程控音频OCL功率放大器

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1、武汉理工大学《程控音频OCL功率放大器》课程设计任务书学生姓名:专业班级：指导教师：刘雪冬工作单位：武汉理工大学题目:程控音频OCL功率放大器初始条件：用仿真软件对电路进行验证，使其满足以下要求：1)失真度≤3%时，输出功率P0≥7.5W；2)频率响应为(20~22000)Hz；3)在信号源的幅度和频率固定为某一值时，可以设置输出功率，并实时测量、显示输出功率，显示的输出功率(Ps)与设定功率(Pg)的相对误差为。要求完成的主要任务:设计一个功率可程控、有输出功率显示的OCL音频功率放大器电路。后级OCL功率放大部分用分立元件制作，供电电源为±15V，输入信号电压幅度为(10~100

2、0)mVrms，负载为为8欧电阻。指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日-18-武汉理工大学《程控音频OCL功率放大器》摘要本程控音频OCL功率放大器用单片机作为主控制器，通过数字电位器AD5220对信号增益进行调整，准确控制OCL输出功率。在交流信号输入端短路接地时，可使得输出端交流信号小于3;频率响应在（20～22000）Hz范围内，实现了输出信号无失真。关键词：OCL功放，程控。-18-武汉理工大学《程控音频OCL功率放大器》ABSTRACTProgramme-controlledAudioOCLPowerAmplifierAbstract:Theprogramm

3、e-controlledAudioOCLpoweramplifierisbasedonaMCUcontroller.ItcancontroloutputpowerofOCLnicetybydualdigitalpotentiometerAD5520.WhenashortcircuitiscausedatACsignalinputport,theoutputACsignalislowerthan2.Andoutputsignalisnotdistortionbetween20to22000Hz.Keywords:OCLPowerAmplifier，Programme-controlle

4、d.-18-武汉理工大学《程控音频OCL功率放大器》前言全球音频领域数字化的浪潮以及人们对音频设备节能环保的要求，迫使人们尽快开发出高效、节能、数字化的音频功率放大器，它应该具有输出功率可程序控制和失真度低的特点。OCL功放电路采用双电源供电方式，输出端直流电位为零，由于没有输出电容，低频特性很好，扬声器一端接地，一端直接与功放输出端相接。单片机具有功耗低、功能强和可在线编程控制等显著优点，在自动化装置、智能仪器仪表、过程控制和家用电器等许多领域得到日益广泛的应用。本设计将单片机与音频OCL功率放大器结合起来，设计了一款新颖的程控音频OCL功率放大器。-18-武汉理工大学《程控音频O

5、CL功率放大器》1.基本原理主要分成以下两板块：音频功率程控增益放大电路板块A/D转换板块与CD液晶显示输出板块1.1音频功率程控增益放大电路板块通过单片机程序数字电位器AD5220对OCL音频功率放大器电路进行功率可程控。后级OCL功率放大部分用分立元件制作，供电电源为±15V，输入信号电压幅度为(10~1000)mVrms，负载为为8欧电阻。我们仿真时设定输入电压幅度为：500mV具体是：通过控制放大电路的深度负反馈电阻R9、R7以及数字电位器的电阻来改变增益。公式为：增益A=1+（R9+数字电位器电阻）/R7，为保证输出功率为7.5W，经计算，各参数值设定为R9=100k，R7

6、=10k。其中，数字电位器的电阻用单片机用程序控制，即达到“程控目的”。另外，设定三个控制键，修改程序，达到“键盘控制”的目的。在程控与键控之间，设定好延时控制。1.2A/D转换板块与CD液晶显示输出板块通过芯片AD637将交流输出信号转变成对应的功率有效值。再通过PCF8591模数转换器，将模拟信号转化成数字信号，送入单片机。单片机对其处理，送出LM016LLCD显示出实时功率。-18-武汉理工大学《程控音频OCL功率放大器》2.方案论证2.1增益控制方案的比较与选择方案一：使用程控增益调整功能芯片AD603，能够在程序中用软件控制放大器的增益，或者放大器本身能自动将增益调整到适当

7、的范围。AD603的增益控制接口的输入阻抗很高，在很多通道或级联应用中，一个控制电压可以驱动多个运放；同时，其增益接口还具有差分输入能力，设计可根据信号电平和极性选择适合的控制方案。常用于自动化程度要求较高的系统中，但芯片价格昂贵。图1：AD603引脚排列图2：AD603典型应用电路方案二：使用非易失性数字电位器X9313控制运放的增益，编程简单，容易操作控制，成本低廉。图3：X9313引脚图-18-武汉理工大学《程控音频OCL功率放大器》方案三：使用AD