音频功率放大器 开题报告 毕业设计.doc

本科毕业论文（设计）开题报告题 目： 音频功率放大器设计 学生姓名： 分院（系）： 专业班级： 指导教师： 完成时间： 2012年12月27日 一、 课题的意义 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类放大，/类放大和D类放大三种。晶体管功放的最大优点是电源转换效率高（D类功放最大可达55%）、体积小、重量轻、发热量不大、生产成本低。缺点是转换速率低、偶次谐波失真较大。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，各项实用性指标和可靠性指标都有很大改善，并不断在向更大的输出功率、更小的体积、更轻的重量、更多的功能和智能化方向发展。 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D类音频功率放大的设计上功能也不断更新。功率放大器在家电、数码产品中的应用也越来越广泛，与我们日常生活有着密切关系。随着生活水平的提高，人们越来越注重视觉，音质的享受。在大多数情况下，增强系统性能，如更好的声音效果，是促使消费者购买产品的一个重要因素。D类音频功率放大器作为音响等电子设备的后级放大电路，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。 二、 国内外研究状况 随着晶体管制造技术的不断提高和新技术的应用，各项实用性指标和可靠性指标都有很大改善，并不断在向更大的输出功率，更小的体积，更轻的重量，更多的功能和智能化方向发展，如美国CROWN公司的MA-5000VZA功放，其最大输出功率可达4000W/8（桥接，单通道）；完善的可靠性设计使它在苛刻的环境中可连续工作，使得生产者可作3年免维护的保证；插入可编程的输入处理模块USP3；可对12000台功放的工作状态进行程控调节和各种参数检测各种完善的可靠性保护措施，使它的可靠性大大提高，可与电子管功放媲美。晶体管功放具有许多宝贵优点，它的失真低于万分之一，但其音质听感总不如电子管功放那么逼真，细腻，尤其是在表现瞬态变化快而清脆的打击乐，弦乐和浑厚回荡的钢琴曲方面感觉最明显。20世纪80年代初，欧洲有些专业公司开始研究晶体管功放与电子管功放之间的性能差异及解决办法。电子管是一种电压控制器件，需要的控制功率极微，开关速率很快。晶体管是一种电流控制器件，需有较大的控制电流，转换速率较慢，这是最基本的差别。80年代中期欧洲首先推出了采用MOSFET音频场效应管功放。MOSFET场效应晶体管既具有晶体管的基本优点。使用不久发现这种功放的可靠性不高（无法外电路保护），开关速度提高得不多和最大输出功率仅为150W/8等。90年代初，MOSFET的制造技术有了很大突破，出现了一种高速MOSFET大功率开关场效应晶体管。西班牙艺格公司（ECLER）经多年研究，攻克了非破坏性保护系统的SPM专利技术，推出了集电子管功放和晶体管功放两者优点结合的第3代功放产品，在欧洲市场上获得了认可，并逐步在世界上得到了应用。第3代MOSFET功放的中频和高频音质接近电子管功放，但低频的柔和度比晶体管功放差一些，此外MOSFET开关场效应管容易被输出和输入过载损坏。数字功放的概念早在20世纪60年代就有人提出了，由于当时技术条件的限制，进展一直较慢。1983年，M.B.Sandler等学者提出了D类放大的PCM（脉码调制）数字功放的基本结构。主要技术要点是如何把PCM信号变成PWM（脉冲调宽信号）。美国Tripass公司设计了改进的D类数字功放，取名为“T”类功1999年意大利POWERSOFT公司推出了数字功放的商业产品，从此，第4代音频功率放大器，数字功放进入了工程应用，并获得了世界同行的认可，市场日益扩大，最终将替代各类模拟功放。三、 毕业设计的主要内容1.本设计主要制作一个音频功率放大器，输出功率5W10W，电源电压20V以下。2.放大模块前端选用NE5532放大芯片，对微弱小信号进行放大，功放模块采用LM1875放大， NE5532是高性能低噪声双运算放大器（双运放）集成电路。与很多标准运放相似，但它具有更好的噪声性能，优良的输出驱动能力及相当高的小信号带宽，电源电压范围大等特点。功放模块具有失真度低，效率高等特点。3.电源部分，采用线性电源，首先经过变压器把220V的强电流，变成12V的弱电流，在经过整流，滤波电路，输出正负17v的电压，用于功放模块的供电。四 、 所采用的方法、手段及步骤1首先在指导老师的帮助下对所选课题进行总体设计方案选择，列举多个方案进行择优选择。2.通过查找相关文献和书籍，全面、系统的了解掌握研究问题的理论基础，研究进展和发展现状。并结合国内外相关文献，分析实际案例，多角度、宽领域、系统性的透视分析具体问题。3结合大学所学内容并且阅读相关文献和书籍,了解相关问题的理论基础。通过图书馆和网络收集资料，了解国内外最新研究成果。4通过软件进行仿真，并在实验室进行硬件焊接。找出问题和不足，及时和指导老师进行联系，根据老师意见修改硬件以及完善论文五、 阶段进度计划 2012年12月初-2012年12月末 准备资料和填写开题报告2012年12月-2013年1月 查阅相关资料，整理关于音频功率放大器的相关内容，对设计方案有初步的了解，并请教指导老师确定出总体方案设计。2013年1月-2013年3月 通过对方案设计的进一步了解，对设计方案进行软件仿真，记录数据，并在实验室完成硬件焊接。2013年3月 -2013年4月 开始硬件测试论文以及论文的撰写。2013年5月 完成毕业设计的主要内容，进一步修改错误，改正细小的错误，并对设计内容进行深层次的理解最后完成论文答辩。参考文献1曾广兴，现代音响技术应用M，广东科技出版社，1997(03)2张平，关于音频功率放大器的应用J，安阳大学学报，2002(02)3吴振平，实用声电技术中国铁道出版社M，1984(02)4龚伟，音频放大器控制方式综述J，重庆大学报，2003(02)5黎明，电子质量M，2002(02)6华成英，模拟电子技术基础M，北京高等教育出版社，20017姚福安，音频功率放大器设计J，山东大学学报，20038牟小令，高效率音频功率放大器，西南师范大学学报，20039马建国，电子系统设计M，成都高等教育出版社，200110 刘树林，低频电子线路M，电子工业出版社，200311曲荣，收音机电平指示电路锦集.M，北京高等教育出版社，2005(06)12方佩敏，音频功率放大器M，2003(08)13何希才，实用电子电路400例J，电子工业出版社,2004(03)14陈伟鑫，新型实用电路精选指南M，电子工业出版社,2001(02)15谢自美，电子线路设计M，华中科技大学出版社，2004(06)16康华光，模拟电子技术基础M，高等教育出版社，200117牟小令，高效率音频功率放大器J，西南师范大学学报，2003(01)指导老师意见： 指导老师签字： 年 月 日教研室意见： 主任签字： 年 月 日