基于Pspice的高效率音频功率放大器设计与仿真【开题报告】

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1、毕业论文开题报告电子信息工程基于Pspice的高效率音频功率放大器设计与仿真一、课题研究意义及现状音频放大器出现已经快有一个世纪了，广泛应用于家庭影院、音响系统、立体声唱机、伺服放大器等电子系统中。近几年，电子产品正在向薄型化、便携式迅速发展。人们在追求高保真度音频功放的同时,也希望功放有大的输出功率和高效率。因此，设计一种失真度小,输出功率大,效率高的音频功放也有很重要的现实意义。音质好、电源效率高、发热少的D类放大器成为市场的需求。并且由于D类放大器的耗电低、发热少等诸多特点，越来越得到日益强

2、调环保的市场的认同。同时，便携电子设备的工作时间一直是厂商全力追求的最重要的性能指标，新的无滤波器D类放大器在几瓦特的功率级别上正在取代原先固定的AB类器件。与体积庞大的传统线性放大器相比，使用D类放大器并不影响音频信号的音质却能够实现便携产品的小型化，因此市场对电子产品薄型化、便携式的需求趋势造就了传统放大器向数字放大器的转化。功率放大器通常按照其工作状态分为五类，即A类、B类、AB类、C类和D类。前四种属于线性功率放大器，D类属于非线性功率放大器。D类放大器是在1958年由泰勒提出的，当时它的

3、提出是为了被应用于振荡电路。与前四类功率放大器相比较，D类功率放大器的特点是，输出级MOS管工作于相继开关状态，这对功率放大器效率有极大提高。D类功率放大器是一项意义深远的创新技术，具有广阔的发展前景，并对消费电子产生巨大的冲击作用，D类功放在音频和非音频领域都具有广泛的应用。如便携式DVD播放机、mp4播放器、Av接收机、便携式电视机、手机、等离子显示器、汽车音响、PC机、PDA、CD耳机、收录机，以及专业音频设备等。与其他几类功放相比，D类功放在获得更高的效率可以降低芯片尺寸，所以在便携式音频

4、设备中有着重要的地位。统计表明，D类放大器目前以每年超过50%的速度在迅猛增长。D类放大器在过去的几代产品中，已经得到了巨大的发展，系统设计者极大地改善了系统的耐用性，并提高了其音频质量。实际上，对大多数应用者而言，使用这些放大器所带来的好处已经远远超过了它们的不足。在传统D类放大器中，用控制器将模拟或数字音频信号在被集成到功率后端设备中的功率MOSFET管放大之前，转换成PWM信号。这些放大器效率很高，使用很小的散热器或根本不需要散热器，且降低了对电源输出功率的要求。然而，与传统的放大器相比，它

5、们本身也存在固有的成本、性能和EMI方面的问题，解决这些问题就是D类放大器的发展新趋势，其中包括：（1）降低EMI（2）改善音频质量（3）降低系统成本（4）电源反馈。二、课题研究的主要内容和预期目标课题研究的主要内容：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8Ω基本要求：（1）通频带为300～3400Hz，输出正弦信号无明显失真（2）最大不失真输出功率≥1W（3）输入阻抗>10kΩ，电压放大倍数1～20连续可调（4）在输出功率为500mW时测量功率放大器的效率≥50%预期

6、目标：完成硬件设计及基于Pspice的仿真三、课题研究的方法及措施D类功放主要由脉宽度调制器、开关放大器和低通滤波器等三部分组成，系统框图如下：　第一部分为脉宽调制器，最简单的只需用一只运放构成比较器即可完成。输入原始音频信号和一个三角形波信号，通过比较器，输出矩形波。这样，比较器输出的波形就是一个脉冲宽度被音频信号幅度调制后的波形，称为PWM（PulseWidthModulation脉宽调制）或PDM（PulseDurationModulation脉冲持续时间调制）波形。音频信息被调制到脉冲波形

7、中。第二部分就是D类功放，这是一个脉冲控制的大电流开关放大器，把比较器输出的PWM信号变成高电压、大电流的大功率PWM信号。能够输出的最大功率有负载、电源电压和晶体管允许流过的电流来决定。第三部分需把大功率PWM波形中的声音信息还原出来。使用一个LC低通滤波器，把原音频信号恢复出来。四、课题研究进度计划2010年10月上旬，选题并落实任务2010年10月下旬至2011年11月上旬，毕业设计开题，写毕业设计培训，外文翻译、文献综述和开题报告2010年11月下旬至2010年12月上旬，完善外文翻译、文

8、献综述和开题报告2010年12月下旬至2010年1月上旬，开题答辩2011年1月下旬至2011年2月，设计与写论文2011年3月至2011年4月上旬，设计作品的完善，论文的修改，准备答辩2011年4月下旬至2011年5月，答辩五、参考文献[1]刘静.ClassD音频功率放大器设计[D].北京交通大学,2008年[2]龚伟,周雒维.D类音频功率放大器控制方式综述[J].重庆大学学报(自然科学版),2003(02):117-122[3]毛大平.浅谈功率放大器的基本技术指标[J].现代电