基于pspice的高效率音頻功率放大器設計與仿真【畢業(yè)論文】

1、<p><b>　　本科畢業(yè)設計</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　基于Pspice的高效率音頻功率放大器設計與仿真</p><p>　　所在學院 </p><p>　　專業(yè)班級

2、 電子信息工程 </p><p>　　學生姓名 學號 </p><p>　　指導教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘 要<

3、/b></p><p>　　D類音頻功率放大器具有高效率，低失真等優(yōu)點。高效率會帶來很多的好處，例如延長電池使用時間，發(fā)熱低，這些優(yōu)點使其多媒體設備上具有廣闊的發(fā)展前景。在便攜設備中具有廣泛應用。與體積龐大的傳統(tǒng)線性放大器相比，使用D類放大器并不影響音質(zhì)卻能夠實現(xiàn)產(chǎn)品的小型化，因此市場對電子產(chǎn)品薄型化、便攜式的需求趨勢造就了傳統(tǒng)放大器向數(shù)字放大器的轉化。</p><p>　　D類(數(shù)

4、字音頻功率)放大器是一種將輸入模擬音頻信號或PCM數(shù)字信息變換成PWM(脈沖寬度調(diào)制)或PDM(脈沖密度調(diào)制)的脈沖信號,然后用PWM或PDM的脈沖信號去控制大功率開關器件通/斷的音頻功率放大器，也稱為開關放大器。本文采用的D類功放主要由脈寬度調(diào)制器、開關放大器和低通濾波器等三部分組成，并運用PSPICE軟件實現(xiàn)D類功放的仿真調(diào)試。</p><p>　　關鍵詞：D類音頻功率放大器，效率，應用，便攜設備</p

5、><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Class D audio power amplifier has advantages such as high efficiency, low distortion. Efficiency will bring many benefits, such as battery life, low feve

6、r, these advantages make multi-media devices have broad prospects for development. In the portable device has a wide range of applications. Compared with the huge traditional linear amplifiers, the use of Class D amplifi

7、er does not affect the sound quality, but was able to achieve product miniaturization, so the market for the demand for electro</p><p>　　Class D amplifier (digital audio power) is a kind of audio power ampli

8、fier that turned the input analog audio signal or PCM digital information into the (pulse width modulation) or PDM (pulse density modulation) pulse signal, and then use PWM or PDM pulse signal to control a large Power sw

9、itch devices on / off, also known as switching amplifiers. Class D power amplifier used in this paper mainly composed by the pulse width modulator, switching amplifiers and low pass filter of three parts, and </p>

10、<p>　　Key words: D audio power amplifier, efficiency, applications, portable devices </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1　引言1</b></p><p><b>　　2

11、　總體設計4</b></p><p>　　2.1課題研究的主要內(nèi)容和預期目標4</p><p>　　2.2方案論證與比較4</p><p>　　3　具體電路設計8</p><p>　　3.1前置放大器8</p><p>　　3.2三角波產(chǎn)生器9</p><p>　　3.3

12、脈寬調(diào)制器10</p><p>　　3.4驅動電路11</p><p>　　3.5H橋互補對稱輸出、低通濾波電路12</p><p>　　3.6系統(tǒng)整體電路12</p><p>　　4　電路仿真調(diào)試14</p><p>　　4.1前置放大器14</p><p>　　4.2三角波產(chǎn)生器

13、15</p><p>　　4.3脈寬調(diào)制器15</p><p>　　4.4驅動電路17</p><p>　　4.5H橋互補對稱輸出、低通濾波電路18</p><p><b>　　6　結論20</b></p><p>　　致 謝錯誤!未定義書簽。</p><p>

14、;<b>　　參考文獻21</b></p><p><b>　　1　引言</b></p><p>　　音頻放大器出現(xiàn)已經(jīng)快有一個世紀了，廣泛應用于家庭影院、音響系統(tǒng)、立體聲唱機、伺服放大器等電子系統(tǒng)中。近幾年，電子產(chǎn)品正在向薄型化、便攜式迅速發(fā)展。人們在追求高保真度音頻功放的同時,也希望功放有大的輸出功率和高效率。因此，設計一種失真度小,輸出功

15、率大,效率高的音頻功放也有很重要的現(xiàn)實意義。音質(zhì)好、電源效率高、發(fā)熱少的D類放大器成為市場的需求。并且由于D類放大器的耗電低、發(fā)熱少等諸多特點，越來越得到日益強調(diào)環(huán)保的市場的認同。同時，便攜電子設備的工作時間一直是廠商全力追求的最重要的性能指標，新的無濾波器D類放大器在幾瓦特的功率級別上正在取代原先固定的AB類器件。與體積龐大的傳統(tǒng)線性放大器相比，使用D類放大器并不影響音頻信號的音質(zhì)卻能夠實現(xiàn)便攜產(chǎn)品的小型化，因此市場對電子產(chǎn)品薄型化、

16、便攜式的需求趨勢造就了傳統(tǒng)放大器向數(shù)字放大器的轉化。</p><p>　　功率放大器通常按照其工作狀態(tài)分為五類，即A類、B類、AB類、C類和D類。</p><p>　　A類放大器的主要特點是：放大器的工作點Q設定在負載線的中點附近,晶體管在輸入信號的整個周期內(nèi)均導通，換言之，總有偏置電流流過輸出器件。放大器可單管工作，也可以推挽工作。由于放大器工作在特性曲線的線性范圍內(nèi)，所以瞬態(tài)失真和交替

17、失真較小。電路簡單，調(diào)試方便。但效率較低，晶體管功耗大，功率的理論最大值僅有25％，且有較大的非線性失真。由于效率比較低現(xiàn)在設計基本上不再使用。</p><p>　　B類放大器的主要特點是：放大器的靜態(tài)點在(VCC，0)處，當沒有信號輸入時，輸出端幾乎不消耗功率。在Vi的正半周期內(nèi)，Q1導通Q2截止，輸出端正半周正弦波；同理，當Vi為負半波正弦波(如圖虛線部分所示)，所以必須用兩管推挽工作。其特點是效率較高(78

18、%)，但是因放大器有一段工作在非線性區(qū)域內(nèi)，故其缺點是“交越失真”較大。即當信號在-0.6V～0.6V之間時，Q1 Q2都無法導通而引起的。所以這類放大器也逐漸被設計師摒棄。</p><p>　　AB類放大器的主要特點是：晶體管的導通時間稍大于半周期，必須用兩管推挽工作?？梢员苊饨辉绞д?。交替失真較大，可以抵消偶次諧波失真。有效率較高，晶體管功耗較小的特點。AB類放大器結合了上述兩種放大器的優(yōu)點，也是目前普遍采用

19、的一類功率放大器。其所用的兩個器件可以同時導通，但在交越點僅有導通較短時間。因此每個器件導通時間多于半個周期，但又少于整個周期，克服了B類放大器的非線性失真問題和A類放大器效率低的缺點。A B類放大器的效率可達到50％。</p><p>　　C類(丙類)放大器，是指器件導通時間小于50％的工作類別。這類放 大器，一般用于射頻放大。C類放大器的導通角小于90度，即功率管工作時間小于半個周期，功率管在每個周期中導通一

20、定時間，而不是半周期工作。C類放大器的工作效率高于A類和B類放大器。它是一種用諧振系統(tǒng)作為匹配網(wǎng)絡的非線性功率放大器，一般用于對失真度要求不高或調(diào)諧輸出的場合。例如無線發(fā)射機中，用C類放大器對載波信號或高頻己調(diào)波信號進行功率放大。</p><p>　　D類(數(shù)字音頻功率)放大器是一種將輸入模擬音頻信號或PCM數(shù)字信息變換成PWM(脈沖寬度調(diào)制)或PDM(脈沖密度調(diào)制)的脈沖信號,然后用PWM或PDM的脈沖信號去控

21、制大功率開關器件通/斷音頻功率放大器，也稱為開關放大器。D類放大或數(shù)字式放大器利用極高頻率的轉換開關電路來放大音頻信號的，所以D類放大器具有效率高的突出優(yōu)點。</p><p>　　前四種屬于線性功率放大器，D類屬于非線性功率放大器。D類音頻功放不同于A類、B類和AB類工作方式，它采用切換電壓方式利用PWM信號控制導通時間以放大信號。該類放大器輸出級的工作狀態(tài)在完全導通和完全截止兩狀態(tài)間轉換，因此輸出器件的功耗很小

22、。由于D類功放利用晶體管快速切換的開關特性，以開關方式把模擬音頻信號進行脈寬調(diào)制，使其效率遠高于其他類功率放大器。D類功放的最大優(yōu)勢在于其電源功率轉換效率，理論上可以達到100%。與AB類放大器相比，D類放大器需要更小的電源電流，因此具有更長的電源使用時間或者更低的電源使用成本;另外，D類放大器更低的發(fā)熱量使得更小的封裝成為一可能，同時去掉了AB類放大器中所使用的降溫設備。基于這兩個優(yōu)點，對于消費類電子來說，D類功率放大器的高效率成為最

23、好的選擇。</p><p>　　除了高效率外，D類放大器還具有大功率、低失真的優(yōu)點。雖然其他種類的模擬功率放大器也可以通過采用優(yōu)質(zhì)元件，復雜的補償電路，深負反饋，使失真變得很小，但卻不能同時獲得大功率和高效率。工作在開關狀態(tài)下的D類功率放大器卻很容易實現(xiàn)大功率，高效率，低失真。</p><p>　　D類放大器是在1958年由泰勒提出的，當時它的提出是為了被應用于振蕩電路。與前四類功率放大器

24、相比較，D類功率放大器的特點是，輸出級MOS管工作于相繼開關狀態(tài)，這對功率放大器效率有極大提高。D類功率放大器是一項意義深遠的創(chuàng)新技術，具有廣闊的發(fā)展前景，并對消費電子產(chǎn)生巨大的沖擊作用，D類功放在音頻和非音頻領域都具有廣泛的應用。如便攜式DVD播放機、mp4播放器、Av接收機、便攜式電視機、手機、等離子顯示器、汽車音響、PC機、PDA、CD耳機、收錄機，以及專業(yè)音頻設備等。與其他幾類功放相比，D類功放在獲得更高的效率可以降低芯片尺寸，

25、所以在便攜式音頻設備中有著重要的地位。統(tǒng)計表明，D類放大器目前以每年超過50%的速度在迅猛增長。</p><p>　　D類放大器在過去的幾代產(chǎn)品中，已經(jīng)得到了巨大的發(fā)展，系統(tǒng)設計者極大地改善了系統(tǒng)的耐用性，并提高了其音頻質(zhì)量。實際上，對大多數(shù)應用者而言，使用這些放大器所帶來的好處已經(jīng)遠遠超過了它們的不足。在傳統(tǒng)D類放大器中，用控制器將模擬或數(shù)字音頻信號在被集成到功率后端設備中的功率MOSFET管放大之前，轉換成P

26、WM信號。這些放大器效率很高，使用很小的散熱器或根本不需要散熱器，且降低了對電源輸出功率的要求。然而，與傳統(tǒng)的放大器相比，它們本身也存在固有的成本、性能和EMI方面的問題，解決這些問題就是D類放大器的發(fā)展新趨勢，其中包括：（1）降低EMI（2）改善音頻質(zhì)量（3）降低系統(tǒng)成本（4）電源反饋。</p><p><b>　　2　總體設計</b></p><p>　　2.1課

27、題研究的主要內(nèi)容和預期目標</p><p><b>　　設計任務：</b></p><p>　　設計一個高效率音頻功率放大器。功率放大器的電源電壓為+5V(電路其他部分的電源電壓不限)，負載為8Ω</p><p><b>　　設計要求：</b></p><p>　?。?）通頻帶為300～3400Hz

28、，輸出正弦信號無明顯失真</p><p>　　（2）最大不失真輸出功率≥1W</p><p>　?。?）輸入阻抗>10kΩ，電壓放大倍數(shù)1～20連續(xù)可調(diào)</p><p>　?。?）在輸出功率為500mW時測量功率放大器的效率≥50%</p><p>　　預期目標：完成硬件設計及基于Pspice的仿真。</p><p&

29、gt;　　2.2方案論證與比較</p><p>　　根據(jù)設計任務的要求，本系統(tǒng)的組成方框圖如圖2-1所示。下面對每個框內(nèi)電路的設計方案分別進行論證與比較。</p><p>　　圖2-1 D類功放系統(tǒng)框圖</p><p>　　1、高效率功放類型的選擇</p><p>　　方案一：采用A類、B類、AB類功率放大器。這三類功放的效率均達不到題目的

30、要求。</p><p>　　方案二：采用D類功率放大器。D類功率放大器是用音頻信號的幅度去線性調(diào)制高頻脈沖的寬度，功率輸出管工作在高頻開關狀態(tài)，通過LC低通濾波器后輸出音頻信號。由于輸出管工作在開關狀態(tài)，故具有極高的效率。理論上為100％，實際電路也可達到80％～95％，所以我們決定采用D類功率放大器。</p><p>　　2、高效D類功率放大器實現(xiàn)電路的選擇</p><

31、;p>　　本題目的核心就是功率放大器部分，采用何種電路形式以達到題目要求的性能指標，這是關鍵。</p><p>　　圖2-2 脈寬調(diào)制電路</p><p>　　① 脈寬調(diào)制器(PWM) </p><p>　　方案一：可選用專用的脈寬調(diào)制集成塊，但通常有電源電壓的限制。</p><p>　　方案二：采用圖2-2所示方式來實現(xiàn)。最簡單的只

32、需用一只運放LM311構成比較器即可完成。輸入原始音頻信號和一個三角形波信號，通過比較器，輸出矩形波。這樣，比較器輸出的波形就是一個脈沖寬度被音頻信號幅度調(diào)制后的波形，稱為PWM（Pulse Width Modulation脈寬調(diào)制）或PDM（Pulse Duration Modulation脈沖持續(xù)時間調(diào)制）波形。音頻信息被調(diào)制到脈沖波形中。三角波產(chǎn)生器及比較器分別采用通用集成電路，各部分的功能清晰，實現(xiàn)靈活，便于調(diào)試。若合理的選擇器

33、件參數(shù)，可使其能在較低的電壓下工作，故選用此方案。</p><p><b>　　② 高速開關電路</b></p><p><b>　　a. 輸出方式</b></p><p>　　方案一：選用推挽單端輸出方式(電路如圖2-3所示)。電路輸出載波峰-峰值不可能超過5V電源電壓，最大輸出功率遠達不到題目的基本要求。</p&

34、gt;<p>　　圖2-3 高速開關電路</p><p>　　方案二：選用H橋型輸出方式(電路如圖2-4所示)。此方式可以實現(xiàn)平衡輸出，易于改善放大器的輸出濾波特性，并可減少干擾。在+5V 的單電源供電情況下，H 型橋式電路負載上電壓峰峰值接近電源電壓的2 倍。電路工作原理為：當M1、M4 同時導通時，M2、M3 同時截止，此時加在負載上的電壓降VA =VB ；當M2、M3同時導通時，M1、M4同

35、時截止，此時加在負載上的電壓降VA =-VB ，因此，負載上的電壓降可達到2倍的電源電壓。由于電路中含有LC 無源濾波電路，故實際加在負載上的壓降略小于2倍的電源電壓。浮動輸出載波的峰-峰值可達10V，有效地提高了輸出功率，且能達到題目所有指標要求，故選用此輸出電路形式。</p><p>　　圖2-4 高速開關電路</p><p>　　b. 開關管的選擇。為提高功率放大器的效率和輸出功率

36、，開關管的選擇非常重要，對它的要求是高速、低導通電阻、低損耗。</p><p>　　方案一：選用晶體三極管、IGBT管。晶體三極管需要較大的驅動電流，并存在儲存時間，開關特性不夠好，使整個功放的靜態(tài)損耗及開關過程中的損耗比較大；而IGBT管的最大缺點是導通壓降太大。</p><p>　　方案二：選用VMMOSFET管。VMOSFET管具有較小的驅動電流、低導通電阻以及良好的開關特性，故選用

37、高速VMOSFET管。</p><p><b>　　③ 濾波器的選擇</b></p><p>　　方案一：采用兩個相同的二階Butterworth低通濾波器。缺點是負載上的高頻載波電壓得不到充分衰減。</p><p>　　方案二：采用兩個相同的四階Butterworth低通濾波器，在保證20kHz頻帶的前提下使負載上的高頻載波電壓進一步得到衰減

38、。</p><p><b>　　3　具體電路設計</b></p><p>　　根據(jù)D類功放的原理和設計框圖，將各部分電路具體設計如下</p><p><b>　　3.1前置放大器</b></p><p>　　前置放大電路如圖3-1所示。題目要求整個功率放大電路的增益從1～20連續(xù)可調(diào)，考慮到題目要

39、求功率放大單元的電源為單電源+5V，故取載波（三角波的峰峰值為2V。</p><p>　　當功放輸出的最大不失真功率為時，其負載上等效正弦波的電壓峰峰值為，此時和載波調(diào)制的調(diào)制波（正弦波）最大峰峰值為值應為2V，則對應的調(diào)制放大增益為4（實際上，功放的最大不失真功率要略大于1W， 其調(diào)制增益要略大于4），由于題目要求電壓放大倍數(shù)1～20連續(xù)可調(diào)，故取前置放大電路的增益8，即。 </p><p&

40、gt;　　圖3-1 前置放大器</p><p>　　電路中運算放大器采用寬頻帶、低漂移、滿幅運放TLC4502， 組成增益可調(diào)的同相寬帶放大器。選擇同相放大器是為了容易實現(xiàn)輸入電阻的要求，故取，則，反饋電阻，取，反相端電阻取，則前置放大器的最大增益為</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　　3.2

41、三角波產(chǎn)生器</b></p><p>　　我們采用滿幅運放TLC4502及高速精密電壓比較器LM311來實現(xiàn)，如圖3-2所示。TLC4502不僅具有較寬的頻帶，而且可以在較低的電壓下滿幅輸出，能保證產(chǎn)生線性良好的三角波。</p><p>　　載波頻率的選擇既要考慮抽樣定理，又要考慮電路的實現(xiàn)，選擇150kHz的載波，使用四階Butterworth LC濾波器，輸出端對載頻的衰減

42、大于60dB,能滿足題目要求，所以我們選用載波頻率為150kHz。</p><p>　　電路參數(shù)的計算：在5V單電源供電下，我們用分壓得到運放3腳和比較器3腳的電位為2.5V，同時設定輸出的對稱三角波幅度為1V（）。</p><p>　　若選定R10為100kΩ，并忽略比較器高電平時R11上的壓降，則R9的求解過程如下： </p><p><b>　?。?

43、-2）</b></p><p><b>　　取R9為39kΩ。</b></p><p>　　選定工作頻率為，并設定，則電容C3的計算過程如下:</p><p>　　對電容的恒流充電或放電電流為</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　則

44、電容兩端最大電壓值為</p><p><b>　　（3-4）</b></p><p>　　其中T1為半周期，。的最大值為2V，則</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p><b>　　（3-6）</b></p><p>　　取，，R

45、6采用20 kΩ可調(diào)電位器。使振蕩頻率f在150 kHz左右有較大的調(diào)整范圍。</p><p>　　圖3-2 三角波產(chǎn)生器</p><p><b>　　3.3脈寬調(diào)制器</b></p><p>　　選用LM311精密、高速比較器來實現(xiàn)，電路如圖3-3所示，因供電為5V單電源，為給提供2.5V的靜態(tài)電位，取，,4個電阻均取。由于三角波，所以要

46、求音頻信號的不能大于2V，否則會使功放產(chǎn)生失真。</p><p>　　圖3-3 脈寬調(diào)制器</p><p><b>　　3.4驅動電路</b></p><p>　　如圖3-4所示。將PWM信號整形變換成互補對稱的輸出驅動信號，用 CD40106施密特觸發(fā)器并聯(lián)運用以獲得較大的電流輸出，送給由晶體三極管組成的互補對稱式射極跟隨器驅動的輸出管，保

47、證了快速驅動。驅動電路晶體三極管選用2SC8050和2SA8550對管。</p><p>　　圖3-4 驅動電路</p><p>　　3.5H橋互補對稱輸出、低通濾波電路</p><p>　　對VMOSFET的要求是導通電阻小，開關速度快，開啟電壓小。因輸出功率稍大于1W，屬小功率輸出，可選用功率相對較小、輸入電容較小、容易快速驅動的對管，IRFD120和IRFD

48、9120 VMOS對管的參數(shù)能夠滿足上述要求，故采用之。實際電路如圖3-5所示?；パaPWM開關驅動信號交替開啟M2和M3或M1和M4，分別經(jīng)兩個4階Butterworth濾波器濾波后推動喇叭工作。</p><p>　　圖3-5 H橋互補對稱輸出、低通濾波電路</p><p>　　低通濾波器采用四階巴特沃茲LC濾波電路，如圖3-5所示。</p><p>　　采用了電

49、子工作臺(pspice)軟件進行仿真，從而得到了一組較佳的參數(shù)：L1=22μH，L2＝47μH，C1=l.68μH，C2=1μH。19.95 kHz處下降2.464 dB，可保證20 kHz的上限頻率，且通帶內(nèi)曲線基本平坦；100 kHz、150 kHz處分別下降48dB、62dB，完全達到要求。</p><p><b>　　3.6系統(tǒng)整體電路</b></p><p>

50、;　　系統(tǒng)整體電路如圖3-6所示，電源電壓為5V，負載為8Ω。</p><p>　　圖3-6 整體電路</p><p><b>　　4　電路仿真調(diào)試</b></p><p><b>　　4.1前置放大器</b></p><p>　　前置放大器的Pspice電路原理圖如圖4-1，輸入音頻信號采用1K

51、Hz正弦波，其電壓幅值為0.1V。仿真結果如圖4-2，理論計算值為0.93V，放大倍數(shù)為0.9倍，實際得到out1輸出電壓幅值為0.935V，放大倍數(shù)為9.35倍，與理論計算值相符。</p><p>　　圖4-1 前置放大器</p><p>　　圖4-2 放大后仿真波形</p><p><b>　　4.2三角波產(chǎn)生器</b></p&g

52、t;<p>　　三角波產(chǎn)生器用Pspice畫圖4-3，仿真結果圖4-4，理論計算三角波峰峰值為2 V，頻率為150KHz，實際得到產(chǎn)生三角波峰峰值為2.2V，頻率為110KHz，符合理論計算。</p><p>　　圖4-3 三角波產(chǎn)生器</p><p>　　圖4-4 仿真后三角波形</p><p><b>　　4.3脈寬調(diào)制器</b

53、></p><p>　　脈寬調(diào)制器的Pspice電路原理圖如圖4-5，音頻信號通過電容C3連接輸入比較器LM311正輸入端，三角波通過電容C6連接輸入比較器LM311負輸入端，由Pspice仿真輸出的波形如圖4-6、圖4-7，out3輸出的波形是峰峰值為5V的矩形波，其脈沖寬度被音頻信號幅度所調(diào)制。其中圖4-6是一個完整周期的PWM波，圖4-7是放大后的PWM波。</p><p>　

54、　圖4-5 脈寬調(diào)制器</p><p>　　圖4-6 仿真后PWM波形</p><p>　　圖4-7 仿真后放大的PWM波形</p><p><b>　　4.4驅動電路</b></p><p>　　驅動電路的Pspice電路圖如圖4-8，輸入信號是前一級比較器out3輸出的PWM波，接入CD40106施密特觸發(fā)器，

55、由Pspice仿真輸出波形如圖4-9、圖4-10。out4和out5得到兩個反相的PWM波如圖4-9，輸出波形為兩個相同幅值反相的PWM波如圖4-10，峰峰值約為5V。 </p><p>　　圖4-8 驅動電路</p><p>　　圖4-9 仿真后out4和out5 輸出波形</p><p>　　圖4-10 仿真后out6和out7輸出PWM波形</p&

56、gt;<p>　　4.5H橋互補對稱輸出、低通濾波電路</p><p>　　H橋互補對稱輸出、低通濾波電路的Pspice電路圖如圖4-11，輸入信號為前一級驅動電路out6和out7輸出的兩個相同幅值反相的PWM波，由Pspice仿真輸出的波形如圖4-12、圖4-13，圖4-12為out8和out9的輸出波形圖，即經(jīng)LC濾波器濾后的音頻信號，圖4-13為最終得到的信號out8- out9的輸出波形圖

57、，即負載上得到的信號，幅值約為4V。</p><p>　　圖4-11 H橋互補對稱輸出、低通濾波電路</p><p>　　圖4-12 仿真后out8和out9的輸出波形</p><p>　　圖4-13 仿真后out8- out9的輸出波形</p><p><b>　　6　結論</b></p><

58、p>　　D類放大器是目前音頻播放器的非常有前途的發(fā)展方向，他更好地適應了便攜式電子音頻設備對功率放大器的高效率，低失真的的發(fā)展要求。</p><p>　　本次任務主要是設計一個高效率音頻功率放大器，并完成Pspice軟件的仿真調(diào)試。按照任務書的要求，在查閱大量資料和實驗室實驗的基礎上，經(jīng)過半年多的努力，基本上已經(jīng)達到了預期的目標。本論文比較了各種音頻功率放大器的特性后，完成了一款基于PWM調(diào)制技術、工作于5

59、V電源電壓、負載為8Ω的D類音頻功率放大器的設計與仿真，本篇論文按照從系統(tǒng)框圖到具體單元電路設計的流程，闡述了所設計的D類音頻功率放大器。</p><p>　　此課題主要包括電路設計，軟件仿真調(diào)試，論文撰寫三部分。對所設計的Class D音頻功放各模塊的實現(xiàn)電路進行分析并進行Pspice軟件仿真調(diào)試，包括前置放大器、三角波發(fā)生電路、比較器電路、驅動電路和H橋互補對稱輸出、低通濾波電路等，最后對整個電路進行仿真，仿

60、真通過并且所得到的結果都符合題目要求。</p><p>　　到目前為止，借助Pspice軟件對所設計的D類音頻功率放大器進行仿真調(diào)試，最后證明系統(tǒng)可以對8歐姆的負載提供1W的最大不失真輸出功率；在對8歐姆的負載提供500mW的輸出功率時，功率放大器的效率可達到50%以上,符合設計要求。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p&g

61、t;　　[1] 劉靜.Class D音頻功率放大器設計[D].北京交通大學,2008年</p><p>　　[2] 龔偉,周雒維.D類音頻功率放大器控制方式綜述[J].重慶大學學報(自然科學版),2003(02):117-122</p><p>　　[3] 毛大平.淺談功率放大器的基本技術指標[J].現(xiàn)代電影技術應用技術研究,2008(6):44-48</p><p&g

62、t;　　[4] 朱高峰等著.D類音頻功率放大器的關鍵技術[J].聲學技術，2006，25(5):452-54</p><p>　　[5] NicholasHolland.在便攜式應用中使用D類音頻放大器[J].電子與電路，2005(12)：82-84</p><p>　　[6] 汪東.高效D類音頻功率放大器設計[J].電子與封裝，2006，11，6(11)：23-26.</p>

63、<p>　　[7] 周柳奇.D類功放在便攜式設備中的應用[J]. 硅谷,2008,(07):20-21 </p><p>　　[8] 曾妍,曾寶國.D類功率放大器的原理及應用[J]. 科技資訊, 2008,(03):11-15 </p><p>　　[9] 何記鑫.D類放大器:基本原理及近期發(fā)展[J].半導體器件應用,2007,(09):10-13</p>&l

64、t;p>　　[10] 土公堂.D類音頻功率放大器MAX9700/MAX9712及其應用[J].新特器件,2007,(10):20-24 </p><p>　　[11] Frank Ellinger.Power Amplifiers[M].Radio Frequency Integrated Circuits and Technologies.2nd ed.Berlin ， New York :Springe

65、r.2008，9:313-358 </p><p>　　[12] B.E.Attwood, Design Parameters Important for the Optimization of Very-High-Fidelity PWM(class D) Audio Amplifiers[J].Audio. Eng. Soc, vo1.31，No.ll ,1983,5:842-853</p>&