文章导读：在新的一年中，各位网友都进入紧张的学习或是工作阶段。网学的各位小编整理了电气工程与自动化类别-高效率音频功率放大器的相关内容供大家参考，祝大家在新的一年里工作和学习顺利！
摘 要 本系统以高效率音频功率放大器为核心，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,兼有输出1:1双变单电路, 单片机实现功率测量显示电路。此外还有输出短路保护及指示、输出音量电平指示等辅助功能, 比较理想地实现了设计指标的要求。 音频放大器已经有快要一个世纪的历史了,从最早的电子管放大器的第一个应用就是音频放大器。然而直到现在为止,它还在不断地更新、发展、前进。主要因为人类的听觉是各种感觉中的相当重要的一种,也是最基本的一种。为了满足它的需要,有关的音频放大器就要不断地加以改进。
1.2 设计要求 (1) 功率放大器 a．3 dB通频带为300～3400Hz，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>10kΩ，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) 设计并制作一个放大倍数为1的信号变换电路，将功率放大器双端输出的信号转换为单端输出，经RC滤波供外接测试仪表用。 (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％。
2.4 D类放大器的效率 和通常采用的AB类放大器相比,D类放大器有很高的效率。而且,D类放大器可以在很小的输出功率时就可以达到很高的效率,或者说D类放大器的效率是和输入信号的大小无关,而不像在AB类放大器中只有在很高的输出功率时才能达到比较高的效率。 D类放大器之所以能够获得很高的效率,是因为它的输出级完全工作于开关状态。对于理想的开关,它的效率可以达到100％。但是由于晶体管并不是一个理想的开关,所以在截止时电阻并不是无限大,而在导通时其电阻也不等于0。由于其负载扬声器的电阻很低,晶体管的漏电流又很小,所以在截止时晶体管的损耗可以忽略不计。因而只要考虑在晶体管导通时的损耗。 4.2.4 H桥互补对称输出电路 H桥互补对称输出电路对VMOSFET的要求是导通电阻小, 开关速度快 , 开启电压小。因输出功率稍大于1W, 属小功率输出, 可选用功率相对较小、输入电容较小、容易快速驱 动的对管, IRFD120和IRFD120 VMOS对管的参数能够满足上述要求, 故采用之。实际电路如图4.4所示。互补PWM开关驱动信号交替开启Q5和Q8或Q6和Q7, 分别经两个4阶Butterworth滤波器滤波后推动喇叭工作。 |
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