本科毕业论文（设计）
题    目：     音频功率放大器设计   
    学生姓名：                  
    指导教师：         
    所在分院：            
    专    业：       电子信息工程       
    班    级：        
二〇一三年五月
音频功率放大器设计
摘要：音频功放全称为音频功率放大器，它主要用于推动扬声器发声，从而重现声音的功放装置。本设计主要采用前置NE5532集成放大，功放模块选用LM1875放大芯片，电源部分采用自
制的线性直流电源。该音频功率放大器能够很好的对低频小信号进行放大，它能够如实的反映出声音信号的音，音高和音强等音质状况本来面貌的能力，并且对声音信号进行必要的修饰以及加工。本文主要介绍基于LM1875 D类音频功率放大电路的设计，它在音频应用场合能够提供非常低的失真度和高质量的音，还具有了高增益、快速转换速率、宽功率带宽、大输出电压摆幅、大电流能力和非常宽的电源范围等特性。在当今的社会中，经过了几代科学家的不断努力和尝试，它的技术已经日益成熟，用了一套比较完整的制作方法。通过对硬件数据进行测试，比较输出功率和输入功率，进一步了解了音频功率放大器。
关键词：LM1875；高保真；功率放大
Audio power amplifier design
Abstract：Audio amplifier called the audio power amplifier, it is mainly used to promote the sound from the speakers to reproduce sound amplifier device. The design front NE5532 integrated enlarge, rear LM1875 amplifier chip, can be a good low-frequency small-signal amplification, it can truthfully reflect the tone of the sound signal, pitch and tone strong sound quality status and the ability of the original appearance of and the sound signal nece
ssary modification and processing Therefore, the object of study is the sound quality of high-fidelity power amplifier technology, this paper describes the LM1875 class D audio power amplifier design, audio applications can provide very low distortion and high-quality sound, but also has a high gain, fast slew rate, wide power bandwidth, large output voltage swing, high current capability, and a very wide power range and other characteristics. Today, the audio power amplifier is still analog amplifier for mainstream products, analog amplifier has experienced decades of continuous improvement and perfection, and its technology has been developed to its peak. Test, comparing the output power and input power, hardware data Learn more about the audio power amplifier.
Keywords: LM1875 ；High-fidelity ；power  amplifier

目录
1.    绪论    1
1.1  音频功率放大器的设计背景    1
1.2  国内外的研究现状    2
1.3  设计的主要内容    3
2  系统方案的论证    4
2.1  设计的主要任务    4
2.2  设计方案的选择    4
3  硬件电路的设计    6
3.1  前置放大器    6
3.2  功放设计    7
3.2.1  功率放大器的类别    7
3.2.2  音频功率放大器的主要参数指标    10
3.2.3  D类功率放大器的特点    12
3.2.4  关于 LM1875的电路特点以及资料    13
3.2.5  Lm1875放大电路的设计    14
3.3  电源电路的设计    15
4  电路制作以及安装测试    18
4.1  装配与测试数据    18
4.3  实物展示    19
5.  总 结    20
致 谢    21
参考文献    22

1.   绪论
功率放大器，可以称之为“功放”。在大多数的时候，额定的输出功率并不能让整个音频系统完全运作，这个时候就要在媒介间进行功率的增大，在这一系列的转换中，音频功率放大器起到了协调，组织，和呼应的作用，最后会提供良好的音质输出。
由于科技的高速发展，人们生活水平的进一步提高，现代的音频技术已经进一步普及，每个人的文化信仰，教育水平，工作的领域都是存在千差万别的，这些不同也让大家有了自己对音频设备的一些看法。同时由于每个人的听感不同，每个人的选择也不一样，器材要做到的就是完成指标上的任务，达到理想的听感。
其实音频功率放大器的发展已经到了瓶颈，它现在拥有完善的系统和制作方法，别广泛运用在各类场合中，各种品牌的电子产品充斥在电子市场，流动在每一个人的日常生活中，各类放大器已经呈现特征鲜明，系统稳定等特点。经过数十年人们的不懈努力，对于音频功率放大器的认识已经从思想上都取得了很大的进步，现在的线路技术以及元器件都有了很大的进步。
1.1  音频功率放大器的设计背景
电子管、晶体管、场效应管以及集成电路，被称作音频功率放大器的技术的四个阶段。
在1906年的时候，人类第一次创造除了真空三极管，创造者来自于德国的来德福斯特，当时间来到1927年的时候，贝尔实验室发明了负反馈NFB（负反馈）技术，这个时候音响技术的发展进入了一个新的时代，当时的威廉姆斯放大器轰动一时，在1947年是音频功率放大器的一个里程碑，在这一年伟大的科学家威廉姆森先生，在一篇文章里面成功描述了利用负反馈的高保真，在当时是具有划时代意义的，也在当时制造空前的效应。
由于晶体管放大器能够制造出更加细腻的声音，所以时间到了二十世纪的时候，音频功率放大器已经进入到了一个非常宽广的世界，各种关于音频功率放大器的文章以及设计相继浮现在市场上，比如当时很出名的OTL 输出放大器，名噪一时，它具有比较宽的频率响应，很低的失真，以及较宽的频率响应，音频功率放大器，几乎拥有一个世纪的历史，晶体管放大器的首次应用是音频​​放大器。然而，到现在为止，它在不断变化，发展壮大。这些都满足了人类日常的各种听感，是最基本的一种听觉方式的表达。音频功率放大器，在满足基本需求后，必须继续加以改进和不断的完善。当各种便携数码产品出现的时候，它的作用就更为重要了。很多音频制造商都会和各大品牌合作，将最好的音质带给大家。这已经成为几乎每个
人都有便携式数码产品。一个又一个流行的便携式电视，便携VCD，平板电脑等等，所有便携式数码产品都一样，它们最突出的地方就是拥有信号源，而且拥有完善的音频功率放大器系统，体积相当小巧，单纯的电池供电就可以满足系统要求了。所以慢慢的一种新型的放大器就这样诞生了，D类放大器的发展得到了极大地壮大和提高。其最大的特点是它可以使放大器保持很高的效率以及很低的失真，工作高效率的音频放大器，需要的不仅是在便携式设备中同时也需要在高功率电子器件。由于功率越大，效率更重要。在日常生活中，人们的生活水品越来越高，购买力越来越高，对于功率放大器的要求也很高，高端的家庭影院，震撼的影城，这其中优良的音频放大器无疑起着重要的作用，在这些高端设备中，往往需要几十瓦甚至上百瓦的音频功率。在现代人们对功率放大器的要求下，低失真，高效率的音频放大器的关键部件之一。
1.2  国内外的研究现状
近期意法推出24V功率放大器，为汽车带来最先进音频技术。横跨多重电子应用领域、全球领先的半导体供应商、全球最大的汽车音频功率放大器供应商意法半导体(STMicroelectronics，简称ST;纽约证券交易所代码：STM )这个产品其实很适合在一般中型
客车上使用，具有很高的性能，而且工作电压只需要24v就可以了。这是全球第一款在工作电压满足24V的汽车内，不需要加装任何外部元器件直接可以直接驱动扬声器的音频功率 放大器，证明了意法半导 体长期以来对汽车市场的专注和研发投入。 
意法半导体的汽车产品部音频与功率行销总监Luca Celant表示：“数百万的货车司机和其它重型车辆驾驶员通常是孤身一人长途驾驶，高品质的音响系统有助于他们放松心情，集中注意力，然而直到现在，只能勉强使用现有重型车辆的音响系统。凭借本公司在全球汽车音频功率放大器市场的领导优势，意法半导体研发出这款业界独一无二的产品，让重型车辆驾驶员能够享受只有新型轿车才具备的高品质音响
意法半导体还宣布扩大FDA全数字放大器产品系列的计划，从2013年初提供双声道产品开始用作汽车音频放大器，同时必须能够承受恶劣的汽车环境的影响，包括高强度的电噪声，而且必须针对潜在危险事故提供全面的保护功能，例如，短路、负载突降和芯片过热保护。 12V汽车系统的音频放大器非常精密，在不增加外部元器件的条件下，汽车音响厂商仍然无法在24V汽车系统内复制12V系统的音频性能，增加外部元器件不仅使成本增加，甚至在某些条件下还存在安全隐患。
TDA7576B音频放大器进一步扩大了意法半导 体的24V汽车专用产品组合，包括近期已推出的外部照明芯片和内部照明芯片。
TDA7576B的一些主要特征如下所示：
· 电源方面采用24V的交流电源;
· 它的最高输出功率是20w左右;
· 当大量减少元器件的数量的时候，比如说去除了耦合式的电容，无自举电容(bootstrap capacitor)、无外部补偿器件(compensation component);
· 它还具有了集成模块省电的功能;
· 用来诊断输出引脚的方法可以采用输出削波就会产生短路或者电路过热的警报;
· 保护功能：60V甩负载保护、芯片过热保护、静电放电(ESD)保护、输出GND或汽车发烧音响Vcc短路或 负载短路保护。
TDA7576B现已上市，采用紧凑的Multiwatt15封装4x135W最大输出功率(FDA4100LV)或4x50W(FDA450LV)
4x135W最大输出功率(FDA4100LV)或4x50W(FDA450LV)