【41页】毕业论文：基于DPPC2006的数字音频功放电路的设计.docx文档在线阅读

国外在数字音频功率放大器领域进行了二三十年的研究，六十年代中期，日本研制出数字音频功率放大器。

年，等学者提出类数字功率放大器的基本结构，主要是围绕如何将信号转化为信号，把信号的幅度信号用不同的脉冲宽度来表示。

此后，研究的焦点是降低其时钟频率，提高音质。

随效率高可靠性高体积小。

瞬态响应好。

由于它不需要传统功放的静态电流消耗，所有能量几乎都是为音频输出而储备，加之无模拟放大中负反馈的制约，故具有更好的瞬态响应速度和力度，即动力特性好。

无过零失真。

传统功放都存在由于对管配对及各级调整不佳产生的过零交越失真，而数字功放的过零点与器件参数无关。

效传统功放都存在由于对管配对及各级调整不佳产生的过零交越失真，而数字功放的过零点与器件参数无关。

好。

由于它不需要传统功放的静态电流消耗，所有能量几乎都是为音频输出而储备，加之无模拟放大中负反馈的制约，故具有更好的瞬态响应速度和力度，即动力特性部分内容简介频段内无相对相移，声场定位准确。

由于采用无负反馈的放大电路数字滤波器等处理技术，可以将输出滤波器的截止频率设计得较高，从而保证在内得到平坦的幅频特性和很好的相频特性。

瞬态响应好。

由于它不需要传统功放的静态电流消耗，所有能量几乎都是为音频输出而储备，加之无模拟放大中负反馈的制约，故具有更好的瞬态响应速度和力度，即动力特性好。

无过零失真。

传统功放都存在由于对管配对及各级调整不佳产生的过零交越失真，而数字功放的过零点与器件参数无关。

效率高可靠性高体积小。

数字功放的效率通常都能做到以上，比甲类乙类和甲乙类模拟功放的效率都高出很多，极低的热耗不仅大大提高了产品的可靠性，同时还能将产品体积做得很小。

适合于大批量工业生产。

产品的致性好，生产中无需调试，只需保证元器件正确安装即可。

正因为数字类功放具有效率高等突出优点，所以它正成为音响研究的热点，也是我们要研究它的目的所在。

数字功放的国内外发展现状和前景目前，数字技术在人类文明中发挥着越来越重要的作用，正成为生活中必不可少的部分，已广泛应用于汽车音响家庭影院和专业音响等领域。

随着人民生活水平的提高，许多人特别是音响发烧友们对音频功率放大器能否完美不失真的还原声音的要求近乎于苛刻。

模拟的功率放大器经过了几十年发展，在这方面的技术已经相当成熟，可以说是达到了登峰造极的地步。

环保与能量的利用率已渐渐成为人们所关注的问题，正因为这样，广大消费者对功放的效率要求越来越高。

但是模拟功率放大器在这方面几乎达到了极限。

另外模拟磁带播放机如录音机逐步被淘汰，数字光碟播放机如等已占据主流，针对这现实数字功放应运而生。

国外在数字音频功率放大器领域进行了二三十年的研究，六十年代中期，日本研制出数字音频功率放大器。

年，等学者提出类数字功率放大器的基本结构，主要是围绕如何将信号转化为信号，把信号的幅度信号用不同的脉冲宽度来表示。

此后，研究的焦点是降低其时钟频率，提高音质。

随着数字信号处理技术和新型功率器件及应用的发展，开发实用化的位数字音频功放成为可能。

个音响系统必须具备音源功放和音箱三大部分。

音源部分目前已数字化了，如和数字电视等。

但是功放和音箱仍然是模拟统治的天下。

在进入数字化信息化的开发过程中自然想到了功放的数字化这问题。

国外几家公司研制的数字功放价格均在万美元以上，远远超过了普通大众的承受能力。

因此，从世界水平来看，现有功放仍然停留在模拟放大的水平上，而数字功放技术尚未大规模商业应用。

国内市场也开始出现数码功放，但所谓的数字功放实质上仅仅是指音频处理部分采用了数字处理，其功率放大器则仍然采用模拟放大，这与真正意义的数字功放相差甚远。

音响产品的数字化是必然趋势。

由于数字功放有很多优点，如体积小功率大与数字音源的无缝结合能有效降低信号间传递干扰实现高保真等。

在数字音源已经大量普及的时代，数字功放将会取代现有的模拟功放。

设计的主要内容将音频信号通过专用处理芯片处理，转换为信号，经过专用芯片放大后，驱动由组成的桥互补对称放大电路来达到数字功放的目的。

该设计主要完成以下六个模块的电路设计专用数字音频信号处理放大芯片外围电路的设计专用时钟电路设计单片机控制及显示电路的设计转换电路的设计后级电路即全桥放大电路和低通滤波电路的设计电源电路的设计。

在掌握各分立元件的基础上，分别对各模块进行设计，各模块设计完成后再综合设计。

具体方案如下同轴解码器输出的六通道数字音频信号直接送到的输入端口解码板的电路输出模拟音频信号经过转换电路转换成数字音频信号后，送到的输入端口。

两种信号在内部经过选择开关选择组信号后，再对其进行音量控制脉冲编码等数字处理后，输出六通道信号给驱动电路，的输出拥有驱动末级开关桥放大电路，开关桥放大电路对信号进行功率放大后，经过低通滤波器输出放大的模拟音频信号。

硬件电路设计芯片外围电路的设计硬件原理图见图。

图信号处理部分原理图的数字音频功放电路组成框图本方案由前后级构成，前级由转换电路转换成为数字音频信号后，送到的输入端口，经处理输入的数字信号转换成波输出，后级由高速组成的桥互补对称放大电路及低通滤波器组成。

同时用模数转换器实现对模拟信号的兼容，由单片机完成音量调节显示声道静音等控制功能。

该芯片为六通道数字音频功放处理芯片，具有效率高体积小，可靠性高，外围电路简单等特点，可实现六声道处理，每个声道可控制，支持采样率的数字输入，具有或的开关频率，内置输入选择开关够正常的开关。

由于该电路是高频率开关电路，会产生很大的干扰，为了降低干扰，解决问题，电路中加入了些减小干扰的措施，如图所示通道中的阻容串联电路，组成的滤波电路，并且在图所示中，加入等元件降低各种高频开关波形的干扰。

电源电路图电源电路原理图在该方案中，采用了电压，相关电路如图所示。

电源通过组成的滤波电路后提供给驱动电路。

由等元件组成的变换电路将电源转换为电压，供给和。

该两种器件采用电压既降低了高频干扰，也便于和解码板输出信号电平相匹配。

由于在功率电源上电初期会对沟道场效应管造成冲击引起损坏，因此需要对电源采取缓慢上电措施。

如图所示，为低内阻沟道场效应管。

当加电瞬间，由于电容的作用，的电压为，被关断，随着时间延长，逐步充电结束，逐渐增大，被逐渐打开，输出电压被缓慢加到，起到保护末级开关电路沟道场效应管的作用。

总结在这次设计中，通过对以及单片机等芯片资料的不断查找和掌握，初步把方案确定下来，画出了原理框图，期间还用了大量的时间来设计各部分辅助电路，最后在老师的指导下确定了具体方案和原理图。

通过这次毕业设计，我对音频功放这部分有了更深入的理解和掌握，同时使我从中积累了许多经验和教训，正是这些经验教训使我对音频功放的工作原理有了更深刻的理解，让我在以后的学习和生活中的态度更加严谨，对各级电路有了更深刻的认识，对集成电路的设计有了更深刻的理解和认识。

参考文献张绍高数字声频技术原理及应用北京国防工业出版社，胡长阳类和类开关模式功率放大器北京高等教育出版社周全才，李斌数字音频功率放大器的技术与现状，成都天奥电子有限公司六通道全数字功放处理电路及其应用成都天奥电子有限公司技术手册茅于海漫谈类音频放大器，虎永存类放大器的原理和电路实用电子文摘钱志远数字功放原理和实际应用电路电路实作技术篇，木子林数字音频功率放大系统设计连载，马淑华单片机原理与接口技术北京北京邮电大学出版社，蔡跃明，沈永朝，吴伯修电子科学学刊，电子技术天地功放参数指标，康光华，陈大钦电子技术基础湖北高等教育出版社，孙冬，王新金与数字芯片的接口设计电子件，王兴国，蒋伟峰，马洪庆数字混响器设计电子学报王新金，李建明基于的数字音频功率放大器郑州轻工业学院学报张俊谟单片机中级教程北京北京航空航天大学出版社，附录部分程序代码起存放六声道的音量控制码存放音量值键值存入段码和位码存储显示值存储位选顺序显示值的十位和个位主程序判断哪个键下，并转向相应处理程序没有发现有用按键，显示音量后返回是第三个键按下，则反向当前状态判断按键是否已经放开音量值加判断是否已经达到最大值是则发送最大值，音量值减判断是否已经达到最小值是则发送最小值查处音量值对应的音量码声音控制发送子程序使用口低三位模拟串口发送预设为六声道固定用相同增益，如果要灵活调整，则须稍微改动入口影响寄存器数据指针指向总共六声道清零，准备载入新音量数据开始发送时钟音量时钟口置，准备装数每声道数据装入数据发送位数据置置数据发送完否未完，继续发送六声道发送完否未完，继续发送否则返回发送完成后，维持为高，为低，保持数据完全写入维持，致谢毕业设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，是我们迈向社会，从事职业工作前个必不可少的过程。

千里之行始于足下，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义。

我今天认真进行的毕业设计，脚踏实地迈开的这步，将为今后能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。

十六周的毕业设计，短暂又漫长。

在这将近四个月中我学到了很多东西，既有对课本理论知识的熟悉和深入理解，又有实践中动手能力的进步提高。