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1、高效音频功率放大器,陈谷 唐梅宣 邓美红,指导老师 王彦,目录,总体设计方案 各单元电路实现方案,总体设计方案 本系统以高效率D类功率放大器为核心，输出开关管以采用高速MOSFET管，连接成互补对称H桥式结构。此外还有输出短路保护电路以及功率显示电路。电路总体设计方框图如下,1高效率功率放大器,电路若采用A类、B类、AB类功率放大器。这三类功放的效率均达不到题目的要求。所以本设计采用D类放大器。D类放大器是用音频信号的幅度去线性调制高频脉冲的宽度，功率输出管工作在高频开关状态。由于输出管工作在开关状态，故具有极高的效率。理论上为100%，实际电路也可达到80%95%。高效D类功放实现电路主要由
2、PWM调制器、高速开关电路组成。方框图如下：,信号变换电路的实现,电路采用宽带放大器NE5532，增益为1，将功率放大器双端输出的信号转换为单端输出，经RC滤波供外接功率测试用。电路图如下：,功率测量及显示电路,功率测量及显示电路由真有效值转换电路和单片机系统组成 真有效值转换器选用高精度的AD637芯片，其外围元件少，频带宽，精度高于0.5%。 单片机系统用于对有效值转换后的模拟信号进行A/D转换，并对转换结果进行运算处理，最后送显示电路完成功率显示。 真有效值转换电路如下：,短路保护电路,峰值检波电路,取样放大,比较自锁,总结,总的来说,我们音频放大这部分的设计是比较失败的,音频放大中涉及
3、到很多硬件理论方面的知识,比如说三角波发生电路中参数的设置,而我们在这一方面的知识还很不扎实,另外,每一次做设计的时候我们都不是很细心,往往由于粗心而造成一些很不应该的错误，这也是我们一个很大的缺点。在以后的日子里我们希望自己能够做得更好，也希望能够继续得到老师和同学的帮助。 本次制作的教训： 一、对不熟悉的元器件PDF文档过于信任，造成原理图接法错误。例如本次设计中采用的MOS对管IRF530与IRF9530的引脚图。 二、对参考资料的过于信任，在本次设计的输出部份我们参照了第五届全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编 2001的P159页的接法，由于该接法有问题，事前在设计的时候也没把电路认真
4、过一遍造成原理图错误。 三、在导入PCB图时应特别注意检查原理图绘制是否有误，比如说两条交叉导线的绘制在交叉处是否会产生结点，如果产生了错误的结点应将线条重新删除再连线，而不能简单地将结点删掉保存即可，那样错误依然存在。 四、在画PCB时特别是连接电源和地网络时要注意整个网络连通，以免在以后的测试中由于一些不应该的小错误造成你的器件不能工作。 五、制板尽量采用单面板，这样爆光、洗板较双面板来说都容易一些，可以避免洗板不干净造成电路工作不正常或者芯片发热的情况。,谢辞,最后非常感谢王老师在设计过程对我们的耐心指导。同时也非常谢谢各位同学给予我们的帮助。,我们使用双运放LM324构成三角波电路,U
5、6A与R89组成为施密特触发器,U6B与电容组成一个积分电路.施密特触发器产生一个方波,其高电平电压为VCC,低电平为0,积分电路的输入为方波时,输出是一上升沿速率与下降沿速率相等的三角波,如路如下图所示:,此电路选用LM311精密高速比较器，电路如下图所示，在比较器前加电阻通过5V电源给V+=V-提供2.5V静态电位,它们的阻值均取10K。两路音频调制信号分别与三角波相比较,输出两路PWM信号,当输入音频信号为正时，一路输出PWM信号占空比大于一身50%，另一路输出PWM信号小于50%；当输入音频信号为负时，则相反。音频信号为正时的PWM信号如图2.4(b)所示。,图2.4( b) PWM调制波形图 正电压情况下，VOUT+ 的忙闲度大于50%，而VOUT-的则小于50%。负电压情况下，VOUT+ 的忙闲度小于50%，而VOUT- 的大于50%。输入为零时，则两路VOUT的忙闲度均为50%。,占空比大于1/2的波形,占空比大于1/2的波形,
