毕业设计-- D类音频功率放大器的设计

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1、 毕业设计 （论文） 说明书 系 部： 电气工程系电气工程系 专 业： 应用电子技术应用电子技术 题 目： D 类音频功率放大器的设计 指导者： 老师 评阅者： 2008 年 5 月 2 摘要摘要 数字功率放大器具有模拟功率放大器不可比拟的优势， 代表着音响技术数字 化的新台阶。本系统以高效率 D 类功率放大器为核心，输出开关管采用高速 VMOSFET 管，连接成互补对称 H 桥式结构，最大不失真输出功率大于 1W，平均效 率可达到 70左右。D 类放大器包括脉宽调制器和输出级。 本文首先介绍了声音的基本特性、音响放大器的技术指标、放大器分类和 D 类放大器的工作原理，接着进行了 D 类功放的

2、仿真分析，包括 PWM 波的形成、频 谱分析等等；然后根据 D 类功放的设计要素，设计了基于 MAXIM 公司的 10W 立体 声/15W 单声道集成芯片 MAX9703/MAX9704 的 D 类放大器，并对 D 类功放的发展 与技术展望进行了描述。 在本文里，对放大器的各个模块包括放大电路、比较器电路、三角波产生电 路、驱动电路等进行了设计和仿真，且达到了预先设定的指标。 关键词: D 类放大器 脉宽调制 高速开关电路 低通滤波 3 目录目录 1 引 言. 5 2 音响的基础知识 7 2.1 声音的基本特性 7 2.2 音响的结构及参数 7 2.3 放大器的技术指标 7 3 放大器的简介

3、9 4 D 类功放的原理及仿真 . 13 4.1 D 类功放的工作原理 . 13 4.2 D 类功放的 EDA 仿真 . 15 4.2.1 EDA 仿真概述 . 15 4.2.2 D 放大器原理仿真概述 . 16 4.2.3 输入信号抽样PWM 波的形成仿真 . 17 4.2.4 输出信号 PWM 波的频谱仿真分析. 17 4.3 D 类功放的优点 . 18 5 D 类功放的硬件设计 . 19 5.1 D 类功放的设计原理 . 19 5.2 D 类功放的设计要素 . 22 5.2.1 输出晶体管尺寸选择. 22 5.2.2 输出级保护. 22 5.2.3 音质处理. 23 5.2.4 EMI

4、处理 . 25 5.2.5 LC 滤波器设计 26 5.2.6 系统成本 . 27 5.2.7 散热注意事项. 27 5.3 D 类功放电路分析与计算 . 31 5.3.1 脉宽调制器（PWM） 31 5.3.2 前置放大器. 33 5.3.3 驱动电路. 34 5.3.4 高速开关电路 35 5.3.5 低通滤波. 40 6 MAX9703/MAX9704 单声道/立体声 D 类音频功率放大器 44 6.1 概述. 44 6.2 MAX9703/MAX9704 详细说明 . 44 4 6.2.1 工作效率. 44 6.2.2 应用信息. 45 7 D 类功放的发展与技术展望 . 47 7.1 D 类功放的不足 . 47 7.2 D 类功放的最新发展T 类功率放大器 47 结论. 48 致谢. 49 参考文献. 50 5 1 1 引引 言言 音响技术发展到今天，音响设备中大部分已实现了数字化，如作为音源的 CD、DAT、MD、DVD 等，数字调音台以及数字效果器、压限器、激励器等