基于聲頻定向系統(tǒng)的D類數(shù)字功率放大器.pdf

1、聲頻定向揚(yáng)聲器系統(tǒng)是一種可以使聲音只沿固定方向傳播的裝置。該系統(tǒng)主要通過(guò)超聲波在空氣中的非線性交互作用產(chǎn)生高指向性的可聽(tīng)聲，從而革命性地使聲音信號(hào)控制在指定范圍內(nèi)以高指向方式傳播。本文旨在為聲頻定向揚(yáng)聲器系統(tǒng)設(shè)計(jì)并制作一款高效率、低失真、低損耗的數(shù)字功率放大器，為系統(tǒng)的超聲波發(fā)射換能器提供大功率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并通過(guò)系統(tǒng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)對(duì)其功率放大和指向性等性能進(jìn)行分析與評(píng)估。 本論文針對(duì)上述任務(wù)，先對(duì)當(dāng)今各種功率放大器類型及原理進(jìn)行討論、

2、比較與分析，再由聲頻定向系統(tǒng)工作原理出發(fā)，提出以D類數(shù)字功率放大器作為聲頻定向超聲波換能器的驅(qū)動(dòng)的解決方案。在系統(tǒng)工作原理中詳細(xì)討論了聲波在空氣傳播中產(chǎn)生指向性、非線性作用的理論，提出了以建立聲場(chǎng)模型來(lái)指導(dǎo)信號(hào)處理和系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)?；谝陨系脑O(shè)計(jì)思路，本文將從以下幾個(gè)方面進(jìn)行討論、分析與設(shè)計(jì)，并最終通過(guò)聲頻定向系統(tǒng)功率放大和指向性的測(cè)試實(shí)驗(yàn)給出分析結(jié)果與結(jié)論。 1)從聲頻定向原理出發(fā)，設(shè)計(jì)系統(tǒng)架構(gòu)與內(nèi)部信號(hào)處理過(guò)程，并對(duì)過(guò)程中功

3、率放大部分進(jìn)行分析與討論，再結(jié)合各類放大器的特點(diǎn)與應(yīng)用范圍，提出利用D類放大器為聲頻定向系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高效率、低失真功率放大的解決方案。 2)將所提出的方案轉(zhuǎn)化電路原理的設(shè)計(jì)，并對(duì)其進(jìn)行仿真分析，從而驗(yàn)證解決方案的可行性，再進(jìn)一步討論D類放大器用于聲頻定向系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式，從換能器負(fù)載分析、信號(hào)調(diào)制處理、器件選擇與功能設(shè)計(jì)、放大器電路設(shè)計(jì)、負(fù)載匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面進(jìn)行了深入的研究和細(xì)致的討論，并利用Protel進(jìn)行實(shí)際電路的設(shè)計(jì)與制作