湖南工业大学本科毕业设计

湖南工业大学本科毕业设计（论文）开题报告高效率音频功率放大器学院：电气与信息工程学院专业：测控技术与仪器班级：测控技术1102指导教师：周维龙高效率音频功率放大器设计简介：(1)音频功率放大器，简称音频功放，音频功率放大器主要用于推动扬声器发声,凡发声的电子产品中都要用到音频功放，比如手机、MP4播放器、笔记本电脑、电视机、音响设备等给我们的生活和学习工作带来了不可替代的方便享受。(2)音频放大器由音频采集，前置放大器，功率放大器，保护电路和功率测量电路五部分组成。(3)我们讨论的功率放大器是来自调音台的信号进行功率放大并推动扬声器系统发声。

其组成框架如下图：音频采集前置放大器保护电路功率放大器功率测量电路负反馈自增益音频功率放大器方框图设计中模块简介：（1）音频采集（2）前置电路：由前置放大器和滤波两部分构成。（1）前置放大器的设计（1）由于话筒提供的信号非常弱，要在音调控制级前加一个前置放大器，考虑到设计电路对频率响应及零输入时的噪声、电流、电压的要求，前置放大器选用集成运放放大器UA741。（2）前置放大电路是由UA741放大器组成的一级放大电路，放大倍数即1＋R2／R1，经过前级运放，放大倍数由R2可调。于是我们得到了下一级功率放大电路的输入电压。（2）自动调音模块选用负反馈式音调控制器，由于集成运算放大器具有电压增益高、输入阻抗高等优点，用它制作的音调控制电路具有电路结构简单、工作稳定等优点。（3）功率放大器的设计为达到功率放大的目的，本方案选用LM386型单片机集成功率放大电路，其主要特点是：上升随率高、瞬态互调失真小；输出功率比较大；外围电路简单，使用方便；体积小；内含各种保护电路，工作安全可靠。（4）滤波电路

采用两个相同四阶巴特沃斯低通滤波器，在保证20KHz频率的前提下使负载上高频载波电压进一步得到衰减，使输出波形纯净。（5）功率测量及显示模块（1）由于功放输出信号不是单一频率，而是20KHz频带内的任意波形，故采用有效值／直流变换电路。此方案采用有效值／直流变专用芯片，先得音频信号电压的有效值，再用A/D转换器采样有效值，直接用单片机计算平均功率。（2）其基本框图如图所示。

真有效值变换电路A/D单片机处理系统LCD显示输出信号图2功率测量及显示电路组成框图（6）负反馈的引入：

使功率放大稳定，且能自动调节音量。从而功放部分引入串联电压负反馈，其中结型场效应管座电压比较，驱动功放芯片。（7）保护电路：保护电路用来保护输出级功率管和测量电路（功率显示，扬声器），以防过载损坏。由二极管组成的钳位电路

（8）主要研究内容（1）功率放大器的设计与制作①放大倍数：≥40dB；②输入阻抗：≥10kΩ,电压放大倍数为1～20连续可调；③最大不失真输出功率：5W／8Ω负载；④低频噪声电压（20kHz以下）≤10mV，在电压放大倍数为10，输入端对地交流短路时测量；（2）四阶巴特沃斯低通滤波的设计与制作①3dB通频带：20Hz～20kHz,输出正弦信号无明显失真；（3）变换电路的设计与制作①前置放大倍数为2；②不平衡输入，平衡输出；（4）功率计的设计与制作①采用8个LED灯的亮﹑灭模拟音量大小；②LCD12864显示当前信号的功率；（三）参考文献：

[1]童建华：《音响设备技术》.（电子工业出版社）2010年1月

[2]邹天汉：《数字功放和音箱设计与制作》.人民邮电出版社/2004[3]百度百科功率放大

[4]康华光，陈大钦.《电子技术基础》（模拟部分）【M】.高等教育出版社，2005年

[5]童诗白，华成英《模拟电子技术基础》【M】.高等教育出版社，2006年

[6]孙余凯，项绮明《精选使用电子电路》电子工业出版社

[7]沈壕《音频工程基础》北京工业大学出版社

[8]

（9）选题依据（1）功率放大器是机电一体化产品中不可缺少的部分，也是其最基本的部分。功率放大器发展至今，有许多种类和应用，在工业方面，有数控机床的电机驱动，有应用于新型磁轴承开关，也有在电力电子控制技术种的应用。（2）在通讯方面，有几百毫瓦的蜂窝电话发射机、有基站几十瓦的功率放大器、也有上千瓦的电视信号发射机。但音频功率放大器，其设计所遵循的基本规律几乎是相同的。而它的设计包含了电子电路技术、数字和模拟电子技术、测试技术以及实现智能化的单片机控制技术等。（3）以音频功率放大器设计制作作为载体，实现兴趣与理论实践相结合，使整个设计过程不枯燥无味，从而既实现了对功率放大器的理论学习，又进行一次高性能智能型产品设计。（4）同时，通过实际设计与制作，进一步发挥和巩固三年来所学的知识，在实践中锻炼自己，在锻炼中提高自己专业水平，实现由理论到实际运用的转变，便于更好的发现问题和解决问题。（10）研究思路（1）设计的基本思路功率放大器的作用是给扬声器提供一定的输出功率，为了使输出功率尽可能的大，输出信号的非线性失真尽可能的小，且效率尽可能高，保证电路动作稳定，必须采取有效措施使信号高保真

。为了获得足够大的输出功率驱动负载工作

，故需要有足够高的电压放大倍数。因此性能良好的LM386功率放大器芯片作为驱动，为扬声器提供足够大的信号。

3.工作进度及具体安排序号内容安排开始时间结束时间1选题2013-12-12014-1-12查阅资料