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1、 毕业设计（论文）高效音频功率放大器专业（系） 智能电网（电气工程系） 班 级 智网102 学生姓名 指导老师 完成日期 0目 录摘 要IAbstractII第1章 任务与要求11.1课题概述11.2 设计内容与要求11.3参数要求1第2章 引 言22.1研究背景22.2论文研究目标和意义22.3论文章节安排3第3章 方案论证与设计43.1 总体设计分析43.2 原理分析43.2.1 D类放大器的工作原理43.2.2 D类放大器的系统分析63.2.3D类放大器的特点73.2.4D类放大器的要求73.3方案的选择与设计93.3.1高效率功放类型的选择93.3.2脉宽调制器（PWM）93.3.3高
2、速开关电路93.3.4滤波器的选择103.3.5信号变换电路103.3.6功率测量电路113.4 方案确定11第4章 硬件电路设计124.1硬件电路124.1.1三角波发生器124.1.2 前置放大电路124.1.3 脉宽调制电路134.1.4 整形输出电路144.2主要芯片介绍154.2.1CD40106154.2.2NE5532164.2.31LM393174.3实物图18第5章 电路调试205.1调试的设备205.2调试步骤205.2.1 通电前调试205.2.2通电调试205.2.3测试和调整205.3实际电路参数215.2.1三角波发生器电路215.2.2脉宽调制比较器21第6章 使
3、用说明226.1 使用方法226.1.1 注意事项226.2故障分析226.3总结22第7章 心得体会（致谢）24参考文献25附录26附件一：总原理图26附件二：元件清单27湖南铁道职业技术学院毕业设计说明书摘 要本次设计是制作一个高效的音频功率放大器，以D类放大器的原理为基础，用于对通频带范围为0.00220kHz的音频信号进行放大。功率放大部分采用+5v单电源供电,主要由前置放大模块、三角波产生模块、比较器模块、驱动模块、H桥互补对称输出模块构成，三角波产生模块有LE393和NE5532构成三角波发生器、前置放大由NE5532转变。在8负载上，最大输出功率为1.24W，输出波形几乎无失真。
4、电压放大倍数120连续可调，在输出功率500mW时测量的功率放大效率50%。关键字：音频功率放大器，高效率，PWMAbstractThis design is to produce a high efficient audio power amplifier to class D amplifier principle as the foundation, used to pass band range of 0.002 and KHZ audio signal amplification. Power amplification part adopts single + 5 v power
5、supply, mainly by the preamplifier module, triangular wave produce module, comparator module, drive module, H bridge complementary symmetry output module structure, triangular wave produce module has LE393 and NE5532 constitute a triangular wave generator, the preamplifier NE5532 transformation. In
6、eight load, maximum output power is 1.24 W, output waveform almost no distortion. Voltage amplification factor 1 and continuous adjustable, the output of 500 mw of power amplification efficiency were measured at 50% or more.Key words: Audio power amplifier, and high efficiency, PWM第1章 任务与要求1.1课题概述我们
7、的毕业设计是高校音频功率放大器，它是近年来刚发展起来的一种音频放大器，通常叫做D类放大器。功率放大器的电源电压为+5V，负载为8电阻。它具有功率大、效率高、失真小的特点。1.2 设计内容与要求1） 确定设计方案，绘制电路原理图。2） 设计印刷板电路。3） 试制本机（含外观设计）。4） 确定本机测试方案。5） 本课题组必须制作一组实物。6） 现场测试、写出测试报告。1.3参数要求1）功率放大器a3dB通频带为300Hz3400Hz，输出正弦信号无明显失真。b最大不失真输出功率1W。c输入阻抗10k，电压放大倍数120连续可调。d低频噪声电压（20kHz以下）10mv，在电压放大倍数为10，输入端
8、对地交流短路时测量。e在输出功率500mW时测量的功率放大器效率（输出功率/放大器总功耗）50%。2）具有输出短路保护功能。第2章 引 言2.1研究背景以家庭影院为标志的现代家庭影音系统自20世纪80、90年代兴起后，马上得到广大民众，特别是年轻一代的青睐，你惊人的速度进入千家万户和公共娱乐场所。随着数字电路和计算机技术的不断发展，家庭影音系统日趋成熟与完美，越来越多的电子爱好者期望能自己制作出体现自己意愿特殊的家庭影音系统。我们毕业研究的课题，就是家庭影音系统的一部分，最高效的D类功放，它正慢慢的改变我们的生活，使我们的生活变得更美好。本文的D类音频功率放大器主要采用PWM原理实现，即用模拟
9、音频信号的幅度来调制一系列矩形脉冲的宽度，一个模拟音频信号与三角波通过比较器，原来的模拟信号就被调制为宽度不同的等幅信号。这个信号通过开关输出电路放大，再将被放大的脉宽调制信号中所包含的低频分量滤出来就可以得到放大以后的音频信号。2.2论文研究目标和意义本文分析了现在世界音频领域数字化的发展方向和人们对于节能环保的需求，了解到现代音频领域对于音频功率放大器的要求是高效、节能。并且它可以在音频频率范围内，高效率，低失真地进行音频信号功率放大。传统功率放大器是利用模拟功率放大器进行模拟信号放大，如A类、B类和AB类放大器。A类放大器主要特点是：放大器工作点Q设定在负载线中点附近,晶体管在输入信号整
10、个周期内均导通。放大器可单管工作，也可以推挽工作。由于放大器工作在特性曲线线性范围内，所以瞬态失真和交替失真较小。电路简单，调试方便。但效率较低，晶体管功耗大，功率理论最大值仅有25，且有较大非线性失真。由于效率比较低 现在设计基本上不在再使用。B类放大器主要特点是：放大器静态点在(VCC，0)处，当没有信号输入时，输出端几乎不消耗功率。在输入信号正半周期内，三极管一个导通一个截止，输出端正半周正弦波；同理，当输入信号为负半波正弦波也是一样，所以必须用两管推挽工作。其特点是效率较高(78%)，但是因放大器有一段工作在非线性区域内，故其缺点是交越失真较大。即当信号在-0.6V 0.6V之间时，两
11、个三极管都无法导通而引起。所以这类放大器也逐渐被设计师摒弃。AB类功率放大器能够提供高品质的信号放大性能，所以已经被广泛的应用，然而AB类功率放大器工作时，由于直接对模拟信号进行放大，工作期问必须处于线性放大区，因此其功率耗散较大，在大输出功率情况下，AB类放大器会对功率器件构成极大威胁。其特点是：1效率低，其输出功率不可能很大；2大功率输出时，通常需要散热器，因此系统体积较大。随着科技的进一步发展，更多、更新的便携式多媒体产品都要求其中的音响系统具有更小的外形设计和更大的电池容量，所以上述缺点都成为AB类功率放大器的致命弱点，限制了AB类音频功放的进一步发展。D类放大器的应用十分广泛，可以说
12、，凡是需要进行音频放大的场合，都可以采用D类放大器。所以，从最经典的电话机、收音机、电视机、音响设备，一直到现代的手机、MP3播放机、LCD电视机、计算机音响、 ，都可以采用D类放大器。然而和现代的模拟音频放大器相比，D类放大器目前的价格还略为偏高。所以目前主要用在最需要采用D类放大器的场合。因为D类放大器的最大优点是效率高、省电。所以它特别适用于采用电池供电的设备。例如手机、笔记本计算机、携带型DVD播放机等。这些设备在采用了D类放大器以后可以大大延长电池的寿命。其它如大功率的音响设备，因为耗电很大，所以也是非常需要采用高效率的D类放大器。D类功率放大器工作于开关状态，理论效率可达100%，
13、实际的运用也可达80%以上。所以，通过使用D类放大器可以实现高效、节能。具有一定的现实意义。2.3论文章节安排本论文大致可分为三个部分：第一部主要介绍了功率放大器的一些基本知识；第二部分包含第四章至第六章，给出介绍了D类功率放大器的制作与原理；第三部分包括第七章，是论文总结及未来相关展望。本文的内容组织安排如下：第一章主要讲述论文的研究背景、论文研究目标以及章节安排。第二章系统地介绍系统地介绍了在整个项目制作过程中我们由设计方案的选择与确定到最终整个项目的完成过程中，我们所做的一些具体事项。例如：方案确定后我们对这个项目实施的一些安排与调试等情况。；第三部分对我们这个项目进行了总的一个概括，以
14、及我们对整个项目的总结与心得。第3章 方案论证与设计3.1 总体设计分析本课题设计的是电子产品中的高效率、高保真度、 小体积的D类音频功率放大器。功率放大器由+5V供电，负载为8电阻。通过分析此项目可分为D类功率放大器、信号转换电路、及功率测量显示装置等模块完成并实现器功能。3.2 原理分析3.2.1 D类放大器的工作原理D类功放是放大元件处于开关状态时的一种放大模式。无信号输入时放大器处于截止状态，不耗电。工作时，靠输入信号让晶体管进入饱和状体，晶体管相当于一个接通的开关，把电源与负载直接接通。理想的晶体管因为没有饱和压降而不耗电，实际上晶体管总会有很小的饱和压降而消耗部分电能。这种损耗只与
15、管子的特性有关，而与信号输出的大小无关，所以特别有利于超大功率的场合。D类放大器的电路组成可以分为三个部分：PWM调制器、脉冲控制的大电流开关放大器、低频滤波器。电路结构组成有图3-2-1 所示。图3-2-1 D类功放的工作原理框图 如下图3-2-2所示为脉宽调制D类功放的原理框图，三角波产生器产生的三角波V1与音频输入信号通过比较器比较产生数字信号V2，V2经开关功率放大后经过滤波后输出V0。图3-2-2 D类放大器的工作波形示意图第一部分为PWM调制器，最简单的只需要用一个运放构成的比较器即可完成。把原始的音频信号加上一定的直流偏置后放在运放的正输入端，在将一个有自激震荡生成的三角波添加到
16、运放的负输入端。当正向输入端上的电位高于负端三角波的电位时比较器输出为高电平，反之则输出低电平。当音频输入信号输入时，正半轴期间，比较器输出高电平的时间比低电平的时间长，方波的占空比大于1:1；负半轴期间，由于还有直流偏置，所以比较器正输入端的电平还是大于零，但音频信号幅度高于三角波幅度的时间却大为减少，方波的占空比小于1:1。这样，比较器输出的波形就是一个脉冲宽度被音频信号幅度调制后的波形，成为PWM（Pulse Width Modulation 脉宽调制）或者PDM（Pulse Duration Modulation 脉冲持续时间调制）波形。音频信号被调制到脉冲波形中，脉冲波形的宽度与输入
17、的音频信号的幅度成正比。第二部分就是D类功放，这是一个脉冲控制的大电流开关放大器，把比较器输出的PWM信号变成高电压、大电流的大功率PWM信号。能够输出的最大功率有负载、电源和晶体管允许流过的电流来决定。第三部分需要把大功率PWM波形中的声音信息还原出来。其方法也很简单，只需要用一个低通滤波器。由于此时电流很大，RC结构的低通滤波器电阻会有很大损耗，所以采用LC低通滤波器。当占空比大于1:1的脉冲到来时，电容C的充电时间大于放电时间，输出电平上升；在小于脉冲到来时，放电时间长，输出电平下降正好与原音频信号的幅度变化相一致，所以原音频信号被回复出来。3.2.2 D类放大器的系统分析功率放大器的输
18、出呈开关状态，即输出为一方波波形，由傅利叶级数分析知： (3-1)高次谐波经由低通滤波器滤除后，输出信号最大值为4Vcc/，因此负载所能得到的最大功率为： (3-2)而电路的平均输入电流为： (3-3)电源的输入功率为： (3-4)由上可知： （3-5）所以D类放大器理想的效率可以达到100，但是由于元器件并非理想器件，所以器件中等效电阻会损耗功率，假设功率晶体管的导通电阻为,所有其它无源电阻为，滤波器电阻为，负载电阻为，其效率为： （3-6）晶体管开关损耗： （3-7）是载波频率，和是功率晶体管的开断时间，考虑电阻损耗和开关损耗，其效率为： （3-8）故负载电阻相对其他电阻的比值越大则效率越
19、高。3.2.3D类放大器的特点（1）效率高。在理想情况下，D类功放的效率为100%（实际效率可达90%左右）。B类功放的效率为78.5%（实际效率约50%），A类功放的效率才50%或25%（按负载方式而定）。这是因为D类功放的放大元件是处于开关工作状态的一种放大模式。无信号输入时放大器处于截止状态，不耗电。工作时，靠输入信号让晶体管进入饱和状态，晶体管相当于一个接通的开关，把电源与负载直接接通。理想晶体管因为没有饱和压降而不耗电，实际上晶体管总会有很小的饱和压降而消耗部分电能。 （2）功率大。在D类功放中，功率管的耗电只与管子的特性有关，而与信号输出的大小无关，所以特别有利于超大功率的场合，输
20、出功率可达数百瓦。 （3）失真低。D类功放因工作在开关状态，因而功放管的线性已没有太大意义。在D类功放中，没有B类功放的交越失真，也不存在功率管放大区的线性问题，更无需电路的负反馈来改善线性，也不需要电路工作点的调试。 （4）体积小、重量轻。D类功放的管耗很小，小功率时的功放管无需加装体积庞大的散热片，大功率时所用的散热片也要比一般功放小得多。而且一般的D类功放现在都有多种专用的IC芯片，使得整个D类功放电路的结构很紧凑，外接元器件很少，成本也不高。3.2.4D类放大器的要求（1）对功率管的要求。D类功放的功率管要有较快的开关响应和较小的饱和压降。D类功放设计考虑的角度与AB类功放完全不同。此
21、时功放管的线性已没有太大意义，更重要的是开关响应和饱和压降。由于功放管处理的脉冲频率是音频信号的几十倍，且要求保持良好的脉冲前后沿，所以管子的开关响应要好。另外，整机的效率全在于管子饱和压降引起的管耗。所以，管子的饱和压降小不但效率高，且功放管的散热结构也能得到简化。若干年前，这种高频大功率管的价格昂贵，限制了D类功放的发展，现在小电流控制大电流的MOSFET已在Hi-Fi功放上得到广泛应用。 （2）对PWM调制电路的要求。PWM调制电路也是D类功放的一个特殊环节，要把20kHz以下的音频调制成PWM信号，三角波的频率至少要达到200kHz（三角波的频率应在音频信号频率的1020倍以上）。当频
22、率过低时要达到同样要求的THD（总谐波失真）标准，则对无源LC低通滤波器的元件要求就高，结构复杂。如果三角波的频率高，输出波形的锯齿小，就能更加接近原波形，使THD小，而且可以用低数值、小体积和精度要求相对差一些的电感和电容来构成低通滤波器，造价相应降低。但是，晶体管的开关损耗会随频率的上升而上升，无源器件中的高频损耗、射频的聚肤效应都会使整机效率下降。更高的调制频率还会出现射频干扰，所以调制频率也不能高于1MHz。而在实际的中小功率D类数字功放中，当三角波的频率达到500kHz以上时，也可以直接由扬声器的音圈所呈现的电感来还原音频信号，而不用另外的LC低通滤波器。 另外在PWM调制器中，还要
23、注意到调制用的三角波的形状要好、频率的准确性要高、时钟信号的抖晃率要低，这些参数都会影响到后面输出端由LPF所复原的音频信号的波形是否与输入端的原音频信号的波形完全相同，否则会使两者有差异而产生失真。 （3）对低通滤波器的要求。位于驱动输出端与负载之间的无源LC低通滤波器也是对音质有重大影响的一个重要因数。该低通滤波器工作在大电流下，负载就是音箱。严格地讲，设计时应把音箱阻抗的变化一起考虑进去，但作为一个功放产品指定音箱是行不通的，所以D类功放与音箱的搭配中更有发烧友驰骋的天地。实际证明，当失真要求在0.5%以下时，用二阶Butterworth最平坦响应低通滤波器就能达到要求。如要求更高则需用
24、四阶滤波器，这时成本和匹配等问题都必须加以考虑。近年来，一般应用的D类功放已有集成电路芯片，用户只需按要求设计低通滤波器即可。 （4）D类功放的电路保护。D类功率放大器在电路上必须要有过电流保护及过热保护。此二项保护电路为D类功率IC或功率放大器所必备，否则将造成安全问题，甚至伤及为其供电的电源器件或整个系统。过电流保护或负载短路保护的简单测试方法：可将任一输出端与电源端（Vcc）或地端（Ground）短路，在此状况下短路保护电路应被启动而将输出晶体管关掉，此时将没有信号驱动喇叭而没有声音输出。由于输出短路是属于一种严重的异常现象，在短路之后要回到正常的操作状态必需重置（Reset）放大器，有
25、些IC则可在某一延迟（Delay）时间后自动恢复。至于过热保护，其保护温度通常设定在150160C，过热后IC自动关掉输出晶体管而不再送出信号，待温度下降20C30C之后自动回复到正常操作状态。 （5）D类功放的电磁干扰。D类功率放大器必须要解决AB类功率放大器所没有的EMI（Electro Magnetic Interference，电磁干扰）问题。电磁干扰是由于D类功率放大器的功率晶体管以开关方式工作，在高速开关及大电流的状况下所产生的。所以D类功放对电源质量更为敏感。电源在提供快速变化的电流时不应产生振铃波形或使电压变化，最好用环牛变压器供电，或用开关电源供电。此外解决EMI的方案是使用
26、LC电源滤波器或磁珠（bead）滤波器以过滤其高频谐波。中高功率的D类功率放大器因为EMI太强目前采用LC滤波器来解决，小功率则用Bead处理即可，但通常还要配合PCB版图设计及零件的摆设位置。比如，采用D类放大器后，D类放大器接扬声器的线路不能太长，因为在该线路中都携带着高频大电流，其作用犹如一个天线辐射着高频电磁信号。有些D类放大器的接线长度仅可支持2cm，做得好的D类放大器则可支持到10cm。3.3方案的选择与设计3.3.1高效率功放类型的选择方案一：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。 方案二：采用D类功率放大器。D类功率放大器是用音频信号的幅度去线性
27、调制高频脉冲的宽度，功率输出管工作在高频开关状态，通过LC低通滤波器后输出音频信号。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8095，所以我们决定采用D类功率放大器。3.3.2脉宽调制器（PWM）方案一：可选用专用脉宽调制集成块，但通常有电源电压限制。方案二：采用三角波产生器及比较器等集成芯片设计脉宽调制器，这样各部分的功能清晰，实现灵活，便于调试。3.3.3高速开关电路（1）输出方式方案一：选用推挽单端输出方式（电路如图3-3-3所示）。电路输出载波峰-峰值不可能超过5V电源电压，最大输出功率远达不到设计的要求。 图3-3-3 高速开关电路 方案二：选用H
28、桥输出方式,此方式可充分利用电源电压，浮动输出载波峰-峰值可达10V，有效地提高了输出功率，且能达到设计的要求。其电路如图3-3-4所示： 图3-3-4 高速开关电路 （2）开关管的选择：为提高功率放大器的效率和输出功率，开关管的选择非常重要，对它的要求是高速，低导通电阻，低损耗。方案一：选用晶体三极管、IGBT管。晶体三极管需要较大的驱动电流，并存在存储时间，开关特性不够好，使整个功放的静态损耗及开关过程中的损耗较大；IGBT管的最大缺陷是导通压降太大，不利于提高效率。方案二：选用VMMOSFET管，VMOSFET管具有较小的驱动电流、低导通电阻及良好的开关特性，符合设计的要求，有利于提高效
29、率，故选用VMOSFET管。3.3.4滤波器的选择方案一：采用两个相同的二阶Butterworth低通滤波器。缺点是负载上的高频载波电压得不到充分衰减。方案二：采用两个相同的四阶Butterworth低通滤波器，保证20KHz频带的前提下使负载上的高频载波电压进一步得到衰减，有利于提高功放的音质。3.3.5信号变换电路方案一：可采用三个运算放大器或单个运算放大器搭制双端信号变单端信号的电路，但是这样做很难达到电阻平衡且电路复杂。方案二：采用低噪音、高速运算放大器芯片NE5532设计该电路。3.3.6功率测量电路方案一：使用模拟电路，将电压值转换为功率值。通过一定的电路将其送至三位表头显示。方案
30、二：使用单片机系统。系统采集信号变换电路输出的单端信号的模拟量，经A/D转换为数字量，送至LED显示。3.4 方案确定通过分析发现，在考虑成本、节能。高效等各个方面的问题后，方案二更适应我们的选择，更能满足我们的需求。我们发现方案二的硬件电路更适合电路的制作与调试，所以决定使用方案二。第4章 硬件电路设计4.1硬件电路4.1.1三角波发生器 图4-1-1 三角波发生器图通过给Vcc提供5V电源，由R5和R6分压得到2.5V电压给LM393的2脚和NE5532的3脚，2、3脚通过电压比较器LE393输出信号给NE5532的2脚，NE5532输出反馈给LM393的2脚，并输出三角波；电容起滤波的作
31、用。4.1.2 前置放大电路图5-1-2 前置放大电路图音频信号输入，通过电容C1滤掉高频杂波，R1、R2中间分的2.5V电压，给双运放NE5532的3脚信号，2、3脚通过NE5532得到输出并反馈给2脚。4.1.3 脉宽调制电路 图4-1-3-1脉宽调制电路图脉宽调制比较器电路主要芯片是LM393，此处要注意的是三角波与音频信号的电压线重合，即正向端、反向端的电压相等。其电压平衡我们通过使用相同大小的电阻来实现。 图4-1-3-2 脉宽调制比较器输出波形4.1.4 整形输出电路PWM调制后，通过6施密特触发器控制4个三极管的关断，来实现间接控制IRF640、IRF9640，最后通过LC震荡电
32、路来抗干扰，最后推动喇叭工作。图4-1-4整形输出电路图1图4-1-4整形输出电路图24.2主要芯片介绍4.2.1CD40106CD40106由六个斯密特触发器电路组成。每个电路均为在两输入端具有斯密特触发器功能的反相器。触发器在信号的上升和下降沿的不同点开、关。上升电压(VT+)和下降电压(VT-)之差定义为滞后电压。图4.2 CD40106引脚图引脚功能如下：cN3838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号2 4 6 8 10 12 数据输出端cN3838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本 知识-原理-维修-作用
33、-参数-电子元器件符号1 3 5 9 11 13 数据输入端cN3838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号14 电源正cN3838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号7 接地cN3838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号 Absolute Maximum Ratings 绝对最大额定值：DC Supply Voltage 直流供电电压 (VDD)0.5 to +18 VDCInput Voltage输入电压 (V
34、IN)0.5 to VDD +0.5 VDCStorage Temperature Range储存温度范围 (TS)65 to +150Power Dissipation功耗 (PD)：Dual-In-Line 普通双列封装700 mWSmall Outline 小外形封装500 mWRecommended Operating Conditions 建议操作条件： DC Supply Voltage 直流供电电压 (VDD)3 to 15 VDCInput Voltage输入电压 (VIN)0 to VDD VDCOperating Temperature Range工作温度范围 (TA)55
35、 to +1254.2.2NE5532NE5532是高性能低噪声双运算放大器（双运放）集成电路。与很多标准运放相似，但它具有更好的噪声性能，优良的输出驱动能力及相当高的小信号带宽，电源电压范围大等特点。因此很适合应用在高品质和专业音响设备、仪器、控制电路及电话通道放大器。用作音频放大时音色温暖，保真度高，在上世纪九十年代初的音响界被发烧友们誉为“运放之皇”，至今仍是很多音响发烧友手中必备的运放之一。参数数值通道数2推荐电源电压 (V)5-15增益带宽(MHz)10功率带宽(KHz)140转换速率(V/us)9输入失调电压(mV)5 (Max)输入噪声电压(nV/Hz)5共模抑制比(dB)70(
36、Min)静态电流(mA)8 图4-2 NE5532引脚图4.2.31LM393LM393是高增益,宽频带器件，象大多数比较器一样，如果输出端到输入端有寄生电容而产生耦合，则很容易产生振荡。这种现象仅仅出现在当比较器改变状态时，输出电压过渡的间隙，电源加旁路滤波并不能解决这个问题，标准PC板的设计对减小输入输出寄生电容耦合是有助的。减小输入电阻至小于10K将减小反馈信号，而且增加甚至很小的正反馈量(滞回1.010mV)能导致快速转换,使得不可能产生由于寄生电容引起的振荡，除非利用滞后，否则直接插入IC(集成电路板integrated circuit，缩写：IC) 并在引脚上加上电阻将引起输入输出
37、在很短的转换周期内振荡，如果输入信号是脉冲波形，并且上升和下降时间相当快，则滞回将不需要。引出端序号符号功能1OUT A输出A2IN A-反向输入A3IN A+同向输入A4GND接地端5IN B+同向输入B6IN B-反向输入B7OUT B输出B8Vcc电源电压主要功能：输出负载电阻能衔接在可允许电源电压范围内的任何电源电压上，不受 Vcc端电压值的限制.此输出能作为一个简单的对地SPS开路(当不用负载电阻没被运用)，输出部分的陷电流被可能得到的驱动和器件的值所限制.当达到极限电流(16mA)时，输出晶体管将退出而且输出电压将很快上升。输出饱和电压被输出晶体管大约60ohm 的SAT限制。当负
38、载电流很小时,输出晶体管的低失调电压(约1.0mV)允许 输出箝位在零电平。4.3实物图 图4.3图4.4第5章 电路调试正确的调试系统才能使各模块电路正常工作，实现高稳定性的显示。5.1调试的设备电源发生器XJ17232L一台示波器DS5022M一台信号/电源线-一套信号源SFG1003一个恒温烙铁SBK9360一个数字万用表UT39B一块图5-1调试设备、型号、数量5.2调试步骤调试主要分为通电前调试、通电调试、测试和调整三个步骤。5.2.1 通电前调试在通电前，我们需要检查各个元器件的管脚是不是正确，是否有接反向了的元件，在实际操作中也确实发现有这样的问题；其次是检查背面线路的正确性，我
39、们需要让它和原理图相同，所以，没检查一断线路就要做好标记，要做到不重复、不遗漏、不缺少3点；最后，用万用表测量板子电源端与接地端的电阻，检查电路电源与接地端是否短路，发现时及时解决，不要在通电后才发现问题。5.2.2通电调试经过通电前的测试后，我们就进行通电调试，接通电源后首先观察电路是否有异常的现象，例如电路有无冒烟、是否闻到异味、手摸元件是否发烫、电源是否短路等现象。当出现这些现象的时候，我们要及时断开电源，寻找问题发生的原因，看是否有短接、搭到线的问题，然后解决它。5.2.3测试和调整测试是指在安装完毕后，对电路参数及工作状态进行的测量。调整则是再测试的基础上对电路的参数进行修正，使其符
40、合要求。本次项目我们采用的是边安装边调试的方法，就是把整个电路分成几个模块分别进行安装、调试。这里主要用到了静态调试。静态调试 静态调试一般指没有外加信号的条件下测试电路各点的电位。如测模拟电路的静态工作点，数字电路的各输人、输出电平，测出的数据与设计值相比较，若超出允许范围，则应分析原因进行处理。5.3实际电路参数5.2.1三角波发生器电路静态调试接通电源不接入音频信号测试同向端、反向端的、输出端的电位测试点电源端接地端同相段反相端输出端测试值5.0V0V2.55V2.55V1.5V5.2.2脉宽调制比较器静态调试 只接通电源不接入音频信号跟载波信号对电路进行测量测试点电源端接地端同相端反相
41、端输出端测试值5.0V0V2.49V2.49V第6章 使用说明6.1 使用方法接入5V电源和音频信号，输出接喇叭。6.1.1 注意事项在使用是注意电压的大小，避免在高温、高湿度环境下使用。6.2故障分析表6-2功放调试过程中常见的问题及解决方法序号故障现象故障产生的原因解决方法1电路只有输出的杂音电路中从LM393到CD40106BE有线没有连接将没有连接的线路连接起来2输出的矩形波比较平滑电容充放电时间过长将电容的容量换小一点3放大电路的放大倍数为负芯片4脚没接地将芯片4脚接地4放大后的音频信号干扰较大电源本身的波形不平滑在电源跟地之间接一个电容滤波6.3总结本设计是几个模块串联起来组成的，
42、需要我们一个一个模块的调试，这就要求我们每个模块都做到完美，一个小小的失误就可能导致电路的不成功，所以一定要细心，而我们也在上面花费了很多时间。在原理图设计的时候，我们有很多参考的图，所以我们要充分利用这些资源，在充分了解设计图的基础上，适当的个人发挥一下，以自己的知识去确定最优的解决方案；在画好接线图后，准备好工具、元器件，检查元器件的好坏再开始动手；调试模块是，做好目检，在用万用表检查，确保不会发生大的故障；最后整合调试的时候，主要性能指标有输出功率，频率响应，失真度，信噪比，输出阻抗，阻尼系数等，我们要统一标准，不要因为个人的认识不同而产生歧义。 第7章 心得体会（致谢）在这即将结束的大
43、学生活里，这次的毕业设计对我们来说显得更重要，它是我们在这大学三年所学到所用的一个实际的展示。我要感谢那些曾经给我帮助的老师和同学，是他们让我成长，给予我了很多帮助。对于本次设计，一开始我们的设计题目就是高效音频功率放大器，从开始放假在家的不注意到后面的重视，可谓是亲身体会到了由懒散到专注这个过程，它让我了解到做是从一开始就要重视它，才能不在后面自乱阵角。后面我们了解我们要做的课题，看音响设计原理，看模拟电路，弄芯片的结构、原理，做整个原理图。理论做完后，购买元器件，在焊接、调试，直到论文完成，花费很多心血和时间。最后，我还是要衷心的感谢我们的带队老师谢永超、肖耀南老师。我们的毕业设计，两位老
44、师给予了不可忽略的帮助。同时，也感谢那些好心回答我疑问的那些老师，你们的帮助给予了我思路上关键的突破。通过这次设计，我们收获了很多，相信以后能够做到更好。参考文献1戴仙金等.51单片机及其C语言程序开发实例.北京：清华大学出版社，20082万福军等.单片微机原理系统设计与应用.合肥：中国科学技术大学出版社，20053杨利军 等. 电工基础M. 北京： 高等教育出版社，2004.4邓木生周红兵模拟电子电路分析与应用M. 北京：高等教育出版社，2008.5邓木生 张文初 数字电子电路分析与应用M. 北京：高等教育出版社，2008.6王静霞 杨宏丽 等. 单片机应用技术（C语言版）M 北京：电子工业出版社，2009.7张友汉.数字电子技术基础M.北京：高等教育出版社，2004年.8徐治东，王伟军.音响设备原理与维护M.北京：高等教育出版社，2002.附录附件一：总原理图 附件二：元件清单序号名称代号规格封装数量1电阻R12K/0.25wAXIAL0.312电阻 R2-R322K/0.25wAXIAL0.323电阻R4-R1151K/0.25wAXIAL0.384电阻R12-R1410