4倍的放大；三級(jí)放大采用AD817，由于放大電路后存在帶阻網(wǎng)絡(luò)，其含有一定數(shù)目的電容，一般預(yù)防不易驅(qū)動(dòng)容性負(fù)載，然而AD817對(duì)外部容性負(fù)載進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的能力，因此 我們采用AD817作為最后一級(jí)運(yùn)放驅(qū)動(dòng)容性負(fù)載，完成2倍的放大。最終放大倍數(shù)超過(guò)400。

圖I是本實(shí)用新型的總體方案示意圖。圖2是幅度補(bǔ)償法的示意圖。圖3是前置放大電路圖。圖4為功率放大電路圖。圖5為數(shù)字幅頻均衡結(jié)構(gòu)圖。圖6為前置放大電路電路原理圖。圖7為AD信號(hào)采集電路的電路原理圖。圖8為DA信號(hào)輸出電路的電路原理圖。圖9為系統(tǒng)工作流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖舉例對(duì)本實(shí)用新型做更詳細(xì)地描述本實(shí)用新型可以分為四大部分，前置放大電路、帶阻網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字幅頻均衡電路、低頻功放電路四大部分組成，如圖I所示。幅度補(bǔ)償法指在FPGA內(nèi)部構(gòu)建ー個(gè)R0M，用于存放幅度補(bǔ)償?shù)南禂?shù)，頻率計(jì)采集輸入信號(hào)的頻率，并與查表得到相應(yīng)的系數(shù)相乘，實(shí)現(xiàn)幅度的均衡，如圖2所示。采用三級(jí)放大ー級(jí)放大采用高性能儀表放大器，由于ad623在儀表放大器中性能優(yōu)良且價(jià)格較低，我們采用AD623，將輸入正弦信號(hào)放大50倍；ニ級(jí)放大我們采用寬頻帶、低噪聲、低畸變、高增益精度的壓控VGA芯片ad603，90MHz帶寬時(shí)增益范圍為口 IldB至+31dB，實(shí)現(xiàn)4倍的放大；三級(jí)放大采用AD817，由于放大電路后存在帶阻網(wǎng)絡(luò)，其含有一定數(shù)目的電容，一般運(yùn)放不易驅(qū)動(dòng)容性負(fù)載，然而AD817對(duì)外部容性負(fù)載進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的能力，因此我們采用AD817作為最后一級(jí)運(yùn)放驅(qū)動(dòng)容性負(fù)載，完成2倍的放大。如圖3所示。使用PWM信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)MOS管，如圖4所示。在FPGA內(nèi)構(gòu)造了ー個(gè)512階的FIR濾波器，通過(guò)數(shù)字濾波的方法，來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字幅頻修正。如圖5所示。
權(quán)利要求1.一種數(shù)字幅頻均衡功率放大器，由前端放大電路、帶阻網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字幅頻均衡電路、低頻功放電路依次連接組成，其特征是，前置放大電路由AD623、AD603和AD817三級(jí)放大構(gòu)成，帶阻網(wǎng)絡(luò)對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行濾波，數(shù)字幅頻均衡電路以FPGA CycloneII EP2C8Q208為處理核心，低頻功放電路由大功率MOS晶體管構(gòu)成，F(xiàn)PGA輸出PWM信號(hào)，驅(qū)動(dòng)MOS管，實(shí)現(xiàn)了功率的放大，輸出電壓波形無(wú)明顯失真。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)字幅頻均衡功率放大器，其特征是在FPGA內(nèi)部構(gòu)建一個(gè)ROM，用于存放幅度補(bǔ)償?shù)南禂?shù)，頻率計(jì)采集輸入信號(hào)的頻率，并與查表得到相應(yīng)的系數(shù)相乘，實(shí)現(xiàn)幅度的均衡。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)字幅頻均衡功率放大器，其特征在于，在FPGA內(nèi)構(gòu)造了一個(gè)512階的FIR濾波器，通過(guò)數(shù)字濾波的方法，來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字幅頻修正。
4.如權(quán)利要求I所述的數(shù)字幅頻均衡功率放大器，其特征是，使用PWM信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)MOS 管。
專利摘要本實(shí)用新型提供的是一種應(yīng)用于電力電子領(lǐng)域的功率放大器，由前置放大電路、帶阻網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字幅頻均衡電路、低頻功放電路組成。前置放大電路由AD623、AD603和AD817三級(jí)放大構(gòu)成。制作帶阻網(wǎng)絡(luò)對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行濾波，滿足所要求的指標(biāo)。數(shù)字幅頻均衡部分以FPGA CycloneII EP2C8Q208為處理核心，前端16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADS8509完成數(shù)據(jù)采集，中間數(shù)字信號(hào)處理部分使用FIR濾波器對(duì)輸入波形進(jìn)行幅頻特性修正，后端16位數(shù)模轉(zhuǎn)換器max541將信號(hào)輸出，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字幅頻均衡。低頻功放電路由大功率MOS晶體管構(gòu)成，F(xiàn)PGA輸出PWM信號(hào)，驅(qū)動(dòng)MOS管，實(shí)現(xiàn)了功率的放大，輸出電壓波形無(wú)明顯失真。
文檔編號(hào)H03F3/217GK202424630SQ201120444560
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者吳坤朋, 張?zhí)m勇 申請(qǐng)人:哈爾濱功成科技創(chuàng)業(yè)投資有限公司