下载文档原格式
课程设计任务书学生姓名：专业班级：电信指导教师：工作单位：信息工程学院题目: 音频功率放大器的设计仿真与实现初始条件：可选元件：集成功放，电容、电阻、电位器若干；或自选元器件。
直流电源±12V，或自选电源。
可用仪器：示波器，万用表，毫伏表等。
要求完成的主要任务:（1）设计任务根据技术指标和已知条件，选择合适的功放电路，如：OCL、OTL或BTL电路。
完成对音频功率放大器的设计、装配与调试。
（2）设计要求1 输出功率10W/8Ω；频率响应20~20KHz；效率>60﹪；失真小。
2 选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。
3 利用Proteus或Multisim仿真设计电路原理图，确定电路元件参数、掌握电路工作原理并仿真实现系统功能。
4 安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告书。
5 选做：利用仿真软件的PCB设计功能进行PCB设计。
时间安排：1 第18周前半周，完成仿真设计调试；并制作实物。
2 第18周后半周，硬件调试，撰写、提交课程设计报告，进行验收和答辩。
指导教师签名：年月日日月年系主任（或责任教师）签名：目录1 设计任务与要求……………………………………………………………………………..错误！未定义书签。
1.1设计任务…………………………………………………………………………………...错误！未定义书签。
1.2设计要求…………………………………………………………………………………...错误！未定义书签。
2 设计方案………………………………………………………………………………………...错误！未定义书签。
3 选择器件与参数运算………………………………………………………………………错误！未定义书签。
3.1运放NE5532介绍……………………………………………………………………..错误！未定义书签。
3.2 TDA 2030介绍………………………………………………………………………….43.3功率计算 (5)4 单元电路设计 (6)4.1主电源电路 (6)4.2调音电路 (6)4.3功率放大电路 (7)5 电路设计仿真 (9)5.1仿真电路图 (9).9…………………………………………………………仿真结果5.2．6 心得体会 (10)7 参考文献 (11)附表一：电路原理图………………………………………………………………………….错误！未定义书签。
梧州学院课程设计论文课程名称模拟电子技术 .论文题目音频功率放大器设计.系别电子信息工程系 .专业电子信息工程 .班级电本一班 . 学号 201301902100 .学生姓名聪明的小强 .指导教师 xxxx .完成时间 2014 年 12 月目录第一章、系统原理分析与设计任务 (3)1.1功率放大器的基本原理 (3)1.2设计任务 (3)第二章、设计方案分析 (4)2.1 TDA2030简介 (5)2.2 主要单元电路 (6)2.3 所需元器件 (6)第三章、制作、调试过程与测量数据分析 (7)3.1制作、调试过程与测量数据分析 (8)3.2 作品展示 (9)3.3小结 (10)3.4参考文献 (10)第一章系统原理分析与设计任务1.1 功率放大器的基本原理利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。
因为声音是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β是三极管的交流放大倍数，应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流(或电压)是原先的β倍的大信号，这现象成为三极管的放大作用。
经过不断的电流及电压放大，就完成了功率放大。
功率放大器，简称“功放”。
很多情况下主机的额定输出功率不能胜任带动整个音响系统的任务，这时就要在主机和播放设备之间加装功率放大器来补充所需的功率缺口，而功率放大器在整个音响系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用，在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。
1.2 设计任务设计一个音频功率放大器，声音信号可直接由话筒或线路输入。
设计指标：（1）. 最大不失真输出功率：Po≥8W。
（2）. 额定负载电阻：R L=8Ω或4Ω。
（3）. 频带宽度：50HZ～20KHZ。
（4）. 非线性失真度：小于5％。
（5）. 具有音调控制功能第二章设计方案分析2.1 TDA2030简介TDA2030是德律风根生产的音频功放电路，采用V型5 脚单列直插式塑料封装结构。
音频功率放大电路设计报告一、设计题目题目：音频功率放大电路二、设计任务目的与要求要求：设计并制作用晶体管和集成运算放大器组成的音频功率放大电路，负载为扬声器，阻抗8Ω。
指标：频带宽50H Z～20kH Z，输出波形基本不失真；电路输出功率大于8W；输入灵敏度为100mV，输入阻抗不低于47KΩ。
三、原理电路设计从电路结构来看，集成功放是由集成运放发展而来的，和集成运算放大器相似，包括前置级、驱动级和功率输出级，以及偏置电路、稳压、过流过压保护等附属电路。
除此以外，基于功率放大器输出功率大的特点，在内部电路的设计上还要满足一些特殊的要求。
1、方案比较与确定：方案一、用分立元件实现分立元件是电子电路的基础元件，长久以来都是在它的基础之上分析和设计电路的。
但由于近年来科技的发展，集成器件的出现，使分立元件的使用越来越少。
不过在一些小型的电路中，分立元件还是有比较大的优势。
分立元件的散热快，元件便宜，在设计时也相对自由。
方案二、用集成器件实现集成功率放大器是在集成运放基础上发展起来的，其内部电路与集成运放相似。
但是，由于其安全、高效、大功率和低失真的要求，使得它与集成运放又有很大的不同。
电路内部多施加深度负反馈。
集成功率放大器由于不仅具有体积小、重量轻、成本低、外围元件少、安装调试简单、使用方便的优点；而且在性能上也优于分立元件，例如温度稳定性好，功耗小、失真小，特别是集成功率放大器内部还设置有过热、过电流、过电压等自动保护功能的电路对电路自行进行保护。
考虑到设计的任务和要求及设计者自身知识的条件的限制，决定用集成电路的形式来设计电路。
通过图书馆和网络等资源，我们找到了以下几种集成芯片（1）利用运放芯片LM317和各元器件组成音频功率放大电路，有保护电路，电源分别接+30V-30V,并且电源功率至少要50W,输出功率30W;（2）YT8227是一块双通道音频功放电路，内含热保护电路和电源开关，外围电路简单;（3）TDA2030是许多电脑有源音箱所采用的Hi-Fi功放集成块。
毕业设计论文题目双声道音频功放器专业应用电子技术班级电子姓名 ***学号 ***指导教师 ****二○一零年摘要本文所介绍的TDA2822双电源立体音频放大器，具有操作方便，音质效果好，使用一只扬声器就可输出左右音频的特点。
而且，整个音频放大器驱动电压范围广，从2V到15V均可做为TDA2822双电源立体音频放大器的驱动电源，本放大器采用两种供电技术，一是使用AC220V作为供电电源，内置的交流直流装换装置可为音频放大器提供稳定的工作电压，此时主要用于室内固定使用，也可使用自带的USB电源线供电，在计算机开机的情况下，可直接插入电脑主板上的USB孔为音频放大器供电。
此种情况，可使该音频放大器作野外活动之用。
而本音频放大器的供电电源则使用AC220V，经过二极管整流桥整流，再经过2200F滤波，LM317稳压，最终输出电压0～12V,本音频放大器使用5V供电。
关键词:TDA2822 LM317 音频放大器功率电源Abstract:This article introduced the dual-power stereo audio amplifier TDA2822, is easy to operate, good sound quality, the use of a speaker characteristics can be left and right audio output. Also, the audio amplifier to drive voltage range from 2V to 15V dual power supply can be used as TDA2822 stereo audio amplifier power supply, the amplifier uses two types of power supply technology, first used as a power supply AC220V, built-in AC DC loading device for the audio amplifier for providing a stable working voltage, this time mainly used for indoor stationary use, can also use the power that comes with USB power cable, boot the computer case, directly into the USB on the computer motherboard hole for the audio amplifier power supply. This situation allows the audio amplifier for outdoor activities. While the audio amplifier power supply is used AC220V, through the diode rectifier bridge rectifier, and then after 2200 F filter, LM317 voltage regulator, the final output voltage 0 ~ 12V, 5V power supply of the audio amplifier.Keywords: TDA2822 LM317 Audio Amplifiers Power Power目录双声道功率放大器 (1)第一章功率放大器简介 (1)1.1 功率放大器种类 (1)1.1.1 A类放大器 (1)1.1.2 B类放大器 (1)1.1.3 AB类放大器 (2)1.1.4 D类放大器 (2)1.1.5 T类放大器 (2)1.2功率放大器选购 (3)1.3功率放大器原理 (3)1.4功率放大器的性能指标 (5)1.4.1输出功率 (5)1.4.2频率响应 (6)1.4.3失真 (6)1.4.4动态范围 (6)1.4.5信噪比 (6)1.4.6输出阻抗和阻尼系数 (6)1.5功率放大器术语详解 (7)1.5.1工作范围 (7)1.5.2工作模式 (7)1.5.3传输增益 (7)1.5.4输出功率 (8)1.5.5接收增益 (8)1.6阻抗匹配及防护措施 (8)1.6.1功率放大器的阻抗匹配 (8)第二章概述 (9)2.1设计目的及要求 (9)2.2技术指标： (9)第三章总体方案设计 (10)3.1设计方案方框图 (10)3.2方案选择与论证 (10)3.2.1 电源 (10)3.2.2音频放大 (11)第四章单元模块的设计 (13)4.1电源部分 (13)4.1.1 +5V输出 (13)4.1.2整流桥： (13)4.1.3稳压电路：采用LM317稳压芯片 (14)4.1.4 元器件说明 (14)4.2 功放部分 (14)4.2.1信号处理过程 (15)4.2.2 直流工作情况 (15)4.2.3 元器件说明 (15)第五章TDA2822的简介 (17)5.1 TDA2822特点概述 (17)5.2 TDA2822中文资料 (17)5.3电特性 (17)第六章总结 (20)第七章致谢 (21)参考文献 (22)双声道功率放大器第一章功率放大器简介利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。
扩音机电路的设计毕业设计毕业设计：扩音机电路设计摘要：本论文旨在设计一种扩音机电路，以实现音频信号的放大和扩音功能。
通过对市场上现有扩音机电路的分析和比较，结合实际需求，设计了一种基于放大器、滤波器和功率放大器组成的扩音机电路，并在实际应用中对其进行了测试。
结果表明，该电路设计能够有效地放大音频信号，提高音质和音量，具有较高的实用性和可靠性。
关键词：扩音机；电路设计；放大器；滤波器；功率放大器1.引言扩音机是一种常见的电子设备，广泛应用于演讲、会议、培训、广播等场合，用于放大音频信号，提高音质和音量。
随着科技的进步，扩音机的电路设计也在不断改进和创新。
本论文旨在设计一种基于放大器、滤波器和功率放大器组成的扩音机电路，以满足用户对音频放大和扩音的需求。
2.扩音机电路设计2.1放大器设计在扩音机电路中，放大器起到放大音频信号的作用。
可以选择不同类型的放大器，如电子管放大器、晶体管放大器等。
本设计选择使用晶体管放大器。
晶体管放大器具有功率提高、频率响应宽等特点。
通过对晶体管的级联和偏置，可以实现对音频信号的放大。
2.2滤波器设计为了提高音质，需要对音频信号进行滤波处理。
本设计选择使用RC滤波器。
RC滤波器是一种简单而有效的滤波器，可以实现对低频和高频信号的滤除。
通过合理选取RC的值，可以实现对音频信号的滤波和频率响应的调节。
2.3功率放大器设计在放大后的音频信号经过滤波器处理后，需要使用功率放大器来提高音量。
功率放大器的设计需要考虑功率输出、失真程度和效率等因素。
在本设计中，选择使用AB类功率放大器。
AB类功率放大器具有音质好、功率大、温度低等优点。
通过合理选取功率晶体管和输出电路的参数，可以实现对音频信号的有效放大和音量的提高。
3.实验结果与分析搭建了基于放大器、滤波器和功率放大器的扩音机电路原型，并进行了实际测试。
结果表明，该电路设计能够有效地放大音频信号，提高音质和音量。
在实验中，音频信号通过输入端口进入放大器，经过放大后再经过滤波器进行滤波处理，最后经过功率放大器进行功率输出。
摘要利用选频网络作为负载回路的功率放大器称为谐振功率放大器，这是无线电发射机中的重要组成部分。
根据放大器电流导通角θ的范围可分为甲类、乙类、丙类及丁类等不同类型的功率放大器。
电流导通角θ愈小，放大器的效率η愈高。
如甲类功放的θ=180，效率η最高也只能达到50%，而丙类功放的θ< 90º，效率η可达到80%，甲类功率放大器适合作为中间级或输出功率较小的末级功率放大器。
丙类功率放大器通常作为末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。
关键词：丙类谐振功率放大器；谐振功率放大器；高频放大器目录引言 (2)1 谐振功率放大器 (3)1.1定时系统 (3)1.1.1 举例 (3)1.1.2 定时器的结构 (5)1.1.3 TMOD (6)1.2 引脚工作原理 (7)1.2.1 P1端口的结构和工作原理 (7)1.2.3 P3端口的结构和工作原理 (9) (9)2 电路设计与制作电路板 (11)2.1 电路设计 (12)2.1.1电路原理图 (12)2.2.1 画PCB图 (12)2.2.2 制作电路板 (14)3 系统软件设计 (14)4 电路的调试 (27)4．1 显示日期和时间 (27)4.2 闹铃功能 (27)5 结论 (27)谢辞 (28)参考文献 (29)引言本论文是丙类谐振功率放大器的一个应用实例。
并简要的介绍了丙类谐振功率放大器的工作原理。
动态特性和电路组成。
在通信系统中，高频功率放大电路作为发射机的重要组成部分，用于对高频已调波信号进行功率放大，然后经天线将其辐射到空间，所以要求输出功率很大。
功率放大电路是一种能量转换电路，即将直流电源能量转换为输出信号能量，同时必然有一部分能量损耗。
从节省能量的角度考虑，效率显得更加重要。
因此，高频功放常采用效率较高的丙类工作状态。
同时，为了滤除丙类工作是产生的众多高次谐波分量，常采用LC谐振回路作为选频网络，故称为丙类谐振功率放大电路。
电子技术课程设计报告——音频功率放大器的设计上海大学机自学院自动化系电气工程及其自动化专业姓名:学号:****:***2014年6月24日一、任务要求：设计一个供家庭音乐中心装置中作主放大器用的音频功率放大器。
音频功率放大器满足以下要求：1.正弦波不失真功率：大于5W，在频率1Hz、负载电阻8Ω、示波器观察不出明显失真的条件下考核，相当于输出电压有效值6.325伏。
2.电源消耗功率：不大于10W，在上述输出功率条件下审核。
3.输入信号幅度：当输出功率为5W时，要求输入电压的有效值在200mV到400mV之间，在频率1Hz、负载电阻8Ω条件下考核，相当于电压放大倍数30倍到15倍之间。
4.输入电阻：大于10KΩ，在频率1Hz的情况下考核。
5.频率响应：50z～10Hz，在输出功率5W、负载电阻8Ω的条件下考核，并要求在频率响应指标范围内的所有频率点上，放大器都输出5W的功率而观察不到明显失真。
6.温度稳定性：维持5W输出半小时，电源消耗功率应保持在10W以内。
7.放大器应当稳定可靠的工作，在测试时或当输入线、输出线、电源线移动时放大器不产生寄生振荡。
电路图：二、电路方案特点：OTL 功率放大器通常由功率输出级、推动级和输入级三部分组成。
功率输出级有互补对称电路和复合管准互补对称电路之分，前者电路简单易行，但由于大功率管不大，故推动级要求有一定功率，复合管准互补对称电路优点是大功率管可用同一型号，复合后ß较大，推动级只要小功率管就可以了，但复合管饱和压降增大故电源电压要相应高一些，晶体管数目要多一些，推动级通常是甲类放大，其工作电流应大于功率管基极推动电流，故有一定功率要求。
由于推动级电压幅度与输出级相同，通常采用自举电路来达到，一般推动级都是共射极放大电路，具有一定的电压增益，输入级的目的是为增大开环增益，以便引入深度负反馈，改进电路的各项指标。
输入级与推动级之间有阻容耦合和直接耦合多种形式。
摘要D类放大器可延长电池供电的工作时间，并产生更少的热量，因此高效率D类音频功率放大器正越来越多地被用在移动电话、智能电话及其他类似便携式应用中，以取代AB类放大器。
D类功放在体积、效率、省电等方面优势很适合在便携式、紧凑式大功率场合下应用。
本设计是由三角波、音频信号经过比较器之后形成了一个PWM波，这个PWM波的占空比是随音频变化的。
用PWM波控制两个开关管来驱动喇叭，就会使喇叭上面的信号也是PWM波。
本设计的功能是实现D类功放，另外是想通过软件的方式实现音量大小的控制，并且显示适时的音量。
在具体的硬件设计实现上，主要由三角波发生电路（芯片NE555）、前置放大电路(芯片NE5532)、波形比较及死区控制电路（LM393双电压比较器）、音量控制电路、AT89S52最小系统等几部分构成。
在硬件设计的基础上，通过主要芯片将各功能模块有机地组织起来共同完成系统需要的功能，不仅保证了功放的高效性而且具有良好的音质效果关键词：D类功放；便捷式；死区控制；AT89S52；双电压比较器ABSTRACTThe class D amplifier can extend the working hours of batteries and produce less heat, so more and more high-efficiency Class D audio power amplifiers are being used in mobile phones, smart phones and other similar portable applications to replace the class AB amplifier. Because Class D amplifier has advantages in volume, efficiency, energy saving so it is very suitable for the portable and compacted high-power situations.The class D amplifier design formed PWM wave after the triangular wave and the audio signal through the comparator. The duty cycle of PWM wave were changing with the audio. The PWM wave control two switches to drive the speaker, it would also make the speaker’s signal also PWM wave. The design’s function were achieved Class D Amplifier. The other functions were to control of volume size through software and display timely volume. The design of specific hardware, it constituted by the triangle wave generation circuit (chip NE555), pre-amplifier circuit (chip NE5532), waveform comparison and dead-time control circuit (LM393 dual voltage comparator), the volume control circuit and AT89S52 minimum system several parts. This design which based on the hardware organized the function of modules organically to complete the system’s need function together through the main chip. It not only guaranteed high efficiency power amplifier but also had good sound quality.Key Words：Class D Amplifier; Portable; dead-time control; AT89S52; Dual V oltage Comparator目录1引言 (1)1.1 课题的背景 (1)1.1.1 课题的目的意义 (2)1.2 功放的基本知识 (3)1.2.1 功放的分类 (3)1.2.2 功放的工作原理及特点概述 (3)2系统组成 (4)2.1 系统框架 (4)2.2 三角波发生电路 (4)2.3 音频前置放大电路 (6)2.4 波形比较及死区控制、上管驱动下管驱动电路 (6)2.5 音频控制电路 (8)2.6 AT89S52最小系统 (8)2.7 数码显示电路 (9)3主要的功能元器件介绍 (10)3.1 元器件介绍 (10)3.1.1 NE555 (10)3.1.2 LM393 (12)3.1.3 NE5532 (13)3.1.4 DAC0832 (14)3.2 LED显示部分 (16)3.2.1 LED显示器 (16)4 单片机AT89S52简介 (17)4.1 AT89S52的引脚及功能 (17)4.1.1 I/O口 (18)4.1.2 P3口的第二功能 (19)4.2 特殊功能寄存器 (19)4.2.1 看门狗定时器 (20)4.2.2 定时器2 (21)5 程序设计 (25)5.1 如何进行程序设计 (25)5.2 程序流程图 (26)结论 (27)参考文献 (28)附录一：源程序 (29)附录二：电路原理图 (33)致谢 ............................................................................................. 错误！未定义书签。
2012届毕业生任务书一、任务设计并制作一个高效率音频功率放大器及其参数的测量、显示装置。
功率放大器的电源电压为+5V（电路其他部分的电源电压不限），负载为8Ω电阻。
二、指导老师：张文初、汤俊秀三、要求1．基本要求（1）功率放大器a．3dB通频带为300Hz～3400Hz，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1～20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。
（3）设计并制作一个测量放大器输出功率的装置，要求具有3位数字显示，精度优于5%。
2.设计内容与要求⑴绘制系统组成框图，确定设计方案；⑵了解电路所需集成芯片的功能，参数和工作原理；⑶绘制整机电路图；⑷制作实物并完成软、硬件调试；⑸提交毕业设计论文。
四、设计参考书《模拟电子技术》、《高频电子技术》、《电子设计自动化技术》、《数字电路设计方法》、《电子装置的设计》、《单片机原理及应用》五、设计说明书要求1.封面：包括设计题目，班级，姓名，指导老师，完成时间2.目录：根据说明书的内容决定，一般采用2 至3级。
3.设计任务书：包括课题名称、目的、用途、主要技术性能指标(参照教材目录编排)。
4.中文题目、摘要、关键词；英文题目、摘要、关键词。
5.正文：设计方案框图及电路工作原理：包括系统方框图，电气原理图，各单元电路的设计，简述主要部件（包括主要集成电路）的工作原理、工作条件、给定参数、理论公式及详细的计算步骤、计算结果。
这是说明书的主要部分。
6.元件参数表：包括所选用的元器件名称、参数、型号。
7.调试方案：包括调试的条件、方法、使用仪器设备的型号，并对测试数据进行分析。
8.设计心得：包括对本课程设计的客观评价、设计特点、存在的问题以及改进意见等。
毕业设计（论文）题目:音频功率放大器专业:XXXXXXXXXXX班级:XXXXXXXXX学号:XX姓名:XXXXX指导老师:XXXXXXXXXXXXXXXXXX二〇一四年六月摘要音频功率放大器，简称功放。
随着经济的发展和社会进步，人们对功放的使用的越来越多，对功放的品质要求也逐渐变高。
要有高品质的音质就需要好的元器件，好的电路。
音频功放（APA）技术的最新发展进一步提高了音响的音质以及人们生活水平的不断提高，各种新型家庭影院的新技术、新品种器材不断涌现，市场中的音响设备品种繁多，音响爱好者被商店里的设备搞得眼花缭乱本设计采用的是曾被誉为功放之王的NE5532芯片做前级放大和音调电路。
后级部分采用TDA2030 做功率放大，可以很方便的将声道进行功率放大。
配合10W的全音喇叭，能很好的将音频信号进行较小失真的放大。
关键词：功放；NE5532；TDA2030；10WAbstractA udio power amplifier, referred to as the power amplifier. With the economic development and social progress, more and more people use the power amplifier, the required quality of power amplifier has become high. To have high quality sound requires good components, good circuit. Audio power amplifier (APA) the latest development of technology to further improve the sound quality and the improvement of people's living standard, various kinds of new home theater of the new technology, new varieties are emerging market equipment, sound equipment of variety, audio enthusiasts by the store equipment to see things in a blur The design is adopted by NE5532 power amplifier chip known as the king of preamplifier and tone circuit. After the class part adopts TDA2030 power amplifier, can be very convenient to the channel power amplifier. With the 10W Tritone horn, can be very good to the audio signal is less distortion amplifier.Keywords: power amplifier；NE5532；TDA2030；10W目录摘要 (I)Abstract .......................................................... I I 第一章绪论 .. (1)1.功放发展史 (1)2.功放的分类 (1)3.音频功放的基本参数 (2)第二章方案设计 (4)1.功能分析 (4)2.方案设计及功能说明 (4)第三章单元模块设计 (5)1、电源电路 (6)2、前级放大电路 (6)3、音调模块 (8)4、后级放大模块 (9)第四章电路的仿真调试 (11)1. 电源电路 (11)2．前级放大电路 (11)3、音调电路 (12)4、后级放大 (14)第五章板图绘制与实物制作 (16)第六章检查调试 (18)总结 (21)致谢 (22)参考文献 (23)附页一电路原理图 (24)附页二装配图纸 (25)附页三元件清单 (27)附页四电源PCB (28)附页五调音电路PCB (29)附页六实物图 (30)第一章．绪论1.功放发展史功率放大器简称功放，是音响系统中最基本的设备，是各类音响器材中最大的一个家族，其作用主要是将音源器材输入的较微弱信号进行放大后，产生足够大的电流去推动扬声器进行声音的重放。
基于DSP的音频信号处理与放大系统设计一、前言数字信号处理（DSP）技术在音频处理中得到了广泛的应用。
本文旨在设计一个基于DSP的音频信号处理与放大系统，实现对音频信号的处理、调节和放大。
该系统采用了TMS320C6713 DSP芯片作为核心处理器，能够实现高效率、高精度的数字信号处理。
本文将从系统设计的需求出发，分析系统架构、设计参数、算法实现和系统性能等方面进行详细阐述。
二、系统需求分析输入/输出该系统的输入为音频信号，一般来自音频采集器、CD、MP3等设备。
输出为音频放大信号，一般连接至功放、扬声器等设备。
为保证音频信号质量，系统应具有输入阻抗高、噪声低、失真小的特点。
放大输出信号应具有高保真度、低失真度、大输出功率等特点。
系统性能该系统应满足以下要求：（1）输入阻抗：> 10kΩ（2）噪声：< 0.1mV（3）失真：< 0.1%（4）输出功率：> 50W（5）频率响应：20Hz-20kHz（6）信噪比：> 90dB（7）总谐波失真：< 0.5%系统算法系统应支持以下算法：（1）音频采集（2）滤波处理（3）音量调节（4）均衡器（5）混响效果三、系统设计系统架构该系统采用了TMS320C6713 DSP芯片作为核心处理器，外围连接音频采集器、音频处理器、音频放大器等模块。
系统框图如下所示：+--------+ +--------+ +--------+|音频采集器|------->| DSP芯片|------->| 音频放大器|+--------+ +--------+ +--------+|+--------+| 音频处理器|+--------+系统参数（1）输入阻抗：系统采用运放作为输入级，输入阻抗可达到10MΩ以上。
（2）噪声：系统采用低噪声运放，噪声可控制在0.1mV以下。
（3）失真：系统采用高精度ADC/DAC芯片和高质量音频放大器，失真可控制在0.1%以下。
摘要在电子电路设计中，经常需要放大微弱的直流信号或缓慢变化的信号。
普通的集成运算放大器在放大信号的同时由于受温度变化、电源电压不稳等因素的影响，将出现电路输出端电压偏离原固定值而上下漂动的现象，即零点漂移，该现象随放大器的放大倍数的增大会更加明显。
因此，提高放大倍数、降低零点漂移是工程实践中需要解决的主要矛盾。
而运用斩波稳零放大电路即能很好的解决以上问题。
文章将重点研究如何使用“斩波稳零技术”设计一基本斩波放大器，来解决抑制温漂和放大微弱信号的问题。
并且，文章还将运用单片机、数电知识实现多路放大信数的任意选择的功能以及放大倍数的显示功能。
该设计主要由两大部分组成，第一部分为斩波放大电路，由多谐振荡器、电子开关、主放大器、有源滤波器构成:第二部分由单片机系统、按键电路、液晶显示电路实现对放大倍数的选择和显示。
关键字:零点漂移，斩波稳零技术，斩波放大器，单片机ABSTRACTIn electronic circuit designing，we often need to enlarge the weak DC signals or Slowlychanging signals. When Comrnan Integrated Operational Amplifier Amplifies signals, Dueto temperature changes, power supply voltage instability and other factors, wi11 appear thephenomenon flf the circuit output voltage deviating from the original fixed valucit andMoving up and down, that is, zero drift，the phenomenon will be more obvious withincreasing magnification of the amplifier. Therefore, improving the magnification and reduceof the zero drift is the printchopper-stabilized amplifier iscontradiction inEngineering practice.problems well.The useto solve the above In response to these problems,This article will focuson how to use the"chopper-stabilized technology" to design a basic chopper amplifier，acing it to salveproblems in inhibiting the Drift phenomenon and amplifmg weak signals .Also, this studywill use SCM and several electrical knowledge to choose any Magnificationand Displaymagnification.The design mainly consists of two parts,The first part is chopperamplifier,which consists of mufti-harmonic oscillator, electronic switch, main amplifier andactive filter; the second part consists of SCM system, key circuits and liquid crystal displaycircuit, which can select and display Magnification.Keywords:aero drift, chopper-stabilised amplifier，chopper amplifier, MCU目录摘要 (1)ABSTRACT (2)第一章绪论 (6)1.1斩波放大器的发展史和现状 (6)1.2 斩波放大器的理论和现实意义 (7)1.3 文章研究内容、完成工作及章节安排 (7)1.3.1 文章研究内容 (7)1.3.2 主要工作 (8)1.3.3 章节安排 (8)第二章基础知识介绍 (8)2.1 集成运算放大器概述 (8)2.1.1 集成运放的电源供给方式 (9)2.1.2 集成运放的调零问题 (9)2.1.3 自激与消振 (10)2.1.4 集成运放的自激震荡问题 (10)2.2斩波放大器概述 (10)2. 2. 1斩波技术基本原理 (10)2.2.2斩波(稳零)放大器基本原理 (11)2. 2. 3斩波放大器工作原理 (11)2.3多谐振荡器 (12)2. 3. 1多谐振荡器简介 (12)2. 3. 2 NE555多谐振荡器 (12)2.4低通滤波器基础知识 (14)2. 4. 1有源低通滤波器的主要技术指标 (15)2.4.2反相输入一阶低通滤波器 (15)2.5单片机结构及原理 (15)2.5.1单片机基础 (15)2.5.2 单片机的复位电路 (16)2. 5. 3单片机时钟电路 (17)2. 5. 4单片机管脚说明 (18)2.6 液晶显示器功能介绍 (20)2.6.1 LCD液晶显示器基础 (20)2.6.2液晶显示LCD1602简介 (21)2.7 模拟开关介绍 (25)2.7.1模拟开关CD4051/CD4052/CD4053.基础知识 (25)第3章斩波放大器系统设计 (26)3.1系统整体设计方案 (26)3.1.1系统设计要求 (26)3.2主要硬件的选择及电路设计 (28)3.2. 1多谐振荡器电路设计 (28)3. 2. 2斩波电路设计 (28)3. 2. 3主放大器LF356及电路设计 (29)3. 2. 4滤波电路设计 (30)3.2.5单片机、按键电路、液晶显示设计 (31)3.2.6 模拟开关设计 (32)3. 2. 7稳压电路设计 (32)第4章软件设计方案 (33)4.1系统总体设计流程图 (33)4.2 按键显示模块流程图 (34)4.3软件设计中的关键代码 (35)4. 3. 1按键扫描函数 (35)4.3.2 LCD16U}读写函数 (36)第5章结论与展望 (37)5.1本设计工作 (37)5.2改进 (37)5.2. 1多谐波振荡器的改进 (38)致辞 (39)参考文献 (41)附录 (42)第一章绪论1.1斩波放大器的发展史和现状早在1954年，美国专利“稳定直流放大器”就已经拥有了斩波放大器的雏形，但当时很多产品还只是分立器件。
内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 摘 要 在当今社会中，无论是广播通信还是其它无线通信，发射机在发射信号时都要有一定的功率。当传送信号的距离越远，所需发送功率就要越大。高频功率放大器能满足这些要求，使其成功的发送大功率。发射机是由高频功率放大器重要组成的,高频功率放大器也是通信系统必不可少的环节。本论文介绍了高频功率放大器的基本原理和特性,并利用电子设计工具软件Multisim10.0对功率放大器电路从方案选择、单元电路设计、元器件参数选取等方面进行具体设计分析,同时对电路进行仿真测试,通过 仿真结果分析电路特性,使电路得到进一步完善。仿真结果表明,该电路设计方案正确,能达到预期 设计要求,性能良好。 关键字：高频功率放大器、仿真、软件Multisim10.0 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 Abstract In today's society, Both broadcast communication or other wireless communication, The transmitter transmits the signal must have a certain power. When the transmitted signal distance farther, the required transmission power will be more. High frequency power amplifier can meet these requirements, the successful sending power. The transmitter is composed of a high frequency power amplifier is important, high frequency power amplifier is the essential communication system. This paper introduces the basic principle and characteristics of high frequency power amplifier, and the specific design analysis of the power amplifier circuit from the scheme selection, design, unit circuit components parameters selection using electronic design software Multisim10.0, and the circuit simulation test, the circuit characteristics through analyzing the simulation results, the circuit has been further improved. The simulation results show that, the circuit design scheme is correct, can meet the expected design requirements, with good performance. Keywords: Multisim10.0 high frequency power amplifier, simulation, software 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书
1 目 录
引 言............................................................... 2 第一章 高频功率放大器............................................... 3 1.1 高频功率放大器知识简介 .................................... 3 1.2.高频放大器的分类 .......................................... 4 第二章 电路工作原理及电路选择....................................... 6 2.1 电路工作原理 ................................................ 6 2.2 电路的选择 ............................................... 6 2.3元件参数选取 ............................................... 7 第三章 电路仿真..................................................... 9 3.1 所用软件Multisim简介 ...................................... 9 3.2 Multisim的特点 .............................................. 9 3.3仿真测试电路 .............................................. 10 结论............................................................... 16 谢 辞............................................................. 17 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书
2 引 言
在通信电路中，高频功率放大器作为发送设备的重要组成部分，能够弥补信号在无线传输过程中的衰耗。由于通信距离越远对输出功率的要求越大，为了获得足够大的高频输出功率，就要采用高频功率放大器。针对高频功率放大器的工作频率高，相对频带窄，所以一般采用选频网络作为负载回路。 近年来,针对功率放大器设计的各种研究不断涌现,对功率放大器的性能进行优化的算法不断出现。Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。NI Multisim软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。凭借NI Multisim，我们可以立即创建具有完整组件库的电路图，并利用工业标准SPICE模拟器模仿电路行为。借助专业的高级SPICE分析和虚拟仪器，我们能在设计流程中提早对电路设计进行的迅速验证，从而缩短建模循环。与NI LabⅥEW和SignalExpress软件的集成，完善了具有强大技术的设计流程，从而能够比较具有模拟数据的实现建模测量。 高频功率放大器有关理论知识作介绍，在性能指标分析基础上进行单元电路设计最后设计出整体电路图，在软件中仿真验证是否达到技术要求，对仿真结果进行分析，增强对功率放大器的整体认识。 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书
3 第一章 高频功率放大器
高频功率放大器用于发射机的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。
1.1 高频功率放大器知识简介
在通信电路中，为了弥补信号在无线传输过程中的衰耗要求发射机具有较大的功率输出，通信距离越远，要求输出功率越大。为了获得足够大的高频输出功率，必须采用高频功率放大器。高频功率放大器是无线电发射设备的重要组成部分。在无线电信号发射过程中，发射机的振荡器产生的高频振荡信号功率很小，因此在它后面要经过一系列的放大，如缓冲级、中间放大级、末级功率放大级等，获得足够的高频功率后，才能输送到天线上辐射出去。这里提到的放大级都属于高频功率放大器的范畴。实际上高频功率放大器不仅仅应用于各种类型的发射机中，而且高频加热装置、高频换流器、微波炉等许多电子设备中都得到了广泛的应用。 高频功率放大器和低频功率放大器的共同特点都是输出功率大和效率高，但二者的工作频率和相对频带宽度却相差很大，决定了他们之间有着本质的区别。低频功率放大器的工作频率低，但相对频带宽度却很宽。例如，自20至20000 Hz，高低频率之比达1000倍。因此它们都是采用无调谐负载，如电阻、变压器等。高频功率放大器的工作频率高（由几百kHz一直到几百、几千甚至几万MHz），但相对频带很窄。例如，调幅广播电台（535－1605 kHz的频段范围）的频带宽度为10 kHz，如中心频率取为1000 kHz，则相对频宽只相当于中心频率的百分之一。中心频率越高，则相对频宽越小。因此，高频功率放大器一般都采用选频网络作为负载回路。由于这后一特点，使得这两种放大器所选用的工作状态不同：低频功率放大器可工作于甲类、甲乙类或乙类（限于推挽电路）状态；高频功率放大器则一般都工作于丙类（某些特殊情况可工作于乙类）。 高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种，窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路，故又称为调谐功率放大器或谐振功率内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 4 放大器；宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路，因此又称为非调谐功率放大器。高频功率放大器是一种能量转换器件，它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出。
1.2.高频放大器的分类
根据相对工作频带的宽窄不同，高频功率放大器可分为窄带型和宽带型两大类。 1. 窄带型高频功率放大器 窄带高频功率放大器的特点是以具有选频电路作为输出回路，根据这个特点又将其称为调谐功率放大器或谐振功率放大器。 2. 宽带型高频功率放大器 宽带高频功率放大器与窄带高频功率放大器不同的是其输出电路是传输线变压器或其他宽带匹配电路，故而又称为非调谐功率放大器。 无论是窄带型高频功率放大器还是宽带型高频功率放大器，它们都是一种将电源
供给的直流能量转换成为高频交流输出得能量转换器件。它们都具有这样的特点：采用谐振网络作负载；一般工作在丙类或乙类状态；工作频率和相对通频带相差很大；技术指标要求输出功率大、效率高。 1．3高频功率放大器的主要技术指标
高频功率放大器的主要技术指标有：输出功率、效率、功率增益、带宽和谐
波抑制度（或信号失真度）等。这几项指标要求是互相矛盾的，在设计放大器时应根据具体要求，突出一些指标，兼顾其他一些指标。 在高频功率放大器中，为满足结它的输出功率和效率的要求，并有较高的功率增益，除正选择放大器的工作状态外，还必须正确设计输入和输出匹配网络。 无论是输入匹配网络还是输出匹配网络，它们都具有传输有用信号的作用，故又称为耦合电路。对于输出匹配网络，在求它具有滤波和阻抗变换功能，即滤除各次分量，使负载上只有基波电压；将外接负载RL变换成谐振功放所要求的负载电阻R，以保证放大器输出所需的功率。因此，匹配网络也称滤波匹配网络。对于输入匹配网络，要求它把放大器的输入阻抗变换为前级信号源所需的负载阻抗，使电路能从前级信号源获得尽可能大的激励功率。
