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设计与写论文,电路设计与制作,撰写设计报告与论文。
第三阶段(2周):
设计作品完善,论文修改。
四、主要参考文献:
[1]凡文.尺寸小、输出大的音频功放TPA6203A1[J].电子世界,2003,(02).
[2]江伟.LM3886音频功放IC的特点及应用[J].实用影音技术,1996,(01).
[3]李圣清.一种新型功率放大电路的设计[J].电声技术,1998,(05).
[4]王兵.用单片机设计微型电子琴[J].电子工程师,2002,8.
[5]舒红波,李蔚.用单片机实现各音色电子琴[J].控制工程,2004,5.
[6]HaroldS.MicrocomputerInterfacing[J].Addison-Wesley,1992.
开题报告
音频功率放大器
一、课题研究意义及现状
音频功率放大集成电路目前主要应用于智能化、小型化的电子系统中,尤其在民用方面,需求量非常大,因此对该功率放大器的研究具有重要意义。
由于过去只有电子管这样的电子器件,乙类电子管功放产生的失真在公共广播系统中都难于被人们接受,因而长时间以来,高保真功放的工作类别仅限甲类和甲乙类两种类型。
随着半导体器件的出现和电子技术的飞速发展,人们为适应各种不同的要求,设计出形形色色的音频功放电路。
国外在数字音频功率放大器领域进行了二、三十年的研究,六十年代中期,日本研制出8bit数字音频功率放大器。
1983年,M.B.Sandler等学者提出D类(数字)PCM功率放大器的基本结构。
主要是围绕如何将PCM信号转化为PWM信号。
把信号的幅度信号用不同的脉冲宽度来表示。
此后,研究的焦点是降低其时钟频率,提高音质。
随着数字信号处理(DSP)技术和新型功率器件及应用的发展,开发实用化的16位数字音频功放成为可能。
国内市场开始出现AV数码功放,但所谓的数字功放实质上仅仅是指音频处理部分采用了数字处理,其功率放大器则仍然采用模拟放大,这与真正意义的数字功放相差甚远。
音响产品的数字化是必然趋势。
由于数字功放有很多优点,如体积小、功率大、高、与数字音源的无缝结合、能有效降低信号间传递干扰、实现高保真等。
在数字音源已经大量普及的时代,数字功放将会取代现有的模拟功放。
数字音频功放不仅仅能应用在家庭影院系统、高保真重放系统,同时也可将该技术应用到特别需要省电、体积小的地方,如数字电视、汽车音响功放、便携听音设备,甚至是移动电话等设备。
应该说该项技术的应用十分广泛,既可用来做上千瓦功率输出的专业功放,也可以是用来做几十毫瓦的便携机。
数字音频功放是全新一代的音频功放,是模拟功放发展的必然趋势和取代者。
作为一种全新的技术,其市场的推广需要一段培育过程。
二、课题研究的主要内容和预期目标
1、了解运放LM324、TD2030的性能和使用方法。
4、使功率输出大于4瓦,并且可调。
5、该音频功放主要由音频和偏置电路组成,设计、制作和调试该功率放大器的电路,完成对音频信号的功率放大。
6、确定正确合理的电路设计方案,完成电路结构的设计和制作。
三、课题研究的方法及措施
首先,通过大量阅读和参考各种有音频功率放大器设计的相关书籍、杂志、文章资料以及学习互联网上丰富的数字资源,基本熟悉研究对象的基本方案和具体原理。
其次,可以着手选择正确的方案,结合相关的理论知识,对现有的实物元件进行观察分析其功能、工作方式、操作方式等。
然后,在有了一个比较全面的理论和实际认识之后,自行设计出任务书说要求的功能的电路,在已有的硬件基础上进行软件仿真,逐步完成设计任务,完善其功能。
最后,对已经做出来的模型多次仿真之后,记录数据,仔细排查和检验,做到对结果能够最终完善。
四、课题研究进度计划
2010/2011第一学期:
第10周至第11周:
明确并分析任务,收集材料,确定总体设计方案;
第12周至第13周:
完成外文翻译,文献综述和开题报告,并做好开题答辩;
第14周至第15周:
掌握音频功放的设计原理,同时学习电路仿真;
第16周至第19周:
制作硬件电路,对其进行测试得出结果;
撰写设计报告与论文初稿。
2010/1011第二学期:
第1周至第2周:
优化功放电路参数,完善作品,修改与完善毕业论文。
做好论文答辩的PPT资料,准备答辩,并提交所有电子文档材料。
五、参考文献
[1]王伶伶.音频功率放大器的分析与设计[D]西北大学,2009.
[4]毛兴武.D类音频功放N.电子报[D],2002.
[5]周莹华崇良聂彩吉.国内外常见数字音频功率放大器及应用
(一)[N].电子报,2004.
[6]李亚琏.用两个单功放组成BTL功放电路[N].电子报,2002.
[7]叶启明.一款D类功放[N].电子报,2001.
[8]耿纯.如何选择功放[N].音乐周报,2001.
[10]刘兆军.基于双极工艺的音频功率放大器设计[D].西安电子科技大学,2008.
[11]PerAsbeck,CarstenFallesen.AnRFPowerAmplifierinaDigitalCMOSProcess[J].AnalogIntegratedCircuitsandSignalProcessing.
2002年.
[12]邬国扬,顾涵铮.高频电路原理[M].浙江大学出版社,2006年5月.
[14]SedraAS,SmithKC.MicroelectronicCircuits(FourthEdition)[M].OxfordUniversityPress,1998年.
毕业论文文献综述
音频功放的类别与选择
摘要:
本文介绍了音频功放电路的类别与选择。
关键词:
音频功放;
高保真;
放大器;
功放机;
甲乙类放大
1.引言
很多情况下主机的额定输出功率不能胜任带动整个音响系统的任务,这时就要在主机和播放设备之间加装功率放大器来补充所需的功率缺口,在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。
这个就是音频功率放大器。
2.音频功率放大器的类别
2.1甲类音频功放
甲类音频功放的静态工作点一般选在负载线的重点,所有输出器件在输入信号的整个周期内均有电流流过,使其处于良好的线性工作状态。
这种放大电路,由于不会产生开关失真和交越失真,只要偏置和动态范围控制得当,仅从失真的角度来看,它是一种优质的线性放大电路,其声音表现是相当不错的。
但甲类放大器的效率较低,尤其是担当甲类功率放大的输出管的发热量很大,为确保安全性和可靠性,对它的稳定性和电路的设计等提出了较高要求。
因而,甲类音频功放一般都用在较高档次的音响系统中。
2.2乙类功放
乙类功放放大的工作方式是当无讯号输入时,输出晶体管不导电,所以不消耗功率。
当有讯号时,每对输出管各放大一半波形,彼此一开一关轮流工作完成一个全波放大,在两个输出晶体管轮换工作时便发生交越失真,因此形成非线性。
纯乙类功放较少,因为在讯号非常低时失真十分严重,所以交越失真令声音变得粗糙。
乙类功放的效率平均约为75%,产生的热量较A类机低,容许使用较小的散热器。
乙类放大器的偏置使推挽工作的晶体管(或电子管)在无驱动信号时,处于低电流状态,当加上驱动信号时,一对管子中的一只在半周期内电流上升,而另一只管子则趋向截止,到另一个半周时,情况相反,由于两管轮流工作,必须采用推挽电路才能放大完整的信号波形。
乙类放大器的优点是效率较高,理论上可达78%,缺点是失真较大。
2.3甲乙类音频功放
甲乙类音频功放,可以认为是甲类音频功放和乙类音频功放的结合,其静态工作电流介于甲类与乙类之间,具体取值取决于偏置电流的大小和输出电平。
它的偏置电路与乙类没有太大的变化,甚至有的功放是完全相同的,但它的偏置电流要比乙类稍大,以便功放进人甲乙类工作状态。
甲乙类功放在输出电平低于设定电平(即设计时确定的值)时,输出功率管均工作于微微导通状态,其交越失真远小于乙类,当输出电平超过设定闭值时,与相同状态的乙类是一样的,其输出功率管的一臂完全截止,另一臂则须提供全部的工作电流,虽然它此时的线性已不及甲类,但它可较好地驱动低阻抗负载,是甲类的补充。
2.4丙(C)类音频功放
这类功放较少听说,因为它是一种失真非常高的功放,只适合在通讯用途上使用。
C类机输出效率特高,但不是HI-FI放大所适用。
2.4丁(D)类音频功放
丁类音频功放,实际上是一种开关型音频功放,它的输出功率管工作于开关状态:
有激励信号输人时,输出功率管饱合导通,其内阻接近于零;
没有输人信号时,输出功率管的工作电流几乎为零,其内阻很大,接近于无穷大。
这样,就可以使功率输出管的功耗大为减小,效率大幅度提高,在理想的情况下,可达100%。
3.音频功放电路的选择
在音频功率放大器中,主要涉及三种放大电路:
甲类放大电路、乙类放大电路和甲乙类放大电路。
这三种放大电路对功放机重播音效有密切的影响,我们在购买功放机时,有必要考虑到其放大电路的特点,为自己的音响系统提供理想的功放质量。
甲类放大电路的特点是以牺牲电声转换效率为代价,换取放大信号过程中最低的电路失真。
它采用一组放大管放大信号,虽然理论上其效率可达50%,而实际仅在30%~40%之间,但已有效避免了分别放大正半周、负半周信号时两组放大管交接信号时所产生的交越失真,从而使音频信号在放大后表现依旧真实、自然。
由于失真小,故甲类放大电路常用于信号处理部分的前级信号调整处理电路中和高档机的功率放大部分。
在工程过程中,一部分电功率转换成有用的音频功率信号去推动音箱,而另一部分消耗掉的电功率则转换成热能散发出去,因而一般采用甲类放大电路工作的AV功放机都装有散热片。
这些散热片常设计在机器的顶盖或机器的左右两侧,呈“非”字形。
由于长时间工作,散热片上的温度可高达50。
不过,因为电路本身所用的多为耐热的硅或锗的半导体元器件,可在上XX的条件下正常工作,故正常使用对于自身和元器件的寿命不会有影响。
与甲类放大电路相比,乙类放大电路则是以牺牲一定程度的音质为代价,换取一定的转换效率。
乙类放大电路常采用两组放大管进行推换式工作,一组管负责放大正半周信号,另一组负责放大负半周信号。
这样在提高放大效率的同时,引入了信号在两个放大管组工作间相互交替时所产生的失真乙类放大电路对两组放大管的技术参数的一致性要求相当高,为克服产生信号失真较大的缺点,很多功放厂家设计了多种电路来进行弥补。
这些电路的使用,虽然能够起到一定的保真效果,但不能根除乙类放大电路信号失真的问题。
故乙类放大电路一般用于功率放大部分或中低价位的产品中。
甲乙类放大电路,结合上述两类放大电路的特点,设计了一个功率限制数值,高输入信号较小于该值时,电路自动采用甲类电路放大,以保证小信号放大时失真也相对较小;
高输入信号增大或超过设定的数值时,机内就自动切换成乙类放大电路。
这样既避免了过多地引起信号失真,又保证了较高的转换效率。
在甲类状态下进行放大时,功放的输出始终应小于功率的限制数值,随着信号的加大,功放的输出一旦超过这个限制数值,输出即采用乙类放大模式。
由于这种放大模式的放音质量完全能够达到很高的水准,放在中高档次的AV功放机或Hi-Fi功放机中常采用甲乙类放大电路。
参考文献:
[2]夏守行.高效率G类音频功率放大器的分析与设计[J]电声技术,2009(08)
[3]张虔铭.谈谈音频功放失真及常见改善方法[N].电子报,2002.
[7]叶启明.一款D类功放N.电子报,2001.
[8]耿纯.如何选择功放N.音乐周报,2001.
[9]祝依飞.跟踪电源供电的高效率B类功率放大器[J].电脑知识与技术.2010,6(21),5865~5871
[10]刘兆军.基于双极工艺的音频功率放大器设计[D]西安电子科技大学,2008.
2002,1.41~55
[13]李圣清.一种新型功率放大电路的设计[J].电声技术,1998年5月.
[14]王兵.用单片机设计微型电子琴[C].电子工程师,2002年8月.
[15]江伟.LM3886音频功放IC的特点及应用[J].实用影音技术,1996年1月.
[16]凡文.尺寸小、输出大的音频功放TPA6203A1[J].电子世界,2003年2月.
[17]HaroldS.MicrocomputerInterfacing[J].Addison-Wesley,1992年.
[18]舒红波,李蔚.用单片机实现各音色电子琴[J].控制工程,2004年5月.
[19]徐敏.电子线路实习指导教程[M].机械工业出版社,2006年7月.
[20]孙荣德.模拟组件及其应用[M].科学出版社,1983年.
[21]SoclofS.DesignandApplicationofAnalogIntegratedCircuits[J].PrenticeHall,1992年.
[22]SedraAS,SmithKC.MicroelectronicCircuits(FourthEdition)[M].OxfordUniversityPress,1998年
[23]郑光钦.全能混合电路仿真OrCADPSpiceA/D[M].中国铁道出版社,2000年.
本科毕业设计
(20届)
摘要
电子信息技术几乎主宰了整个电器行业的发展,随着电子技术的进步发展在功率放大器的设计上功能也不断更新。
功率放大器在家电、数码产品中的应用也越来越广泛,与我们日常生活有着密切关系。
随着生活水平的提高,人们越来越注重视觉,音质的享受。
在大多数情况下,增强系统性能,如更好的声音效果,是促使消费者购买产品的一个重要因素。
音频功率放大器作为音响等电子设备的后级放大电路,它的主要作用是将前级的音频信号进行功率放大以推动负载工作,获得良好的声音效果。
同时音频功率放大器又是音响等电声设备消耗电源能量的主要部分。
音频功率放大器构成有前置放大器,功率放大器,扬声器,整流电源等。
前置放大器用微处理器LM324来设计,功率放大器是主体部分,我用TD2030A来实现功能,电源部分要做到输出功能强却不简单,即噪声小。
制作的音频功率放大器的主要功能为把外接音频小功率放大,最后扬声器输出。
微处理器LM324;
音频功率放大器;
TD2030;
放大电路
Abstract
Electronicinformationtechnologyisalmostdominatedtheentireelectricalindustry,withtheprogressanddevelopmentofelectronictechnologyinthedesignofpoweramplifierfeaturesareconstantlyupdated.Poweramplifiersinhomeappliances,digitalproductsareincreasinglybeingusedinapplications,andiscloselyrelatedtoourdailylife.Withtheimprovementoflivingstandards,thereisgrowingemphasisonvisualandsoundqualitytoenjoy.Inmostcases,enhancedsystemperformance,suchasbettersoundeffects,istopromoteconsumerstobuyproducts,animportantfactor.Stereoaudiopoweramplifierandotherelectronicequipmentasapost-stageamplifiercircuit,itsmainroleistoleveltheaudiosignalbeforethepoweramplifierinordertopromotetheworkload,getagoodsound.Stereoaudiopoweramplifierisalsoelectro-acousticdevicessuchasthemainpartoftheenergyconsumptionofpower.
Currently,analogaudiopoweramplifierisstillthemainstreamproducts,analogamplifierhasexperienceddecadesofcontinuousimprovementandperfection,anditstechnologyhasbeendevelopedtoitspeak.Analogclass-basedpoweramplifierisalinearamplifier,poweramplifierpartsaretwotypesoftubesandtransistors.BypoweramplifierquiescentpointofthesetcanbedividedintoClassAamplification,A/BClassandCClasszoommagnificationofthree.Thebiggestadvantageofthetransistoramplifierisapowerconversionefficiency(Cclasspoweramplifierupto55%),smallsize,lightweight,lessheat,lowproductioncosts.Thedisadvantageisthelowconversionrate,evenhigherharmonicdistortion.Withthecontinuousimprovementoftransistormanufacturingtechnologyandnewtechnology,theavailabilityandreliabilitytargetshavegreatlyimproved,andcontinuetothehigheroutputpower,smallersize,lighterweight,moremulti-functionalandintelligentdirection.
Thisarticledescribestheaudiopoweramplifierstructure,function,andprincipleandsoon.
KeyWords:
MicroprocessorLM324;
6powerchip;
audiopoweramplifier;
PCB
1 引言
音频功率放大器在我们生活中经常能够接触到,从小型的耳机到大型的大功率音响系统,可以说我们越来越离不开音频功放技术,而且音频功放技术也在不断的更迭以适应现代的社会。
目前,音频功率放大器仍以模拟功放为主流产品,模拟功放经历了数十年的不断改进和完善,其技术已发展到了顶峰。
模拟类功放是以线性放大为基础,功率放大器件有电子管和晶体管两类。
按功放静态工作点的设置可分为A类放大,A/B类放大和C类放大三种。
晶体管功放的最大优点是电源转换效率高(C类功放最大可达55%)、体积小、重量轻、发热量不大、生产成本低。
缺点是转换速率低、偶次谐波失真较大。
音质和可靠性指标都略逊于电子管功放。
随着晶体管制造技术的不断提高和新技术的应用,各项实用性指标和可靠性指标都有很大改善,并不断在向更大的输出功率、更小的体积、更轻的重量、更多的功能和智能化方向发展。
我之所以选择音频功率放大器的设计与制作这个课题,从理论上讲,能让我更加巩固模拟电路的一些基本知识,把以前不熟悉的地方做进一步的了解,实践上,自己动手焊接电路,调试电路,锻炼了动手能力。
2 音频放大器简介
2.1音频放大器的回顾和展望
随着晶体管制造技术u的不断提高和新技术的应用,各项实用性指标和可靠性指标都有很大改善,并不断在向更大的输出功率,更小的体积,更轻的重量,更多的功能和智能化方向发展,如美国CROWN公司的MA-5000VZA功放,其最大输出功率可达4000W/8Ω(桥接,单通道);
完善的可靠性设计使它在苛刻的环境中可连续工作,使得生产者可作3年免维护的保证;
插入可编程的输入处理模块USP3;
可对1~2000台功放的工作状态进行程控调节和各种参数检测。
各种完善的可靠性保护措施,使它的可靠性大大提高,可与电子管功放媲美。
晶体管功放具有许多宝贵优点,它的失真低于万分之一,但其音质听感总不如电子管功放那么逼真,细腻,尤其是在表现瞬态变化快而清
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- 音频 功率放大器 设计 任务 开题 综述