毕业论文(wxf)

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1、音频功率放大器电路设计第一章摘要该论文主要研究对象是音频功率放大器的设计，音频功率放大器在现在的市场上占有很大的市场前景，从20世纪20年代起已经开始生产，而且每年的生产数量以成千上万计。该论文的主要任务就是对2W的音频功率放大器进行线路设计以及仿真验证。该设计电路主要功能是2W音频信号BTL输出驱动，有效关断电平。由于是音频功率放大器，抗冲击声电路的设计尤其重要。由于该电路很大，因此分为了偏置、镜像、BYPASS、控制和功放等模块；本论文就是对这些模块进行分步设计、工作原理介绍以及各个模块单元的仿真验证。2.1电路综述近年来，随着移动电话，PDA，MP3，

2、MP4等便携式设备的广泛应用和不断发展，对音频功放芯片的要求也越来越高。高性能，低功耗和高集成度是其发展的方向。而这也是对其中的输出运算放大器模块提出的要求。因此该设计项目的研究对象是单通道音频功放IC，它是AB类的音频功率放大电路。AB类功放具有比A类更高的效率，比B类更低的交越失真，是现在音频功放市场上的主体力量。而本电路的功能主要是2W音频输出驱动，有效关断电平。它的主要特点有以下几点：1.极低的关断模式电流2.优化的抗冲击声电路3.较少的外围元件4.关断的高低电平可由用户自己设置。该电路采用的元器件以及数量如下：P:479；N:432；RAM:0；R

3、OM:0；特殊器件：R:34；C:15；NPN：0；PNP：6。第二章系统设计2.2线路设计2.2.1管脚功能设计管脚功能描述如表2-1所示：序号管脚名I/O功能描述1SHUTDOWNI关断模式选择2BYPASSI/O基准电压3SDMODEI关断模式设定4+INI音频输入同相端5-INI音频输入反相端6VO1O音频输出反相端7NCO悬空(测试时用来测热保护电阻)8VDD-电源9GND-地10VO2O音频输出同相端表2-1管脚功能2.2.2功能过程设计由于该电路是音频功率放大电路，因此在设计时需要考虑抗冲击声；故设计以下过程来抗冲击声。（1）电路从SHUTDO

4、WN状态唤醒后的逻辑操作顺序(SDMODE=0)SHUTDOWN为0，电路处于待机状态→SHUTDOWN变为高，从待机状态唤醒。BYPASS外接电容通过电流源开始充电，BYPASS电位从0开始上升，此时运放输入输出短接（由传输门控制），扬声器两端差分信号为0，无音频输出→BYPASS电位上升到1/2VDD左右(上升时间为76ms)，停止充电，内部振荡器开始计数→计数40ms左右，使运放正常工作，扬声器上有音频信号正常输出。（2）电路从正常工作状态进入SHUTDOWN状态的逻辑操作顺序(SDMODE=0)SHUTDOWN为高，音频信号正常输出→SHUTDOWN

5、=0，转入待机状态。运放转入输入输出短接状态（由传输门控制），扬声器关闭，同时BYPASS电容通过200k左右的电阻放电→BYPASS电位下降到接近0V时，关闭比较器，内部振荡器开始计数→计数将近160ms后，关闭运放、电流源，整个电路进入低电流状态。（3）SHUTDOWN与SDMODE的关系当SHUTDOWN与SDMODE的逻辑电平相同时，电路被关断。Shutdown开关情况如表2-2所示：表2-2shutdown开关情况SDMODESHUTDOWN状态GND0关断GND1正常工作VDD0正常工作VDD1关断2.2.3功能框架图功能框架图如图2-1所示：图

6、2-1功能框架图2.2.4总体功能描述芯片工作时，输入音频信号经过两级反相比例放大器（第二级反相比例放大器为单位增益），得到一组幅度相等且反相的差分信号，加到扬声器的两端，形成BTL桥式输出，使所得功率增大。此外，基准电压及抗冲击声电路模块完成1/2VDD基准电压的获得、SHUTDOWN模式唤醒（以及上电、断电的切换）时电路冲击声的抑制。偏置及温度检测模块负责产生各部分所需的偏置电流和芯片的温度检测。控制模块主要负责时间的延迟计数和产生其他各个模块所需的控制信号。由于第一级反相比例放大器是外接电阻组成放大器，因此该电路的放大倍数还可以调节。第三章电路单元模块

7、设计3.1各主要模块的工作原理；（包括IO部分输入/输出具体线路的工作原理）1）音频信号通道电路示意图如下：信号经过两级反相比例放大器（单位增益），输出端VO2上的信号与输入信号同相，叠加在内部基准电压Vbypass上（约1/2VDD）；输出端VO1上的信号与VO2相位相反，幅度相同。可见加在扬声器上的是一组幅度相等但相位相反的差分信号（BTL输出）。采用的运放为两级结构，首级为共源共栅结构，提高增益（从而减小电路失真）并提高电源抑制比。第二级为推挽输出级，可增大运放的驱动能力。为防止转换的交界处（1/2VDD附近）电路的静态电流过大，输出管P管和N管的栅极

8、电压在交界处必须有一个压差，保证一个管子接近关闭时另