高效率音频放大器论文

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1、高效率音频放大器毕业论文目录一、引言1二、音频功率放大器2（一）背景2（二）发展3（三）指标51、最大输出功率52、脉冲宽度调制53、转换速率7（四）分类71、A类放大器82、B类放大器93、AB类放大器104、D类放大器11三、D类功率放大器的原理12四、D类音频功率放大器的设计13（一）设计任务与要求131、设计任务132、设计要求13（二）方案论证14（三）各部分电路分析与计算141、脉宽调制电路142、前置放大电路193、短路保护电路204、驱动电路215、H型互补对称输出电路216、信号变换电路2

2、27、功率测量及显示电路22（四）部分电路的仿真电路221、前置放大器的仿真电路222、比较器的仿真电路23五、系统仿真数据23六、结论24参考文献2528致　谢26一、引言电子信息技术几乎主宰了整个电器行业的发展，随着电子技术的进步发展在功率放大器的设计上功能也不断地更新。功率放大器在家电、数码产品中的应用也越来越广泛，与我们的日常生活有着密切的关系。随着生活水平的提高，人们越来越注重视觉、音质的享受，在大多数的情况下，增强系统性能，如更好的声音效果，是促进消费者购买产品的一个重要因素。音频功率放大器作为

3、音响等电子设备的后缀放大电路，它的主要作用是将前级的音频信号进行功率放大以推动负载工作，获得良好的声音效果，同时音频功率放大器又是音响等电声设备消耗电源能量的主要部分。目前，音频功率放大器仍以模拟功放为主流产品，模拟功放经历了数十年的不断改进和完善，其技术已发展到了顶峰。模拟类功放是以线性放大为基础，功率放大器件有电子管和晶体管两类，按功放静态工作点的设置可分为A类放大、A∕B类放大和C28类放大三种。晶体管功放的最大优点是电源转换效率高（C类功放最大可达55%）、体积小、重量轻、发热量不大、生产成本低；缺

4、点是转换效率低、偶次谐波失真大，音质和可靠性指标都略逊于电子管功放。随着晶体管制造技术的不断提高和新技术的应用，各种实用性指标和可靠性指标都有了很大的改善，并不断向更大的输出功率、更小的体积、更轻的重量、更多的功能和智能化方向发展。二、音频功率放大器（一）背景进入21世纪以后，各种便携式的电子设备成为了电子设备的一种重要的发展趋势。从作为通信工具的手机，到作为娱乐设备的MP3播放器，已经成为差不多人人具备的便携式电子设备。陆续将要普及的还有便携式电视机，便携式DVD等等。所有这些便携式的电子设备的一个共同点

5、，就是都有音频输出，也就是都需要有一个音频放大器；另一个特点就是它们都是电池供电的，都希望能够有较长的使用寿命。在这种需求的背景下，D类放大器被开发出来了,它的最大特点就是它能够在保持最低的失真情况下得到最高的效率。高保真音频放大器不只是在便携式的设备中需要，在大功率的电子设备中也需要，因为功率越大，效率也就越重要。而随着人们的居住条件的改善，高保真音响设备和更高档的家庭影院也逐渐开始兴起。在这些设备中，往往需要几十瓦甚至几百瓦的音频功率，这时低失真、高效率的音频放大器就成为其中的关键部件。音频放大器的目的

6、是在产生声音的输出元件上重建输入的音频信号，信号音量和功率级都要理想——如实、有效且失真低。音频范围为约20Hz～20kHz，因此放大器在此范围内必须有良好的频率响应(驱动频带受限的扬声器28时要小一些，如低音喇叭或高音喇叭)。根据应用的不同，功率大小差异很大，从耳机的毫瓦级到TV或PC音频的数瓦，再到“迷你”家庭立体声和汽车音响的几十瓦，直到功率更大的家用和商用音响系统的数百瓦以上，大到能满足整个电影院或礼堂的声音要求。（二）发展D类工作模式在1959年由Baxandall首先提出，即使用脉冲形式的信号来

7、驱动高速的功率开关，该脉冲信号一般都是脉宽凋制(PWM)信号，它的低频部分包含了调制信号的信息，通过一个低通滤波器以后，可以将调制信号重现。从60年代起，人们就开始尝试研制D类放大器，最早是想用真空管来研制D类放大器，但由于受到真空管在电压降和电流能力方面的限制，降低了放大器的效率，限制了放大器的输出。在60年代后期，双极型晶体管取代了真空管，此时研制低频高效D类放大器的条件已经成熟，然而由于D类放大器需要在高频条件下工作，其工作频率至少为20KHz音频频率的4～5倍，因此在这样的高频下，使用双极型晶体管会

8、产生连续的开关损耗，这限制了D类放大器效率的提高。直到1970年金属氧化物半导体场效应管出现后，满足了D类放大器对高开关速度和低导通损耗的要求，实现了高性能的开关器件，这才开发出宽频带D类音频功率放大器，D类音频功率放大器从一经问世立即显示出其高效、节能、数字化的显著特点，引起了电子工业界的广泛关注。由于现在设计技术的不断提高，D类音频功率放大器的性能得到了突飞猛进的改善，在音质方面已经逐渐追上了AB类的性能，这