音頻功率放大器設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

1、<p>　　本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告</p><p>　　題 目： 音頻功率放大器設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　分院（系）： </p><p>　　專(zhuān)業(yè)班級(jí)：

2、 </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　完成時(shí)間： 2012年12月27日 </p><p><b>　　課題的意義</b></p><p>　　目前，音頻功率放大器仍以模擬功放為主流產(chǎn)品，模擬功放經(jīng)歷了數(shù)十年的不斷改進(jìn)和完善，其技

3、術(shù)已發(fā)展到了頂峰。模擬類(lèi)功放是以線(xiàn)性放大為基礎(chǔ)，功率放大器件有電子管和晶體管兩類(lèi)。按功放靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置可分為Ａ類(lèi)放大，Ａ/Ｂ類(lèi)放大和D類(lèi)放大三種。晶體管功放的最大優(yōu)點(diǎn)是電源轉(zhuǎn)換效率高（D類(lèi)功放最大可達(dá)55%）、體積小、重量輕、發(fā)熱量不大、生產(chǎn)成本低。缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)換速率低、偶次諧波失真較大。音質(zhì)和可靠性指標(biāo)都略遜于電子管功放。隨著晶體管制造技術(shù)的不斷提高和新技術(shù)的應(yīng)用，各項(xiàng)實(shí)用性指標(biāo)和可靠性指標(biāo)都有很大改善，并不斷在向更大的輸出功率、更小的

4、體積、更輕的重量、更多的功能和智能化方向發(fā)展。</p><p>　　電子信息技術(shù)幾乎主宰了整個(gè)電器行業(yè)的發(fā)展，隨著電子技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展在D類(lèi)音頻功率放大的設(shè)計(jì)上功能也不斷更新。功率放大器在家電、數(shù)碼產(chǎn)品中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，與我們?nèi)粘Ｉ钣兄芮嘘P(guān)系。隨著生活水平的提高，人們?cè)絹?lái)越注重視覺(jué)，音質(zhì)的享受。在大多數(shù)情況下，增強(qiáng)系統(tǒng)性能，如更好的聲音效果，是促使消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)產(chǎn)品的一個(gè)重要因素。D類(lèi)音頻功率放大器作為音響等電

5、子設(shè)備的后級(jí)放大電路，它的主要作用是將前級(jí)的音頻信號(hào)進(jìn)行功率放大以推動(dòng)負(fù)載工作，獲得良好的聲音效果。同時(shí)音頻功率放大器又是音響等電聲設(shè)備消耗電源能量的主要部分。 二、 國(guó)內(nèi)外研究狀況</p><p>　　隨著晶體管制造技術(shù)的不斷提高和新技術(shù)的應(yīng)用，各項(xiàng)實(shí)用性指標(biāo)和可靠性指標(biāo)都有很大改善，并不斷在向更大的輸出功率，更小的體積，更輕的重量，更多的功能和智能化方向發(fā)展，如美國(guó)CROWN公司的MA-5000VZA功放

6、，其最大輸出功率可達(dá)4000W/8Ω（橋接，單通道）；完善的可靠性設(shè)計(jì)使它在苛刻的環(huán)境中可連續(xù)工作，使得生產(chǎn)者可作3年免維護(hù)的保證；插入可編程的輸入處理模塊USP3；可對(duì)1~2000臺(tái)功放的工作狀態(tài)進(jìn)行程控調(diào)節(jié)和各種參數(shù)檢測(cè)各種完善的可靠性保護(hù)措施，使它的可靠性大大提高，可與電子管功放媲美。晶體管功放具有許多寶貴優(yōu)點(diǎn)，它的失真低于萬(wàn)分之一，但其音質(zhì)聽(tīng)感總不如電子管功放那么逼真，細(xì)膩，尤其是在表現(xiàn)瞬態(tài)變化快而清脆的打擊樂(lè)，弦樂(lè)和渾厚回蕩的

7、鋼琴曲方面感覺(jué)最明顯。</p><p>　　20世紀(jì)80年代初，歐洲有些專(zhuān)業(yè)公司開(kāi)始研究晶體管功放與電子管功放之間的性能差異及解決辦法。電子管是一種電壓控制器件，需要的控制功率極微，開(kāi)關(guān)速率很快。晶體管是一種電流控制器件，需有較大的控制電流，轉(zhuǎn)換速率較慢，這是最基本的差別。80年代中期歐洲首先推出了采用MOSFET音頻場(chǎng)效應(yīng)管功放。MOSFET場(chǎng)效應(yīng)晶體管既具有晶體管的基本優(yōu)點(diǎn)。</p><p

8、>　　使用不久發(fā)現(xiàn)這種功放的可靠性不高（無(wú)法外電路保護(hù)），開(kāi)關(guān)速度提高得不多和最大輸出功率僅為150W/8Ω等。90年代初，MOSFET的制造技術(shù)有了很大突破，出現(xiàn)了一種高速M(fèi)OSFET大功率開(kāi)關(guān)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。西班牙藝格公司（ECLER）經(jīng)多年研究，攻克了非破壞性保護(hù)系統(tǒng)的SPM專(zhuān)利技術(shù)，推出了集電子管功放和晶體管功放兩者優(yōu)點(diǎn)結(jié)合的第3代功放產(chǎn)品，在歐洲市場(chǎng)上獲得了認(rèn)可，并逐步在世界上得到了應(yīng)用。第3代MOSFET功放的中頻和高頻

9、音質(zhì)接近電子管功放，但低頻的柔和度比晶體管功放差一些，此外MOSFET開(kāi)關(guān)場(chǎng)效應(yīng)管容易被輸出和輸入過(guò)載損壞。數(shù)字功放的概念早在20世紀(jì)60年代就有人提出了，由于當(dāng)時(shí)技術(shù)條件的限制，進(jìn)展一直較慢。</p><p>　　1983年，M.B.Sandler等學(xué)者提出了D類(lèi)放大的PCM（脈碼調(diào)制）數(shù)字功放的基本結(jié)構(gòu)。主要技術(shù)要點(diǎn)是如何把PCM信號(hào)變成PWM（脈沖調(diào)寬信號(hào)）。美國(guó)Tripass公司設(shè)計(jì)了改進(jìn)的D類(lèi)數(shù)字功放，

10、取名為“T”類(lèi)功1999年意大利POWERSOFT公司推出了數(shù)字功放的商業(yè)產(chǎn)品，從此，第4代音頻功率放大器，數(shù)字功放進(jìn)入了工程應(yīng)用，并獲得了世界同行的認(rèn)可，市場(chǎng)日益擴(kuò)大，最終將替代各類(lèi)模擬功放。</p><p>　　三、 畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容</p><p>　　1.本設(shè)計(jì)主要制作一個(gè)音頻功率放大器，輸出功率5W—10W，電源電壓20V以下。</p><p>　　2

11、.放大模塊前端選用NE5532放大芯片，對(duì)微弱小信號(hào)進(jìn)行放大，功放模塊采用LM1875放大， NE5532是高性能低噪聲雙運(yùn)算放大器（雙運(yùn)放）集成電路。與很多標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)放相似，但它具有更好的噪聲性能，優(yōu)良的輸出驅(qū)動(dòng)能力及相當(dāng)高的小信號(hào)帶寬，電源電壓范圍大等特點(diǎn)。功放模塊具有失真度低，效率高等特點(diǎn)。</p><p>　　3.電源部分，采用線(xiàn)性電源，首先經(jīng)過(guò)變壓器把220V的強(qiáng)電流，變成12V的弱電流，在經(jīng)過(guò)整流，濾波電

12、路，輸出正負(fù)17v的電壓，用于功放模塊的供電。</p><p>　　四 、 所采用的方法、手段及步驟</p><p>　　1．首先在指導(dǎo)老師的幫助下對(duì)所選課題進(jìn)行總體設(shè)計(jì)方案選擇，列舉多個(gè)方案進(jìn)行擇優(yōu)選擇。</p><p>　　2.通過(guò)查找相關(guān)文獻(xiàn)和書(shū)籍，全面、系統(tǒng)的了解掌握研究問(wèn)題的理論基礎(chǔ)，研究進(jìn)展和發(fā)展現(xiàn)狀。并結(jié)合國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，分析實(shí)際案例，多角度、寬領(lǐng)域

13、、系統(tǒng)性的透視分析具體問(wèn)題。</p><p>　　3．結(jié)合大學(xué)所學(xué)內(nèi)容并且閱讀相關(guān)文獻(xiàn)和書(shū)籍,了解相關(guān)問(wèn)題的理論基礎(chǔ)。通過(guò)圖書(shū)館和網(wǎng)絡(luò)收集資料，了解國(guó)內(nèi)外最新研究成果。</p><p>　　4．通過(guò)軟件進(jìn)行仿真，并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行硬件焊接。找出問(wèn)題和不足，及時(shí)和指導(dǎo)老師進(jìn)行聯(lián)系，根據(jù)老師意見(jiàn)修改硬件以及完善論文</p><p>　　五、 階段進(jìn)度計(jì)劃 </p&g

14、t;<p>　　2012年12月初--2012年12月末 準(zhǔn)備資料和填寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告</p><p>　　2012年12月--2013年1月 查閱相關(guān)資料，整理關(guān)于音頻功率放大器的相關(guān)內(nèi)容，對(duì)設(shè)計(jì)方案有初步的了解，并請(qǐng)教指導(dǎo)老師確定出總體方案設(shè)計(jì)。</p><p>　　2013年1月-2013年3月 通過(guò)對(duì)方案設(shè)計(jì)的進(jìn)一步了解，對(duì)設(shè)計(jì)方案

15、進(jìn)行軟件仿真，記錄數(shù)據(jù)，并在實(shí)驗(yàn)室完成硬件焊接。</p><p>　　2013年3月 --2013年4月 開(kāi)始硬件測(cè)試論文以及論文的撰寫(xiě)。</p><p>　　2013年5月 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，進(jìn)一步修改錯(cuò)誤，改正細(xì)小的錯(cuò)誤，并對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行深層次的理解最后完成論文答辯。</p><p><b>　　參

16、考文獻(xiàn)</b></p><p>　　［1］曾廣興，現(xiàn)代音響技術(shù)應(yīng)用[M]，廣東科技出版社，1997(03)</p><p>　?。?］張平，關(guān)于音頻功率放大器的應(yīng)用[J]，安陽(yáng)大學(xué)學(xué)報(bào)，2002(02)</p><p>　?。?］吳振平，實(shí)用聲電技術(shù)中國(guó)鐵道出版社[M]，1984(02)</p><p>　　［4］龔偉，音頻放大器

17、控制方式綜述[J]，重慶大學(xué)報(bào)，2003(02)</p><p>　　［5］黎明，電子質(zhì)量[M]，2002(02)</p><p>　?。?］華成英，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M]，北京高等教育出版社，2001</p><p>　　［7］姚福安，音頻功率放大器設(shè)計(jì)[J]，山東大學(xué)學(xué)報(bào)，2003</p><p>　?。?］牟小令，高效率音頻功率放大器，

18、西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2003</p><p>　?。?］馬建國(guó)，電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]，成都高等教育出版社，2001</p><p>　　[10］ 劉樹(shù)林，低頻電子線(xiàn)路[M]，電子工業(yè)出版社，2003</p><p>　?。?1］曲榮，收音機(jī)電平指示電路錦集.[M]，北京高等教育出版社，2005(06)</p><p>　?。?2］方佩敏，音頻功率

19、放大器[M]，2003(08)</p><p>　?。?3］何希才，實(shí)用電子電路400例[J]，電子工業(yè)出版社,2004(03)</p><p>　?。?4］陳偉鑫，新型實(shí)用電路精選指南[M]，電子工業(yè)出版社,2001(02)</p><p>　　［15］謝自美，電子線(xiàn)路設(shè)計(jì)[M]，華中科技大學(xué)出版社，2004(06)</p><p>　?。?/p>

20、16］康華光，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M]，高等教育出版社，2001</p><p>　?。?7］牟小令，高效率音頻功率放大器[J]，西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2003(01)</p><p><b>　　指導(dǎo)老師意見(jiàn)：</b></p><p><b>　　指導(dǎo)老師簽字：</b></p><p>　　年