1、毕业设计开题报告 电子信息工程 音频功放率放大器的设计 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 音频功率放大器是一个已经具有相当成熟技术的领域，几十年来，人们为它的发展付出了不懈努力，无论从线路技术方面还是原器件方面，甚至思想认识上都取得了很大的进步。随着半导体和微电子制造技术的持续发展，高速、大功率器件已越来越多，各种电子产品正在朝微薄化、便携式快速发展，人们对音频功率放大器的要求更是趋向于高效、节能和小型化。因为移动音频设备受到电池容量、散热、体积的限制，所以要求音频功率放大器更加高效、节 能、发热少、体积小、便于集成。 进入 21 世纪以来，各种便携式电子设备成为一种重要的日
2、常用品。从通信用的手机，到作为娱乐设备的播放器，已经成为几乎人人具备的便携式电子设备。便携式电视机，便携式视频播放器的普及也指日可待。所有这些便携式的电子设备都有一个共同点，那就是都有音频输出，也就是都必须要有一个音频放大器；另一个特点就是它们都是使用蓄电池供电。并且都希望能具备较长的使用寿命。在这种需求背景下， D 类功放被开发出来。它最大的特点就是能够在保持低失真的情况下而得到很高的输出效率。高保真音频功率放大器不只在便携式 设备中需要，在大功率电子设备中也不可或缺。因为，功率越大，效率就变得越重要。而随着人们日常生活条件的改善，高保真音响设备和更高档的家庭影院也逐渐开始走进千家万户。在这
3、些高档设备中，通常需要几十瓦甚至几百瓦的音频功率。与此同时，低失真、高效率的音频功率放大器就成为其中的关键。音频功率放大器的目的就是在产生声音的输出设备上重新构建输入的音频信号，使信号音量和功率级达到真实、有效且失真低的效果。音频范围为约 20Hz 20kHz，因此放大器在这个范围内必须具有良好的频率响应。根据使用的不同，功率大小的差异往往很大 ，从耳机的毫瓦级别到 TV或 PC 音频的数瓦级别，再到迷你式家庭立体声和车载音响的几十瓦，一直到功率更大的家用以及商用音响的数百瓦以上，达到能满足整个影院或者会堂的声音需求。音频视频领域数字化的潮流以及人们对其环保节能的要求，促使人们尽快开发出节能，
4、高效，数字化的音频功率放大器。它应该具备效率高，便携及与方便其他数字设备相连接等特点。 1 本课题通过 D 类功率放大器来实现音频功率放大，主要基于将音频信号转成脉宽变化的形式，再由脉冲放大器放大输出，最后通过低通滤波电路还原成为音频信号。由于脉冲放大器工作在开关状态，电路 本身的损耗只限于三极管（或场效应管）导通时饱和压降引起的损耗和元件开关损耗，适当选择元件，可以使得总损耗较小，因而电路工作效率较高。 （ 1）选题的依据 1.本课题符合所学专业培养目标和业务范围。具有综合性，有利于培养我运用所学知识获得较为系统的基本技能训练和专业技术训练；避免知识面过偏过窄，提高我综合解决工程技术实际问题
5、的能力。 2.本课题注重应用性、实践性，有利于提高我的电路技术设计应用能力和实践动手能力。能在做的时候正常的把握好，既不超出所学过的知识范围，使得论文难以完成；也不局限于书本范围，使得论文 缺乏自己研究的空间，且失去研究的意义。 3.本课题在理论和实践方面都具有一定的水平，既注意到课题内容的先进性和可行性，又要符合学生的自身实际能力；既有理论分析、设计计算，又有绘图、实验、上机、调试等内容。在进行实际设计时，能鼓励我们在老技术的基础上，尽量突破创新、选用新工艺、新方法、新器件。 4.本课题体现了毕业设计实施的可行性，课题的难度适中，工作适量，能保证在规定时间内按时完成设计任务，取得成果。 （
6、2）选题的意义 1.通过毕业设计，能使我们受到综合运用和深化所学知识解决实际问题的训练，能提高我们的 研究和实践技能水平。也能多方面提高我们的运算、识图以及制图的能力，还能在查阅手册、使用国家技术标准和信息资料检索、尤其是计算机信息资料检索方面得到很大进步，在文字表达能力和一般组织管理能力方面也得到相应锻炼。 2.通过毕业设计，能培养我们独立分析和解决工程实际问题的能力，并相应提高调查研究、收集资料、理论分析、撰写设计说明书、熟悉有关规范、手册和工具书的查阅能力，未毕业后参加实际工作打下一定的基础。 3.能培养我们的独立工作的能力，能进一步巩固和扩展专业知识，使我们具备较强的自学能力和工作适应
7、能力，还能 提高我们正确运用科研成果与新技术的能力，对高科技设备的消化、吸收能力以及对现有设备和技术进行改造的能力。 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题： 2 （ 1）研究的基本内容 本课题是音频功率放大器的设计，在放大通道的正弦信号输入电压幅度为 3700mV，等效负载电阻为 RL=8时，放大通道应满足： 1.额定输出功率 Po 10W; 2.带宽 BW 50HZ 10kHZ； 3.在 Po 下和 BW 内的非线性失真系数不大于 3%； 4.在 Po 下的效率不小于 55%； 5.在前置放大级输入端交流对地短路是， RL=8上的交流声功率不大于 10mW； 6.自行设计并制作满足本设计任务
8、要求的稳压电源； （ 2）解决的主要问题 需要自行设计合适的锯齿波产生电路、 PWM 调制电路、信号放大电路和低通滤波电路，满足设计所需条件。并且需要自行设计相符合的稳压电源。 三、研究步骤、方法及措施： 本课题制作的音频功率放大器的设计，首先通过交流电源产生锯齿波，其次将音频信号和锯齿波进行 PWM 调制，通过 PWM 调制器进行脉冲功率放大，最后将处理的信号经过滤波器从扬声器中播放出来。 具体设计步骤如下所示： 1.系统方案的设计，选择合适的 功放类型 2.D 类功率放大器研究和设计，选择合适的锯齿波产生电路、 PWM 调制电路、信号放大电路和低通滤波电路。 3.电路的原理实现 4.运用公式计算各部分电路中的参数； 5.设计总结 四、参考文献 1 樊建成波功率放大器非线性分析 J微波与卫星通信， 1995（ 3）， 4347 2 廖四起，丁奂吾低频功率放大器的设计 J雷达与对抗， 1992（ 1）， 3540 3 谢嘉奎电子线路 -非线性部分 M，（第四版）北京：高等教育出版社 , 2000 4 董在望通信电路原理 M，（第二版）北京：高等教育出版社 , 2002 5 沈琴 , 李长法非线性电子线路 M，北京：北京广播学院出版社 ,1997 3
