功率放大器零位自动调节装置的制作方法

本实用新型涉及功率放大器技术领域，尤其是涉及一种功率放大器零位自动调节装置。

背景技术：

功率放大器是在给定失真率条件下，能产生最大功率输出以驱动某一负载的放大器。由于器件存在温漂、功率模块供电电压不平衡或者输入信号耦合了一个小的直流电压等，从而导致功率放大器的输出端存在一个变化的直流电压，进一步对负载端产生影响。例如，电动振动系统中，影响电动振动台的基准零位。目前国内市场上一般在出厂时通过手动调节电位器使功率放大器的输出直流电压为零。该方法能够使功率放大器的零位在一定程度上有所改善，但是在动态响应上效果差。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的是为了克服现有技术中的功率放大器动态响应上效果差的不足，提供了一种功率放大器零位自动调节装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种功率放大器零位自动调节装置，包括前置信号调理电路、功率放大电路、零位调理单元和采样电路；输入信号与前置信号调理电路连接，前置信号调理电路的输出端与功率放大电路电连接，采样电路与功率放大电路的输出端电连接，采样电路的输出端通过零位调理单元与前置信号调理电路电连接。

前置信号调理电路将输入信号和零位调理信号进行滤波、整合处理后，提供给功率放大电路；

功率放大电路将前置调理的小信号进行功率放大提供给相应的负载；

采样电路实时检测功率放大器的输出，并将检测到的信号送给零位调理单元。

零位调理单元将采样电路检测到的信号进行滤波、整定处理后送给前置信号调理电路，进而调节功率放大模块的直流输出电压，实时跟踪修正功率放大器的直流输出电压，使功率放大单元的输出零位稳定。

本实用新型采用闭环负反馈PI控制，能够对功率放大器输出零位实时跟踪，实时自动调整控制，使功率放大器具有稳定的输出零位，提升了功率放大器零位的准确性和动态响应性能，无需手动调节。

作为优选，零位调理单元包括低通滤波电路，比例调理电路，积分调理电路和零位信号调理电路；低通滤波电路分别与比例调理电路和积分调理电路的输入端电连接，比例调理电路和积分调理电路的输出端均与零位信号调理电路电连接，零位信号调理电路与前置信号调理电路电连接。

低通滤波电路对采样处理信号进行滤波，取其直流电压信号。比例调理电路对滤波后的直流电压信号进行适当的缩放送给信号调理电路单元。积分调理电路对滤波后的直流电压信号进行积分处理后送给信号调理电路单元。零位信号调理电路对比例调理电路和积分调理电路处理后的信号进行滤波、调理、整合处理后反馈给前置信号调理电路。

前置信号调理电路将输入信号与零位调理单元的输出信号进行滤波、调理、整合后，提供给功率放大电路，同时采样电路检测功率放大电路的输出直流电压，提供给零位调理单元，零位调理单元通过快速高精度的反馈调节，使功率放大电路的输出直流电压保持为零，使功率放大器保持稳定的零位。

作为优选，所述比例调理电路包括放大器E3、电阻R6、电阻R7和电阻R8，放大器E3的反相输入端与电阻R6和电阻R8一端电连接，电阻R6另一端与低通滤波电路电连接，放大器E3的同相输入端与电阻R7一端电连接，电阻R7另一端接地，电阻R8另一端分别与放大器E3的输出端和零位信号调理电路的输入端电连接。

作为优选，所述积分调理电路包括电阻R3、电阻R4、电容C3和放大器E2，放大器E2的反相输入端分别与电阻R3、电阻R4和电容C3一端电连接，电阻R3另一端接地，放大器E2的同相输入端与低通滤波电路的输出端电连接，电阻R3、电阻R4和电容C3另一端均与零位信号调理电路的输入端电连接，放大器E2的输出端与零位信号调理电路的输入端电连接。

作为优选，所述零位信号调理电路包括电阻R9、电阻R10、电容C4、电容C5和放大器E4，电容C4和电容C5并联在放大器E4的同相输入端和反相输入端之间，电阻R9和电阻R10一端分别与放大器E4的反相输入端和同相输入端电连接，电阻R9和电阻R10另一端分别与比例调理电路和积分调理电路的输出端电连接。

作为优选，低通滤波电路包括电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2和放大器E1，电阻R1一端分别与电阻R2和电容C2电连接，电阻R2另一端与放大器E1的同相输入端电连接，电容C2另一端与放大器E1的输出端电连接，放大器E1的反相输入端和输出端短接。

因此，本实用新型具有如下有益效果：能够对功率放大器输出零位实时跟踪，实时自动调整控制，使功率放大器具有稳定的输出零位，提升了功率放大器零位的准确性和动态响应性能，无需手动调节。

附图说明

图1是本实用新型的一种原理框图；

图2是本实用新型的零位调理单元的一种原理框图；

图3是本实用新型的零位调理单元的一种电路图。

图中：前置信号调理电路1、功率放大电路2、零位调理单元3、采样电路4、低通滤波电路31、比例调理电路32、积分调理电路33、零位信号调理电路34。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

如图1所示的实施例是一种功率放大器零位自动调节装置，包括前置信号调理电路1、功率放大电路2、零位调理单元3和采样电路4；输入信号与前置信号调理电路连接，前置信号调理电路的输出端与功率放大电路电连接，采样电路与功率放大电路的输出端电连接，采样电路的输出端通过零位调理单元与前置信号调理电路电连接。

如图2所示，零位调理单元包括低通滤波电路31，比例调理电路32，积分调理电路33和零位信号调理电路34；低通滤波电路分别与比例调理电路和积分调理电路的输入端电连接，比例调理电路和积分调理电路的输出端均与零位信号调理电路电连接，零位信号调理电路与前置信号调理电路电连接。

如图3所示，比例调理电路包括放大器E3、电阻R6、电阻R7和电阻R8，放大器E3的反相输入端与电阻R6和电阻R8一端电连接，电阻R6另一端与低通滤波电路电连接，放大器E3的同相输入端与电阻R7一端电连接，电阻R7另一端接地，电阻R8另一端分别与放大器E3的输出端和零位信号调理电路的输入端电连接。

积分调理电路包括电阻R3、电阻R4、电容C3和放大器E2，放大器E2的反相输入端分别与电阻R3、电阻R4和电容C3一端电连接，电阻R3另一端接地，放大器E2的同相输入端与低通滤波电路的输出端电连接，电阻R3、电阻R4和电容C3另一端均与零位信号调理电路的输入端电连接，放大器E2的输出端与零位信号调理电路的输入端电连接。

零位信号调理电路包括电阻R9、电阻R10、电容C4、电容C5和放大器E4，电容C4和电容C5并联在放大器E4的同相输入端和反相输入端之间，电阻R9和电阻R10一端分别与放大器E4的反相输入端和同相输入端电连接，电阻R9和电阻R10另一端分别与比例调理电路和积分调理电路的输出端电连接。

低通滤波电路包括电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2和放大器E1，电阻R1一端分别与电阻R2和电容C2电连接，电阻R2另一端与放大器E1的同相输入端电连接，电容C2另一端与放大器E1的输出端电连接，放大器E1的反相输入端和输出端短接。

当功率放大电路输出零位正偏时，零位调理单元的比例调理电路会迅速反馈一个正的直流电压给前置信号调理电路，前置信号调理电路经过处理后会给功率放大电路输入一个负的直流电压，使功率放大电路的输出能够基本调节到零，但会有较小的正误差。零位调理单元的积分调理电路会将小的正的误差进行积分放大，反馈一个正的直流电压给前置信号调理电路，前置信号调理电路经过处理后会给功率放大电路输入一个负的直流电压，使功率放大电路的输出能够调节为零，并保持动态平衡。

同理当功率放大电路输出零位负偏时，零位调理单元的比例调理电路会迅速反馈一个负的直流电压给前置信号调理电路，前置信号调理电路经过处理后会给功率放大电路输入一个正的直流电压，使功率放大电路的输出能够基本调节到零，但会有较小的负误差。零位调理单元的积分调理电路会将小的负的误差进行积分放大，反馈一个负的直流电压给前置信号调理电路，前置信号调理电路经过处理后会给功率放大电路输入一个正的直流电压，使功率放大电路的输出能够调节为零，并保持动态平衡。

本实用新型的功率放大器零位自动调节装置，采用闭环负反馈PI控制，能够对功率放大器输出零位实时跟踪，实时自动调整控制，使功率放大器具有稳定的输出零位，提升了功率放大器零位的准确性和动态响应性能，对比手动调节，操作简单，使用灵活，稳定可靠。

本实用新型对于采样处理后的信号采用低失真、低噪声和高精度的运算放大器配合外围电路实现二阶低通滤波功能，取其直流分量。

比例调理电路采用低失真、低噪声和高精度的运算放大器配合外围电路实现正相积分功能。

积分调理电路采用低失真、低噪声和高精度的运算放大器配合外围电路实现反相放大功放。

零位信号调理电路采用精密低功耗仪器放大器配合相应的外围电路实现低通滤波和信号的差分放大功能，保证信号的差分输入，提高抗干扰能力。实现方式简单可靠。

应理解，本实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。