毕设
业计
汽车音响功放（20  届）
高效音频功率放大器设计
所在学院
专业班级电子信息工程
学生姓名学号
指导教师职称
完成日期年月
摘要
音频放大器已经快有一个世纪的历史了，最近几年，电子产品正在向薄型化、便携式迅速发展。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，越来越得到日益强调环保的市场的认同。
本设计的音频功率放大器就是采用的D类放大器，采用了TLC4502积分器和LM311比较器产生三角波，然后用LM311比较器与输入波形比较来进行脉宽调制，为了放大声音，采用了TLC4502进行了放大，为了提高输出电压，输出采用了H 桥互补对称输出电路，声音还原采用四阶低通滤波器（butterworth），为了将双端输出变为单端输出，所以最后做了一个减法器。
关键词：D类放大器（class D amplifier）；脉宽调制器（pulse width modulator）；低通滤波器（lowpass）
Abstract
Audio amplifier has almost a century ago, in recent years, electronic products are to the rapid development of light-weight, a portable. Timbre, and power efficiency high, fever less D class amplifier become the demand of the market. And because the D class the amplifier's low power consumption and fever many characteristics, such as less has been increasingly emphasize environmental protection market acceptance.
The design is to use the audio power amplifier and the D class amplifiers, adopted TLC4502 integrators and LM311 comparator produce triangle wave, then use LM311 comparator and input weaveform is for pulse width modulation, to amplify sound TLC4502, adopted the amplifier, in order to improve the output voltage, output adopted H bridge complementary symmetry output circuit, the voice reduction adopted four order low-pass filter (butterworth), in order to will double the output into the ocl output, so finally made a minus skulls.
Keywords: D class amplifier (amplifier),；scale-up D pulse width modulator (width modulator points)；low-pass filter (lowpass)
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目录
1引言........................................................................................................................ - 1 -
1.1音频放大器................................................................................................. - 1 -
1.2音频放大器发展及趋势............................................................................. - 1 - 2方案设计................................................................................................................ - 2 -
2.1设计任务..................................................................................................... - 2 -
2.2方案论证与比较......................................................................................... - 2 -
2.3总体方案..................................................................................................... - 5 - 3各部分电路设计.................................................................................................... - 6 -
3.1 D类放大器的工作原理............................................................................. - 6 -
3.2 各部分电路设计........................................................................................ - 7 -
3.2.1三角波产生器......................................................................................... - 7 -
3.2.2比较器..................................................................................................... - 9 -
3.2.3前置放大器........................................................................................... - 10 -
3.2.4驱动电路............................................................................................... - 13 -
3.2.5H桥互补对称输出电路......................................................................... - 14 -
3.2.6低通滤波器........................................................................................... - 16 -
3.2.7信号变换电路....................................................................................... - 17 -
3.2.8电源模块............................................................................................... - 18 - 4系统测试和数据分析.......................................................................................... - 20 - 5结论...................................................................................................................... - 21 - 致谢................................................................................................ 错误!未定义书签。参考文献................................................................................................................. - 22 - 附录......................................................................................................................... - 23 -
1引言
1.1音频放大器
音频放大器的目的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。[1]
音频放大器的一种简单模拟实现方案是采用线性模式的晶体管，得到与输入电压成比例的输出电压。正向电压增益通常很高(至少40dB)。如果反馈环包含正向增益，则整个环增益也很高。因为高环路增益能改善性能，即能抑制由正向路径的非线性引起的失真，而且通过提高电源抑制能力(PSR)来降低电源噪声，所以经常采用反馈。[2]
1.2音频放大器发展及趋势
音频放大器已经有快要一个世纪的历史了，最早的电子管放大器的第一个应用就是音频放大器。然而直到现在为止，它还在不断地更新、发展、前进。主要因为人类的听觉是各种感觉中的相当重要的一种，也是最基本的一种。为了满足它的需要，有关的音频放大器就要不断地加以改进。
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，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。就是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。[3]
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