Diseño de circuito de hardware del circuito amplificador de potencia de tubo MOS
El rango de banda suprimida del filtro supresor de banda de segundo orden compuesto por OP07 es de 40 a 60 Hz, y su circuito se muestra en la Figura 2. Los parámetros de rendimiento del filtro de eliminación de banda incluyen la frecuencia central ω0 o f0, el ancho de banda BW y el factor de calidad Q. Cuanto mayor sea el valor Q, más estrecha será la banda de parada y mejor será el efecto de muesca.
Los circuitos amplificadores de potencia a menudo requieren una gran capacidad para controlar cargas. Desde la perspectiva del control y la conversión de energía, no existe una diferencia fundamental en la naturaleza entre los circuitos amplificadores de potencia y otros circuitos amplificadores. ni simple La búsqueda de generar alto voltaje no es simplemente la búsqueda de generar una gran corriente, sino la búsqueda de generar la mayor cantidad de energía posible cuando se determina el voltaje de la fuente de alimentación.
Este circuito utiliza un circuito amplificador de potencia compuesto por dos tubos MOS. El circuito se muestra en la Figura 4. Este circuito está formado por un transistor de efecto de campo de canal N y un canal P conectados respectivamente. RP2 y RP3 son resistencias de polarización que se utilizan para ajustar el punto de funcionamiento estático del circuito. La relación entre la frecuencia característica fT y la frecuencia límite superior fH del circuito amplificador es: fT≈fhβh. La relación entre el tiempo de subida tr correspondiente al paso del sistema y la frecuencia límite superior del circuito amplificador es: trfh=0,35.
Para amplificadores OCL, generalmente: PTM≈0.2POM, donde PIM es el consumo máximo de válvulas de una sola válvula y POM es el consumo máximo de válvulas de salida sin distorsión. Según los cálculos y teniendo en cuenta los requisitos del proyecto, este diseño utiliza IRF950 e IRF50 para lograr amplificación de potencia. Este trabajo puede completarse mediante el convertidor AD de 10 bits dentro del microcontrolador, pero los experimentos han descubierto que el efecto de procesamiento del chip AD de 10 bits del microcontrolador no es muy bueno. Por lo tanto, este diseño utiliza dos chips de conversión AD para convertir la señal emitida por la carga, utiliza un microcontrolador para controlar el cálculo y luego lo envía al cristal líquido para mostrar su potencia y eficiencia.
AD1674 es un convertidor A/D de comparación secuencial de 12 bits de alta velocidad. El chip tiene un convertidor integrado híbrido compuesto de circuitos bipolares. Tiene las características de menos componentes externos y bajo consumo de energía. Y alta precisión. Tiene funciones automáticas de calibración cero y conversión automática de polaridad, por lo que solo se puede conectar una pequeña cantidad de resistencias y condensadores externos para formar un convertidor A/D completo. AD8326 es un convertidor analógico a digital de alta velocidad de 16 bits lanzado por TI. Tiene una velocidad de conversión rápida, buena linealidad y alta precisión. Los diagramas de conexión del circuito de AD8326 y A1674 se muestran en la Figura 5 y la Figura 6 respectivamente. Este circuito utiliza una pantalla LCD 12864 para mostrar la potencia de salida, la fuente de alimentación de CC y la eficiencia general de la máquina en tiempo real. Esta pantalla LCD tiene las ventajas de una respuesta de pantalla rápida, alto contraste y bajo consumo de energía. Se puede lograr una interacción amigable entre humanos y computadoras. Para simplificar el circuito, este diseño utiliza una conexión de puerto serie. Y bajo el control del microcontrolador, los datos recibidos y la información de los caracteres se muestran en el formato requerido. La figura 7 es un diagrama de conexión del circuito de visualización de cristal líquido. Entre ellos, D0~D7 son puertos de datos, R/W es la señal de lectura y escritura de cristal líquido y E es el terminal de habilitación.
Dado que este sistema es una amplificación de potencia de señales sinusoidales de baja frecuencia y es necesario para medir y mostrar la potencia de salida, la eficiencia general de la máquina y otra información, se requiere una conversión AD. El chip AD mide la señal de CA, por lo que los datos de voltaje medidos se comparan para obtener el valor de voltaje máximo, que es el valor máximo de la señal sinusoidal. Para obtener el valor efectivo de la señal sinusoidal, se debe procesar el valor máximo para obtener el valor efectivo. De esta manera, la potencia de salida y la potencia de suministro de la fuente de alimentación se pueden calcular de acuerdo con la ley de Ohm y los datos medidos se pueden mostrar en el cristal líquido de manera oportuna.
Por lo tanto, la función implementada por este software del sistema debe poder medir el valor efectivo de la señal sinusoidal; al mismo tiempo, puede mostrar con precisión la potencia de salida, la potencia de suministro del sistema y la eficiencia general de la máquina a través de ella. la pantalla LCD.
La figura 8 muestra el diagrama de flujo de diseño de este software del sistema.