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高效率音频功率放大器的研制白林景，邵光存，李岸然，常兴连，王振伟（山东省科学院激光研究所，山东济宁 272100） 摘 要：本设计以高效率D类功率放大器为中心，输出开关管采用高速场效应管，连接成互补对称H桥式结构，兼有输出1: 1双变单电路和输出短路保护功能，比较理想地实现了输出功率大于2w，平均效率可达到75%的高效音功率放大器。
关键词：D类音频功率放大器； PWM调制器； H桥功率放大器中图分类号： TN722. 1 文献标识码：A引言全球音频领域数字化的浪潮以及人们对音频节能环保的要求，要求我们尽快研究开发高效、节能、数字化的音频功率放大器。传统的音频功率放大器工作于线性放大区，功率耗散较大，虽然采用推挽输出，仍然很难满足大功率输出；而且需要设计复杂的补偿电路和过流，过压，过热等保护电路。
D类开关音频功率放大器的工作于PWM模式，将音频信号与采样频率比较，经过自然采样，得到脉冲宽度与音频信号幅度成正比例变化的PWM波，经过驱动电路，加到MOS的栅极，控制功率器件的开关，实现放大，放大的PWM信号送入滤波器，还原为音频信号。从而实现大功率高效率的音频功率放大器。
系统电路本文采用H型桥式D类功率放大电路，电路如图一所示。图一 音频功率放大器电路（1） 三角波产生电路利用NE555构成的多谐振荡器以恒流源的方式对电容线性冲、放电产生三角波。
接通电源瞬间，NE555芯片的3脚输出高电平，二极管D2、D3 截止，D1、D4 导通， Vcc通过T1 , T2 , R1 ,D1 对电容C1 恒流充电，当C1 上电压达到2 /3Vcc时，NE555芯片的输出发生翻转，即3脚输出低电平，此时，D2、D3 导通， D1、D4 截止，电容C1 通过D2 , T3 ,T4 , R2 恒流放电，直到C1电压等于1 /3Vcc，电容又开始充电，如此循环，电容C1上可以得到线性度良好的三角波。为了提高带负载能力，输出通过由LM358A组成的电压跟随器。
输出三角波频率的计算：电阻R1 上电压等于T1 的VVbe≈ 0. 7V，故流过R1 的电流I = 0. 7V /300Ω = 2. 33mA，忽略T1 的基极电流，则流过R1 的电流即为T2 的射级电流，约等于T2 的集电极电流，故C1 的充电电流约为2mA，同理， C1 的放电电流约为2mA。设充电时间为t1 ，放电时间为t2 ，则有：23Vcc =13Vcc +i *t1C13Vcc =23Vcc -i *t2C可得三角波的周期： T = t1 + t2 =2Vcc *C3 *i故三角波频率为： f =3 *i2Vcc *C(2)前置放大电路 前置放大电路采用低噪声、高速运放的NE5532运算放大器，组成增益可调的同相宽带放大电路。
功放最大不失真输出时，负载上等效正弦波的电压峰峰值为VP - P ，载波调制的调制波（正弦波）最大峰峰— 27 —值为VP - Pm ax ，对应的调制放大增益为AV2 =VP - PVP - Pm ax，运算放大电路中反馈电阻为R8 ，反相端电阻R7 ，则前置放大器的增益AV1为：AV1 = 1 +R8R7，通过选取调制波的峰值电压VP - Pm ax和调整R8 的阻值，可实现整个功率放大单元的电压增益连续可调。（3）脉宽调制（ PWM）电路 采用高速、精密的比较器芯片，以音频信号为调制波，频率为f的三角波为载波，两路信号均加上1 /2Vcc的直流偏置电压，通过比较器进行比较，得到幅值相同，占空比随音频幅度变化的脉冲信号。
（4）驱动电路 驱动电路由施密特触发器芯片和三极管组成，两个三极管组成的互补对称式射极跟随器。PWM信号经过驱动电路后，形成两个前后沿更加陡峭的倒相脉冲，两脉冲之间有一定的死区时间，防止了桥式驱动电路出现直通现象。
（5） H型桥式驱动电路 由场效应管组成的功率开关管和四阶巴特沃兹LC滤波电路组成。T9、T12导通， T10、T11截止时，负载上的电压降VM AB0 =Vcc; T10、T11导通，T9、T12截止时，负载上的电压降VAB = - Vcc，因此，负载上的电压降可达到2倍的电源电压。
解调信号放大后经过LC滤波送到扬声器。（6）短路保护电路 短路（或过流）保护电路采用0. 1过流取样电阻与扬声器串联方式， 0. 1电阻上的取样电压经过由NE5532组成的减法放大器进行放大。
电压放大倍数为：Av =R19R17经放大后的音频信号再通过由D9、C9、R20组成的峰值检波电路，检出幅度电平，送给电压比较器U7的“ + ”端，U7的“—”端电平设置为5. 1v，由R22和稳压管D12组成，比较器接成迟滞比较方式，一旦过载，即可锁定状态。正常工作时，通过0. 1上的最大电流幅度Im =Vcc /(R + 0. 1) , 0. 1上的最大压降为0. 1 *Im ，经放大后输出的电压幅值为Vim *AV = 0. 1 *Im *AV ，检波后的直流电压稍小于此值，此时比较器输出低电平， T13截止，继电器J1不吸合，处于常闭状态，电源Vcc通过常闭触点送给功放。
一旦扬声器两端短路或输入电流过大， 0. 1上电流、电压增大，经过电压放大、峰值检波后，大于比较器反相端电压，则比较器翻转为高电平并自锁， T13导通，继电器吸合，切断功放Vcc电源，功放电路得到保护。R21、C11、D10、D11组成开机延时电路，防止开机瞬间比较器自锁，关机后C11上的电压通过D10快速放掉，以保证再开机时C11的起始电压为零。
讨论D类放大器工作于开关状态，无信号输入时无电流，而导通时，没有直流损耗。事实上由于关。
2.求 高效音频功率放大器设计 论文
这份设计已经做好了，看可以给i用。
音频功放全名为音频功率放大器，是用于推动扬声器发声，从而重现声音的功放装置，凡是发声的电子产品中都要用到它。
音频功放的基本原理
音频功放实际上就是对比较小的音频信号进行放大，使其功率增加，然后输出。前置放大主要是完成对小信号的放大，使用一个同向放大电路对输入的音频小信号的电压进行放大，得到后一级所需要的输入。后一集的主要对音频进行功率放大，使其能够驱动电阻而得到需要的音频。
音频功放的主要性能指标有输出功率，频率响应，失真度，信噪比，输出阻抗，阻尼系数等。
输出功率
输出功率：单位为W，由于各厂家的测量方法不一样，所以出现了一些名目不同的叫法。例如额定输出功率，最大输出功率，音乐输出功率，峰值音乐输出功率。
音乐功率
音乐功率：是指输出失真度不超过规定值的条件下，音频功放对音乐信号的瞬间最大输出功率。
峰值功率
峰值功率：是指在不失真条件下，将音频功放音量调至最大时，音频功放所能输出的最大音乐功率。
额定输出功率
额定输出功率：当谐波失真度为10[%]时的平均输出功率。也称做最大有用功率。通常来说，峰值功率大 音频功放
于音乐功率，音乐功率大于额定功率，一般的讲峰值功率是额定功率的5--8倍。
频率响应
频率响应：表示音频功放的频率范围，和频率范围内的不均匀度。频响曲线的平直与否一般用分贝[db]表示。家用HI-FI音频功放的频响一般为20Hz--20KHZ正负1db.这个范围越宽越好。一些极品音频功放的频响已经做到0--100KHZ。
失真度
失真度：理想的音频功放应该是把输入的讯号放大后，毫无改变的忠实还原出来。但是由于各种原因经音 频功放放大后的信号与输入信号相比较，往往产生了不同程度的畸变，这个畸变就是失真。用百分比表示，其数值越小越好。HI-FI音频功放的总失真在0。 03[%]--0。05[%]之间。音频功放的失真有谐波失真，互调失真，交叉失真，削波失真，瞬态失真，瞬态互调失真等。
信噪比
信噪比：是指信号电平与音频功放输出的各种噪声电平之比，用db表示，这个数值越大越好。一般家用HI-FI音频功放的信噪比在60db以上。
输出阻抗
输出阻抗：对扬声器所呈现的等效内阻，称做输出阻抗。
音频功放的主要参数目前国内可达到的水平为：失真：1%，效率：90%，功率：最大20kw，频率：100hz-50khz。这些指标不是同时满足，不同频率指标有所差别。
3.跪求高手指点,毕业论文,音响放大器
在一般情况下，音频和更多的有源音箱，其内部放大器，所以噪音是不可避免的，有源音箱噪音的来源大致可分为电磁干扰，机械噪声和热噪声。
EMI主要可以分为电源变压器干扰和杂散电磁波干扰。在一般情况下，电源变压器干扰是由于多媒体音箱漏磁的力量，效果是非常明显的，你可以最大限度地提高，阻止安装变压器屏蔽的条件下，允许漏磁的铁盾牌型材料的生产。我们应该尽量选择大品牌，用料扎实的产品，另外，使用外部变压器是一个很好的解决方案。的
杂散电磁干扰共同扬声器导线，分频器，无线设备或主机计算机将成为一个干扰源。主扬声器允许的条件下尽可能地远离所述主机计算机，降低周围的无线设备。
一般情况和音频质量的关系，所以说，一定要做好功课，然后再选择声音，听别人的意见，或直接？？去试镜，我可以给你一些好的建议你参考对景观和这两个过程可以说对景观的声音低成本，只能说是一点点高于入门级的比准发烧友级水平低。
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4.音频放大器设计
高性能音频放大器的设计规则与技巧 现在许多传统高功率音讯放大器的每通道输出功率在100瓦以上，并且大多采用分离式的电路组件。
因此，为了确保输出的稳定性和音效，工程师通常需要花很大精力对高传真音讯放大器进行匹配和调节。 本文以美国国家半导体的音讯驱动器LME49810为例进行说明，该组件可提供200V的峰峰值输出电压摆幅，并可驱动不同类型的输出级，适合高阶消费和专业级音讯应用，包括主动录音室监视器、超重低音扬声器、音讯/视讯接收器、商用扩音系统、非原厂音响、专业级混音器，分布式音讯和吉他放大器等。
此外，也适用于各类高电压及低失真要求的产业用音讯系统。可为音讯系统提供更精简的设计，协助设计人员更容易的开发出高性能音讯系统，实现更高的稳定性和一致性，大幅减少系统研发和生产时的分离式组件匹配及调节工作。
设计技巧 采用美国国家半导体的音讯驱动器来设计高质量音讯系统的方法有很多。以下为设计建议。
输入级：输入级设计是放大器最关键的一环。透过来自反馈的讯号进行相减，输入级会产生一个误差讯号，然后把这个误差讯号驱动到输出。
该误差讯号通常很小，足以为放大器提供足够的线性度。 LME49810是一款双极输入放大器，其输入阻抗的匹配性相当重要。
受来自正输入埠和负输入埠的偏置电流的影响，输入阻抗的失配会导致输入偏移电压。该输入偏移电压将按照死循环增益放大。
当然，LME49810的输入偏置电流很低，对于一般的应用来说，出现在输出的偏移电压可以忽略。 图1：输入级和反馈应用示意图。
一般来说，通常采用的的音讯输入设计有两种：交流或直流耦合输入。交流耦合输入的优点是来自前置放大器、滤波器级或编译码器级的放大器输入直流偏移一般都是零，且无需在放大器中加入任何的直流伺服电路来防止直流故障。
而直流耦合输入的优点则是无需使用大尺寸和昂贵的交流耦合电容；不会出现由交流耦合电容所产生的低频失真；可减轻交流耦合RC网络的噪声。 负反馈系数：功率放大器的负反馈设置可为系统带来较高的稳定性和线性度。
当放大器在高频工作时会出现相位位移，而较大的负反馈系数可减轻在高频时的不稳定性和振荡。在分离放大器系统中，高反馈系数将会引起很差的瞬态响应或高频不稳定性。
然而，LME49810拥有一个较高的开环增益，因此它的死循环增益误差和电源纹波抑制会较小，可以最大化电路中的负反馈，因而提高系统的线性度。通常，建议采用30dB至40dB的电压增益。
图2：输出偏置电路结构。 补偿：放大器的补偿是用来调节开环增益和相位性能，以便当反馈被关闭时能把系统稳定下来。
一般来说，要获得较高的稳定性补偿越大越好。可是，补偿越大，音讯芯片的频宽和压摆率就越低，而较低的压摆率会使系统产生出较柔和的音讯特性，相反较高的压摆率则可产生较清晰和真实的音讯特性。
LME49810的密勒补偿是透过在'Comp'和'BiasM'接脚之间加插一个电容来实现的，最适合的电容取值范围是10p到100p。此外，补偿电容的等效串联电阻（ESR）应较低，以避免电容的等效串联电阻引发潜在零点。
在一般情况下，采用陶瓷电容要比采用电解电容的效果更好。 静音：MUTE接脚是由流进的电流量所控制。
从50uA到100uA为'PLAY'模式，而低于50uA的为'MUTE'模式。建议不要让流进MUTE接脚的电流超出200uA。
输出偏置：LME49810有两个用来设定偏置的专用接脚（BIASP和BIASM），可以提供一定的输出偏置电流。可变电阻器Rpot可用来调节输出级的偏置电流，将Rpot+ R b1的电阻降低可以提高偏置电压。
倍增器QMULT用来补偿偏置电压以防止双极输出晶体管出现热漂移。QMULT必须与输出晶体管连接在相同的散热器上。
输出晶体管：音讯功率放大器中最常见的输出级是图3所示的射极跟随器。它通常都被称为双射极跟随器或达林顿管。
其中第一个跟随器会作为输出级的驱动器。 图3：输出射级跟随器。
射极跟随器的大讯号线性度主要取决于负载的大小。随着负载增加（即负载电阻减少），输出电流亦同时会增加。
受RE和位于高电流密度的β滚降的影响，BJT电流增益会减少。这种情况下，可能会降低线性度并增加在输出级的失真。
对于比较高功率的应用来说，建议采用多级输出来维持高电流和更佳的线性度。LME49810音讯驱动器拥有约50mA的输出电流，它可以根据要求配置成达灵顿管或平行晶体管输出。
输出级晶体管放大匹配：双射极-跟随器或达林顿管通常都拥有一个高的电流增益系数Ic=βIb。为了提高输出级的稳定性，负极端和正极端的电流放大必须匹配。
图4：射级负反馈电阻的应用。 对平行晶体管配置来说，必须确定中等功率晶体管的驱动能力。
中等功率晶体管的输出电流（Ic）必须大于高功率晶体管的最小驱动电流（Ib）以免在中等功率晶体管级上出现过载。 输出晶体管的电压范围：VCBO和VCEO电压的最大范围必须大于电源电压的轨到轨范围。
对于一个有+/-100V电压供应的放大器，晶体管的电压额定应该高一点以保证它能够在规定以内正常地运作。 射极电阻器RE：在高功率。
5.求音频功率放大器开题报告
音频功率放大器电路设计 一、题目 音频功率放大器 二、电路特点 本电路由于采用了集成四运算放大器μPC324C和高传真功率集成块TDA2030，使该电路在调试中显得比较简单，不存在令初学者感到头疼的调试问题；与此同时它还具有优良的电气性能：① 输出功率大：在±16V的电源电压下，该电路能在4Ω负载上输出每路不少于15W的不失真功率，或在8Ω负载上输出每路不少于10W的不失真功率，其相对应的音乐功率分别为30W和20W。
② 失真小：放大器在输出上述功率时，最大非线性失真系数小于1%，而频宽却能达到14kHz以上，音域范围内的频率失真很小，具备高传真重放的基本条件。③ 噪音低：若把输入端短路，在扬声器1米外基本上听不到噪音，放送高传真节目时有一种宁静、舒适的感觉；另外由于使用性能优异的功率集成块，放大器的开机冲击声也很小。
该电路所采用的高传真功率集成块TDA2030是意大利SGS公司的产品，是目前音质较好的一种集成块，其电气性能稳定、可靠，能适应常时间连续工作，集成块内具有过载保护和热切断保护电路。电气性能参数如下：电源电压Vcc ±6V~±18V 输出峰值电流 3.5A 功率带宽（-3dB）BW 10Hz~140KHz 静态电流Icco（电源电流） 谐波失真度 三、电路图（另附） 四、电路原理 该电路是由前置输入级、中间级和输出级三部分组成的。
前置输入级是由集成运放1/4μPC324C组成的源级输出器，它具有输入阻抗较高而输出阻抗较低的特点。中间级是由集成运放1/4μPC324C以及由R4、R5、R6;C4、C5、C6;Rw2、Rw3、组成的选频网络一起构成的电压并联负反馈式音调控制放大电路。
它具有高低音提升或衰减功能。其工作原理如下：输入信号通过C4耦合，分两路输入运放，一路由R4、C4、Rw3输入到5反相端。
集成运放B输出端经过R6、C5反馈到反相端，形成电压并联反馈；另一路由Rw2、C6、R5、输入到反相端。在此电路中，选频网络中电容量较大的C4、C5对高频信号（高音）可看作短路，电容量叫小的C6对低频信号（低音）可看作开路，所有这些电容对中频信号（中音）可认为开路。
根据反相比例运算关系可知，当Rw2、Rw3滑臂在中点时，放大倍数为-1。当Rw3滑点在A端，C4被短路，C5、Rw3并联与R6串联后阻抗增加，对低频信号来说负反馈增强，增益下降，其低音衰减过程，当Rw2滑至C处，R5、R6和R3并联后的阻抗减小，对高频信号负反馈削弱，增益提高，对高音起提升作用；在D点，R5、C6与R6并联后的阻抗减小，并联后阻抗减小，对高频信号负反馈增强，对高音起衰减作用。
输出级是功率放大器，它由集成运放TDA2030和桥式整流电路组成，其中组件C8、R9为电源退耦电路。由于该电路为双声道功率放大器，所以下部分电路与上部分电路完全对称，故电路原理同上。
五、印刷电路板设计图（另附） 六、元器件清单及使用仪表工具 电阻：R1 1K R2 1K R3 10 R4 100K R5 100K R6 3.3K R7 100K R8 3.3K R9 10 R10 100K R11 100K R12 100K R13 10K R14 10K R15 10K R16 10K R17 1K R18 1K R19 1.5K R20 1.5K R21 10K R22 10K R23 20K R24 20K R25 100K R26 10K R27 100K R28 10K电容：C1 2200μ/16V C2 2200μ/16V C3 33μ/16V C4 33μ/16V C6 0.1 C7 220μ/16V C8 220μ/16V C9 10μ/16V C11 10μ/16V C12 10μ/16V C13 33μ/16V C14 33μ/16V C16 10μ/16V C17 0.033 C18 0.033 C19 3300 C21 10μ/6V C22 10μ/16V C23 0.047 C23 0.047 C25 300 C26 300 C20 3300 C15 10μ/16V C5 0.1 C10 10μ/16V其它组件：TDA2030（两块）、QSZ2A50V、μPC324C（四块）、滑动变阻器Rw1、Rw2、Rw3、Rw4，散热片。仪表工具：万用表。
七、电路制作及调试过程首先在拿到电路图纸后，看清、弄懂逻辑电路图和印刷电路图。在熟知电路的原理和特性后，将印有印刷电路图的贴纸贴在所分发的金属板上，接着用小刀对其进行雕刻，将多余的贴纸刮去，并用盐酸和双氧水比例为1:3的溶液进行腐蚀。
然后用清水把腐蚀后的电路板洗净，并在其上对照印刷电路板进行描点、打点，过后用砂纸将其打磨光滑，再用松香水均匀地涂抹在电路板上。收集齐所需的元件，并对元器件的质量进行判定。
（注意：预留的集成块管脚的空间要准确，不能有太大的误差；同时二极管、电解电容的极性一定不能接反。）最后进行元器件的焊接，必须在集成块焊好的情况下才能接着对二极管、RC元件及导线等进行焊接。
（因为集成块不能受热，所以动作一定要干净利落。）在确认电路焊接无误后，开始进行电路的调试。
先把电源接在③、④线上，⑥、①线接地，②、⑤线接入扬声器，用万用表对集成运放TDA2030和μPC324C的各引出管脚测出它们之间的电压与电流，并与其典型值进行对比，看看是否有明显的差距，判断集成电路工作是否正常。
6.电子技术基础课程设计（论文） 高保真音频功率放大器的设计与制作
1.直流稳压电源的设计与制作
要求设计制作一个多路输出直流稳压电源，可将220V/50HZ交流电转换为多路直流稳压输出：+12V/1A,-12V/1A,+5V/1A,-5V/1A,+5V/3A及一组可调正电压。
2.高保真音频功率放大器的设计与制作
要求设计制作一个高保真音频功率放大器，输出功率10W/8Ω，频率响应20~20KHZ，效率>60%，失真小。
3.函数发生器的设计与制作
要求设计制作一个方波-三角波-正选波发生器，频率范围 10~100Hz,100Hz~1KHz,1KHz~10KHz；正弦波Upp≈3v，三角波Upp≈5v，方波Upp≈14v，幅度连续可调，线性失真小。
要求：1）课题名称。 2）设计任务和要求。 3）方案选择与论证。 4）原理框图，总体电路图、布线图以及它们的说明；单元电路设计与计算说明；元器件选择和电路参数计算的说明等。 5）电路调试。对调试中出现的问题进行分析，并说明解决的措施；测试、记录、整理与结果分析。 6）收获体会、存在问题和进一步的改进意见等。
是这要求吗？
若是就如下
电路原理图如图一所示。图中的8038为函数发生器专用IC，它具有3种波形输出，分别正弦波、方波和三角波，8038的第10脚外接定时电容，该电容的容值决定了输出波形的频率，电路中的定时电容从C1至C8决定了信号频率的十个倍频程，从500μF开始，依次减小十倍，直到5500pF，频率范围相应地从0.05Hz~0.5 Hz~5Hz~50Hz~500Hz~5kHz~50kHz~500kHz，如果C8取250pF，频率可达1MHz。图中的V1、R7、R8构成缓冲放大器，R9为电位器，用于改变输出波形的幅值。
整个电路的频率范围为0.05Hz~1MHz，占空比可以从2%至98%调整，失真不大于1%，线性好，误差不大于0.1%，因此电路很有实用价值。
7.音频信号发生器毕业设计
摘要
音频信号发生器是电子测量中不可缺少的设备之一。完成一个音频信号发生器的设计和安装调试，可以达到对模拟电路理论知识的较全面的运用和掌握模拟电路的实际安装调试技术，也有一定的价值。
音频信号一般是指频率在几百赫兹至几十千赫兹的正弦信号。根据课题任务及技术指标要求，所要设计的音频信号发生器有音频信号的频率调节范围要求，也就是要有一个能够在指定的频率范围内的正弦信号发生部分，同时输出信号的电压和所带负载也有规定，也就是说输出功率有一定的要求，因此要求有一个输出电路部分。
一、指标设计要求：
1.频率范围（带宽）：200HZ~20KHZ
2.输出电压 （连续可调）
3.非线性失真（在频率范围内）
4.负载电阻 为30
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这个题目我们做过了啊
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