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1、数字功率放大器制作与设计 毕业设计（论文）系别（专业） 电气工程系（电气自动化） 班 级 长沙地铁10级订单班 学生姓名 荣少帅 指导老师 萧耀南 谢永超 完成日期 2012.11 湖南铁道职业技术学院学生毕业设计（论文）2013届毕业设计任务书一、设计课题：数字功放的设计与制作设计并制作一个高效率音频功率放大器及其参数的测量、显示装置。功率放大器的电源电压为+5V（电路其他部分的电源电压不限），负载为8电阻。二、指导老师：谢永超三、要求1 基本要求（1）功率放大器a3dB通频带为300Hz3400Hz，输出正弦信号无明显失真。b最大不失真输出功率1W。c输入阻抗10k，电压放大倍数120连续
2、可调。d低频噪声电压（20kHz以下）10mv，在电压放大倍数为10，输入端对地交流短路时测量。e在输出功率500mW时测量的功率放大器效率（输出功率/放大器总功耗）50%。 （2）具有输出短路保护功能。2、设计内容与要求 绘制系统组成框图，确定设计方案； 了解电路所需集成芯片的功能，参数和工作原理； 绘制整机电路图； 制作实物并完成软、硬件调试； 提交毕业设计论文。四、设计参考书模拟电子技术、高频电子技术、电子设计自动化技术、数字电路设计方法、电子装置的设计、单片机原理及应用五、设计说明书要求1. 封面：包括设计题目，班级，姓名，指导老师，完成时间2. 目录：根据说明书的内容决定，一般采用2
3、3级。3. 设计任务书：包括课题名称、目的、用途、主要技术性能指标(参照教材目录编排)。4. 中文题目、摘要、关键词；英文题目、摘要、关键词。5. 正文：设计方案框图及电路工作原理：包括系统方框图，电气原理图，各单元电路的设计，简述主要部件（包括主要集成电路）的工作原理、工作条件、给定参数、理论公式及详细的计算步骤、计算结果。这是说明书的主要部分。6. 元件参数表：包括所选用的元器件名称、参数、型号。7. 调试方案：包括调试的条件、方法、使用仪器设备的型号，并对测试数据进行分析。8. 设计心得：包括对本课程设计的客观评价、设计特点、存在的问题以及改进意见等。9. 参考文献：包括作者、署名、出版
4、地、出版年等六、设计进程安排第1周： 资料准备与借阅，了解课题思路。第2-3周：设计要求说明及课题内容辅导，完成图纸初稿。第4-6周：进行毕业设计，完成说明书初稿。第7周： 第二次检查设计完成情况，并作好毕业答辩准备。第8周： 毕业答辩与综合成绩评定。七、毕业设计答辩及论文要求1.毕业设计答辩要求答辩前三天，每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文、专题报告等必要资料交指导教师审阅，由指导教师写出审阅意见。学生答辩时对自述部分应写出书面提纲，内容包括课题的任务、目的和意义，所采用的原始资料或参考文献、设计的基本内容和主要方法、成果结论和评价。答辩小组质询课题的关键问题，质询与课题密切相关的基本
5、理论、知识、设计与计算方法实验方法、测试方法，鉴别学生独立工作能力、创新能力。2毕业设计论文要求文字要求：说明书要求打印(除图纸外)，不能手写。文字通顺，语言流畅，排版合理，无错别字，不允许抄袭。图纸要求：按工程制图标准制图，图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注释必须使用工程字书写。曲线图表要求：所有曲线、图表、线路图、程序框图、示意图等不准用徒手画，必须按国家规定的标准或工程要求绘制。目 录摘 要5第1章 任务与要求71.1课题概述71.1.1 音频功率放大器的简介71.1.2 音频放大器的分类71.2 设计内容与要求81.3参数要求9第2章 引 言102.1
6、研究背景102.2论文研究目标和意义102.3论文章节安排11第3章 方案论证与设计123.1 总体设计分析123.2 方案的选择与设计123.2.1高效率功率放大器123.2.2信号变换电路153.2.3功率测量电路152.3方案确定15第4章 硬件电路设计174.1 原理分析174.1.1脉宽调制器174.1.2前置放大电路194.1.3驱动电路204.1.4 H桥互补对称输出及低通滤波电路204.1.5信号变换电路214.1.6功率测量214.1.7保护电路224.2原理图234.3.PCB23第5章 电路调试255.1调试的设备255.2调试步骤255.2.1 电路调试265.3整体指
7、标测试总结28第6章 使用说明296.1 使用方法296.1.1 注意事项296.2故障分析295.2.1三角波电路故障分析295.2.2输出功率和效率不高29结 论31参考文献32致 谢33附 录34摘 要随着现代电子技术的不断发展，集成电路被广泛应用于各类电子电路中。而近十几年来半导体技术的进步，使功率放大电路也得到了飞速的发展和应用。音频功率放大电路是原理上最为基本、应用上最为广泛的功率放大电路。目前大部分音响系统中的功放都是模拟类型，传统的模拟功放按放大器的工作状态可分为：A类、B类、AB类等形式。A类、AB类功放是音响系统中最为常用的功放。传统类音频放大器的一个共同缺点是效率很低，在
8、半导体设计潮流走向轻薄短小之际，不仅半导体组件本身的封装要小，整个模块的尺寸也变成关键规格。全球音视频领域的数字化浪潮以及人们对音视频设备节能环保的要求，迫使人们尽快研究开发高效、节能、易于与数字化设备接口的音频功率放大器。D类数字音频放大器就是在这样的背景下兴起的。D类数字音频功率放大器是一种将输入模拟音频信号或PCM(Pulse Code Modulation,脉冲编码调制）数字信息变换成PWM(脉冲宽度调制)或PDM(脉冲密度调制)的脉冲信号，然后用PWM或PDM的脉冲信号去控制大功率开关器件通、断音频功率放大器，也称为开关放大器。由于其开关管工作于开关状态，因此具有高效率、低功耗等优点
9、。目前，D类音频功率放大器在移动电话、平面电视、LCD显示器以及各种以电池供电的便携式游戏设备等消费类电子产品中已获得广泛的应用。80年代至今,数字功放俨然成为了新一代的宠儿。关键字：集成电路；功率放大；数字化；模拟音频信号；PCM；PWM；PDMABSTRACTAlong with the fast development of modern electronic technology, integrated circuits are widely used in various types of electronic circuits. In recent years the progre
10、ss of semiconductor technology, the power amplifying circuit has also been rapid development and application of. Audio power amplifier is the most basic principle, application most widespread power amplifying circuit. Most of the current audio power amplifier used in all types of traditional analog,
11、 analog power amplifier according to the operating state of the amplifier can be divided into: Class A, class B, class AB form. Class A, class AB power amplifier is an audio system most commonly used in power amplifier. The traditional audio amplifier has a common defect in semiconductor design effi
12、ciency is very low, the trend toward thin short time, not only the semiconductor component itself to small package, the module size also becomes the key specifications. Global audio and video field of digital wave as well as the audio and video equipment energy saving and environmental protection re
13、quirements, forcing people to research and development of high efficiency, energy saving, easy and digital device interface, audio power amplifier. Class D digital audio amplifier is in the background.Class D digital audio power amplifier is an input analog audio signal or PCM ( Pulse Code Modulatio
14、n, pulse code modulation ) digital information is transformed into a PWM ( pulse width modulation ) or PDM ( pulse width modulation ) pulse signal, and then use the PWM or PDM pulse signal to control the power switch on, off audio power amplifier, also known as the switching amplifier. Due to the switch to switch state, thus has high efficiency, low power consumption advantages. At present, class D audio power amplifier in mobile telephone, TV, LCD display as well as a variety of battery powered portable gaming devices and other consumer electronic products
