運算放大器在PDM廣播發射機上的典型應用

吐爾孫江·吾加合買提

(作者單位：新疆廣電局8105臺)

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運算放大器在PDM廣播發射機上的典型應用

吐爾孫江·吾加合買提

(作者單位：新疆廣電局8105臺)

摘 要：運算放大器是電路設計中不可缺少原器件之一，它在信號放大、模擬運算、自動化控制檢測等領域被廣泛的應用。本文較詳細的介紹了運算放大器在PDM中波發射機中的幾個典型應用。

關鍵詞：運算放大器；模擬運算；脈寬調制；緩沖放大

運算放大器由兩個輸入端和一個輸出端組成，它是一種高增益放大器，具有輸入阻抗高，輸出阻抗低，增益無窮大（只受供電電壓的限制）等特點,當同相輸入端電壓高于反相輸入端時，輸出高電平，反之則輸出低電平。其主要完成緩沖放大、反相放大、同相放大、差分放大等各種放大運算任務。在信號處理及自動控制場合中，運算放大器被廣泛應用，以下是它在PDM廣播發射機上的幾個典型應用。

1 對音頻信號的隔離緩沖放大及分配

把運算放大器的輸出端與反相輸出端連接在一起，把它的同相輸入端作為外部信號輸入端使用，其放大倍數接近于1，可用在小信號的無損耗分配電路中。

比如,在原來的信號基本不受損失的前提下,把一路音頻信號分成若干路，用于該信號的監看、監測、監聽之用，我們可以設計以下電路，如圖1所示。

圖1 音頻信號無損耗分配電路

其中，TL084為內含四個獨立運算放大器IC,每一個運算放大器通過如圖連接完成一個隔離緩沖放大器的作用，因為其輸入阻抗很高，放大倍數幾乎等于1，對原信號幾乎不造成任何損耗的前提下，把原信號分成三路，提供給監聽、監看、監測電路。

2 脈寬調制信號的產生

把音頻信號轉換成寬度隨音頻幅度而變化的方波，再用高效開關放大器放大PDM波，通過濾波方式，恢復在PDM波中被放大的音頻信號，這是PDM固態發射機音頻處理方式的一大特色。以下是由運算放大器實現的典型的PDM波產生電路，如圖2所示。

圖3 發射機功放溫度保護電路

圖2 PDM波產生電路

其原理：音頻加直流信號輸入運算放大器的反相輸入端，而72kHz三角波輸入到運算放大器的同相輸入端，運算放大器輸出的的則是幅度隨著音頻幅度而變化的脈寬調制（PDM）波。

3 功率放大器的溫度保護

發射機在運行過程中，因元器件發熱或冷卻系統故障等燒壞功率放大器，這是一種常見故障現象。圖3是一種發射機上常用的功率放大器溫度保護電路。

電路的工作原理：

當功放冷卻風機的轉速正常時，紅外線收發式轉速傳感器向三極管BG的基極送來占空比固定的方波，使電容不停地通過三極管BG放電，LM324-A的同相輸入點電壓高于反相輸入端電壓，因此LM324-A輸出高電平。反之，當功放冷卻風機的轉速明顯變慢或停止時，紅外線收發式轉速傳感器向三極管BG的基極從來占空比發生變化，或變為低電平，三極管BG來不及放電或停止放電，使LM324-A的同相輸入點電壓低于反相輸入端電壓，因此LM324-A輸出低電平。

當貼片式溫度傳感器RT的溫度低于功放正常工作溫度時，LM324-B的同相輸入點電壓高于反相輸入端電壓，因此LM324-A輸出高電平,反之，當貼片式溫度傳感器RT的溫度高于功放正常工作溫時，使LM324-B的同相輸入點電壓低于反相輸入端電壓，因此LM324-A輸出低電平。

在以上兩個監測電路中，無論冷卻風機轉速異常或功放溫度過高都導致與非門輸入端變為低電平，所以，此時與非門應輸出高電平，封鎖功放，防止其燒壞。