高效率D类音频功率放大器的设计.doc

摘要：伴随着不断到来的信息化时代，输出功率大同时发热少的要求已经不能被传统的模拟线性放大器满足。以功放电路为设计核心的电子产品渐渐地走进人们的生活，耳机、音响等音频功放类电子产品备受现代人的青睐，音频功放随之得到了迅速发展。本文准备设计出一款高效率的D类音频功率放大器。该系统主要包括以下部分：前级放大电路、滤波电路、脉冲宽度调制电路、功率放大电路等。利用三角波和需要进行放大的音频信号两者间进行比较获得所需的PWM波，通过H桥实现功放，再经过低通滤波后输出，最后进行功率测量。经测量，3dB通频带为20Hz-20kHz的情况下，输出正弦信号无明显失真，D类功率放大器的效率达到了81.53％，远远高于其他功放。设计中采用了高效率的D类功放为设计核心，以最新研究成果为设计思想，完全符合市场化与用户需求。

关键词:D类功放，脉冲宽度调制电路，功率放大电路，H桥，效率

目录

摘要

Abstract

1  绪论-1

1.1  设计背景-1

1.2  音频功率放大电路的分类-1

1.2.1  A类功率放大电路-2

1.2.2  B类功率放大电路-2

1.2.3  AB类功率放大电路-3

1.2.4  C类功率放大电路-4

1.2.5  D类功率放大电路-4

1.3  本文主要研究内容-5

2  系统设计-5

2.1  系统总体框架-5

2.2  方案的论证与选择-6

2.2.1  功率放大器的选择-6

2.2.2  功放电路的选择-6

3  硬件设计与分析-7

3.1  前级放大电路-7

3.2  PWM调制电路-8

3.2.1  PWM技术简介-8

3.2.2 PWM调制电路的谐波分析-9

3.2.3  载波的选择和信号的产生-10

3.3  比较电路-10

3.4  功率放大电路-11

3.5  LC低通滤波电路-11

4  仿真与分析-12

4.1  前级放大电路-12

4.2  三角波产生电路-13

4.3  比较电路-14

4.4  功率放大电路-16

5  实物测试与数据分析-16

5.1  测试仪器-17

5.2  数据与分析-17

5.2.1  通频带测试及波形失真度-17

5.2.2  最大不失真功率测试-17

5.2.3  效率测试-17

结论-19

参考文献-20

致谢-21

附录1-22

实物图-22

附录2-23

完整电路仿真图-23