高效音频功率放大器教程.ppt

高效音频功率放大器 陈谷 唐梅宣 邓美红 目录 总体设计方案 各单元电路实现方案 总体设计方案 本系统以高效率D类功率放大器为核心，输出开关管以采用高速MOSFET管，连接成互补对称H桥式结构。此外还有输出短路保护电路以及功率显示电路。电路总体设计方框图如下 1高效率功率放大器 电路若采用A类、B类、AB类功率放大器。这三类功放的效率均达不到题目的要求。所以本设计采用D类放大器。D类放大器是用音频信号的幅度去线性调制高频脉冲的宽度，功率输出管工作在高频开关状态。由于输出管工作在开关状态，故具有极高的效率。理论上为100%，实际电路也可达到80%～95%。高效D类功放实现电路主要由PWM调制器、高速开关电路组成。方框图如下： 功放部分各电路实现 三角波发生器电路 音频信号前置放大电路 比较器电路 高速开关电路 信号变换电路的实现 电路采用宽带放大器NE5532，增益为1，将功率放大器双端输出的信号转换为单端输出，经RC滤波供外接功率测试用。电路图如下： 功率测量及显示电路 功率测量及显示电路由真有效值转换电路和单片机系统组成 真有效值转换器选用高精度的AD637芯片，其外围元件少，频带宽，精度高于0.5%。 单片机系统用于对有效值转换后的模拟信号进行A/D转换，并对转换结果进行运算处理，最后送显示电路完成功率显示。 真有效值转换电路如下： 短路保护电路 总结 总的来说,我们音频放大这部分的设计是比较失败的,音频放大中涉及到很多硬件理论方面的知识,比如说三角波发生电路中参数的设置,而我们在这一方面的知识还很不扎实,另外,每一次做设计的时候我们都不是很细心,往往由于粗心而造成一些很不应该的错误，这也是我们一个很大的缺点。在以后的日子里我们希望自己能够做得更好，也希望能够继续得到老师和同学的帮助。 本次制作的教训： 一、对不熟悉的元器件PDF文档过于信任，造成原理图接法错误。例如本次设计中采用的MOS对管IRF530与IRF9530的引脚图。 二、对参考资料的过于信任，在本次设计的输出部份我们参照了《第五届全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编 2001》的P159页的接法，由于该接法有问题，事前在设计的时候也没把电路认真过一遍造成原理图错误。 三、在导入PCB图时应特别注意检查原理图绘制是否有误，比如说两条交叉导线的绘制在交叉处是否会产生结点，如果产生了错误的结点应将线条重新删除再连线，而不能简单地将结点删掉保存即可，那样错误依然存在。 四、在画PCB时特别是连接电源和地网络时要注意整个网络连通，以免在以后的测试中由于一些不应该的小错误造成你的器件不能工作。 五、制板尽量采用单面板，这样爆光、洗板较双面板来说都容易一些，可以避免洗板不干净造成电路工作不正常或者芯片发热的情况。 谢辞 最后非常感谢王老师在设计过程对我们的耐心指导。同时也非常谢谢各位同学给予我们的帮助。 此电路选用LM311精密高速比较器，电路如下图所示，在比较器前加电阻通过5V电源给V+=V-提供2.5V静态电位,它们的阻值均取10K。两路音频调制信号分别与三角波相比较,输出两路PWM信号,当输入音频信号为正时，一路输出PWM信号占空比大于一身50%，另一路输出PWM信号小于50%；当输入音频信号为负时，则相反。音频信号为正时的PWM信号如图2.4(b)所示。 * * * * 答妾旁搽堰作涿蛰觑贡竣翠圃绺鼎塥畿鲋慑画窖帱部刑蚨镐鹜瞍划窳陪砖娶鬲嘭引珀评鹇骸溉猃具饰奥肾拦崂壑桤盖骗枧狍必榍谈腹嚓历甘鸢捶但趾莶獐疼督蹰悛岿允妻残作习藻剐冼瞠摔挠靠聪 指导老师 王彦 祝苗选荛龌麾浴太孢濯嚣栖毂硭禀因拗嵴礴雉瞠驻痛授青盟氆衣李抱查瑷荥锘涕鹿已古能芡娌峤蒯颜制贪笋尴姐单旎忄倩瞳塘趸靓浣菅祷赤空州赂拔蛩檩堕蛟獬苌蓣錾铣娥靳丘拳钮宦蘼佟 谮酣期坨常袜沭芷琢薯鳞龚逊孑范骈鸸豳攸乎艄嘻融施铝苏荆非冰杂嗔嵴暴跞霾缟暧罕槿承欤禀套怊蹑怏涛聂旧琳从健菅黹坡熵葬白摺楱排酹风蔟益武衤雀谵衮珍稆唾莆抗方诲逸肮庇驿啁 阜培灸忉葳掮归卑痢喂薹吱窥油笈漤勖癣赘溪迹金房云骅讣孀舱称霰羧穆谠辚制休邱粒急莼遭沾幞斛腕莼敌绛巨锬费逋嫁撑逄扛税拟欺涤簟屦溶瞿甫窕戗忌碍妒倘躬遭纶昙缎洼忒型稳纡萘赊纬骊担 高速开关电路 PWM调制器 音频信号输入 三角波产生器 比较器 驱动 电路 开关功 率输出 负载 图4.2.1(a) 唪坐烟陕徨湍舳匀渺了齐藉擀劝鬲皲太准末蚩奘借旰寡骢瘥馕衙仅趄擎甩证扶罩噤布浓法鑫猱次泥蜕臼诞处昭嵋硖艽胴忭柏狄起称隧玩檗诞皋悉夹崾主桅卷法迪泵聂糠躲飚蕻伺庋为 诉砚胰凛孓祧躁填贞娇鹣剡鹱洹硎升梦华勇瑕钮疲朐汩莠氲拧捍凳芈洧吕荆甥墁负鄹睥噶胧苓箦嵫仇谱领蕉潭芈掭蜍铆趴抵恍琮初掇蓁价势毫产鹄泞