湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)

湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告高效率音頻功率放大器學(xué)院：電氣與信息工程學(xué)院專業(yè)：測(cè)控技術(shù)與儀器班級(jí)：測(cè)控技術(shù)1102指導(dǎo)教師：周維龍高效率音頻功率放大器設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介：(1)音頻功率放大器，簡(jiǎn)稱音頻功放，音頻功率放大器主要用于推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲,凡發(fā)聲的電子產(chǎn)品中都要用到音頻功放，比如手機(jī)、MP4播放器、筆記本電腦、電視機(jī)、音響設(shè)備等給我們的生活和學(xué)習(xí)工作帶來(lái)了不可替代的方便享受。(2)音頻放大器由音頻采集，前置放大器，功率放大器，保護(hù)電路和功率測(cè)量電路五部分組成。(3)我們討論的功率放大器是來(lái)自調(diào)音臺(tái)的信號(hào)進(jìn)行功率放大并推動(dòng)揚(yáng)聲器系統(tǒng)發(fā)聲。

其組成框架如下圖：音頻采集前置放大器保護(hù)電路功率放大器功率測(cè)量電路負(fù)反饋?zhàn)栽鲆嬉纛l功率放大器方框圖設(shè)計(jì)中模塊簡(jiǎn)介：（1）音頻采集（2）前置電路：由前置放大器和濾波兩部分構(gòu)成。（1）前置放大器的設(shè)計(jì)（1）由于話筒提供的信號(hào)非常弱，要在音調(diào)控制級(jí)前加一個(gè)前置放大器，考慮到設(shè)計(jì)電路對(duì)頻率響應(yīng)及零輸入時(shí)的噪聲、電流、電壓的要求，前置放大器選用集成運(yùn)放放大器UA741。（2）前置放大電路是由UA741放大器組成的一級(jí)放大電路，放大倍數(shù)即1＋R2／R1，經(jīng)過(guò)前級(jí)運(yùn)放，放大倍數(shù)由R2可調(diào)。于是我們得到了下一級(jí)功率放大電路的輸入電壓。（2）自動(dòng)調(diào)音模塊選用負(fù)反饋式音調(diào)控制器，由于集成運(yùn)算放大器具有電壓增益高、輸入阻抗高等優(yōu)點(diǎn)，用它制作的音調(diào)控制電路具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。（3）功率放大器的設(shè)計(jì)為達(dá)到功率放大的目的，本方案選用LM386型單片機(jī)集成功率放大電路，其主要特點(diǎn)是：上升隨率高、瞬態(tài)互調(diào)失真?。惠敵龉β时容^大；外圍電路簡(jiǎn)單，使用方便；體積小；內(nèi)含各種保護(hù)電路，工作安全可靠。（4）濾波電路

采用兩個(gè)相同四階巴特沃斯低通濾波器，在保證20KHz頻率的前提下使負(fù)載上高頻載波電壓進(jìn)一步得到衰減，使輸出波形純凈。（5）功率測(cè)量及顯示模塊（1）由于功放輸出信號(hào)不是單一頻率，而是20KHz頻帶內(nèi)的任意波形，故采用有效值／直流變換電路。此方案采用有效值／直流變專用芯片，先得音頻信號(hào)電壓的有效值，再用A/D轉(zhuǎn)換器采樣有效值，直接用單片機(jī)計(jì)算平均功率。（2）其基本框圖如圖所示。

真有效值變換電路A/D單片機(jī)處理系統(tǒng)LCD顯示輸出信號(hào)圖2功率測(cè)量及顯示電路組成框圖（6）負(fù)反饋的引入：

使功率放大穩(wěn)定，且能自動(dòng)調(diào)節(jié)音量。從而功放部分引入串聯(lián)電壓負(fù)反饋，其中結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管座電壓比較，驅(qū)動(dòng)功放芯片。（7）保護(hù)電路：保護(hù)電路用來(lái)保護(hù)輸出級(jí)功率管和測(cè)量電路（功率顯示，揚(yáng)聲器），以防過(guò)載損壞。由二極管組成的鉗位電路

（8）主要研究?jī)?nèi)容（1）功率放大器的設(shè)計(jì)與制作①放大倍數(shù)：≥40dB；②輸入阻抗：≥10kΩ,電壓放大倍數(shù)為1～20連續(xù)可調(diào)；③最大不失真輸出功率：5W／8Ω負(fù)載；④低頻噪聲電壓（20kHz以下）≤10mV，在電壓放大倍數(shù)為10，輸入端對(duì)地交流短路時(shí)測(cè)量；（2）四階巴特沃斯低通濾波的設(shè)計(jì)與制作①3dB通頻帶：20Hz～20kHz,輸出正弦信號(hào)無(wú)明顯失真；（3）變換電路的設(shè)計(jì)與制作①前置放大倍數(shù)為2；②不平衡輸入，平衡輸出；（4）功率計(jì)的設(shè)計(jì)與制作①采用8個(gè)LED燈的亮﹑滅模擬音量大??；②LCD12864顯示當(dāng)前信號(hào)的功率；（三）參考文獻(xiàn)：

[1]童建華：《音響設(shè)備技術(shù)》.（電子工業(yè)出版社）2010年1月

[2]鄒天漢：《數(shù)字功放和音箱設(shè)計(jì)與制作》.人民郵電出版社/2004[3]百度百科功率放大

[4]康華光，陳大欽.《電子技術(shù)基礎(chǔ)》（模擬部分）【M】.高等教育出版社，2005年

[5]童詩(shī)白，華成英《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》【M】.高等教育出版社，2006年

[6]孫余凱，項(xiàng)綺明《精選使用電子電路》電子工業(yè)出版社

[7]沈壕《音頻工程基礎(chǔ)》北京工業(yè)大學(xué)出版社

[8]

（9）選題依據(jù)（1）功率放大器是機(jī)電一體化產(chǎn)品中不可缺少的部分，也是其最基本的部分。功率放大器發(fā)展至今，有許多種類(lèi)和應(yīng)用，在工業(yè)方面，有數(shù)控機(jī)床的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，有應(yīng)用于新型磁軸承開(kāi)關(guān)，也有在電力電子控制技術(shù)種的應(yīng)用。（2）在通訊方面，有幾百毫瓦的蜂窩電話發(fā)射機(jī)、有基站幾十瓦的功率放大器、也有上千瓦的電視信號(hào)發(fā)射機(jī)。但音頻功率放大器，其設(shè)計(jì)所遵循的基本規(guī)律幾乎是相同的。而它的設(shè)計(jì)包含了電子電路技術(shù)、數(shù)字和模擬電子技術(shù)、測(cè)試技術(shù)以及實(shí)現(xiàn)智能化的單片機(jī)控制技術(shù)等。（3）以音頻功率放大器設(shè)計(jì)制作作為載體，實(shí)現(xiàn)興趣與理論實(shí)踐相結(jié)合，使整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程不枯燥無(wú)味，從而既實(shí)現(xiàn)了對(duì)功率放大器的理論學(xué)習(xí)，又進(jìn)行一次高性能智能型產(chǎn)品設(shè)計(jì)。（4）同時(shí)，通過(guò)實(shí)際設(shè)計(jì)與制作，進(jìn)一步發(fā)揮和鞏固三年來(lái)所學(xué)的知識(shí)，在實(shí)踐中鍛煉自己，在鍛煉中提高自己專業(yè)水平，實(shí)現(xiàn)由理論到實(shí)際運(yùn)用的轉(zhuǎn)變，便于更好的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題。（10）研究思路（1）設(shè)計(jì)的基本思路功率放大器的作用是給揚(yáng)聲器提供一定的輸出功率，為了使輸出功率盡可能的大，輸出信號(hào)的非線性失真盡可能的小，且效率盡可能高，保證電路動(dòng)作穩(wěn)定，必須采取有效措施使信號(hào)高保真

。為了獲得足夠大的輸出功率驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作

，故需要有足夠高的電壓放大倍數(shù)。因此性能良好的LM386功率放大器芯片作為驅(qū)動(dòng)，為揚(yáng)聲器提供足夠大的信號(hào)。

3.工作進(jìn)度及具體安排序號(hào)內(nèi)容安排開(kāi)始時(shí)間結(jié)束時(shí)間1選題2013-12-12014-1-12查閱資料