电子课程设计报告usb声卡功放制作(编辑修改稿)

电子课程设计报告usb声卡功放制作(编辑修改稿)内容摘要：

附近 ,晶体管在输入信号的整个周期内均导 通。 放大器可单管工作，也可以推挽工作。 由于放大器工作在特性曲线的线性范围内，所以瞬态失真和交替失真较小。 电路简单，调试方便。 但效率较低，晶体管功耗大，功率的理论最大值仅有 25％，且有较大的非线性失真。 由于效率比较低 现在设计基本上不在再使用。 B 类放大器的主要特点是：放大器的静态点在 (VCC， 0)处，当没有信号输入时，输出端几乎不消耗功率。 在 Vi 的正半周期内， Q1 导通 Q2截止，输出端正半周正弦波；同理，当 Vi 为负半波正弦波 (如图虚线部分所示 )，所以必须用两管推挽工作。 其特点是效率较高 (78%)，但是因放 大器有一段工作在非线性区域内，故其缺点是 交越失真 较大。 即当信号在 至 之间时， Q1 Q2 都无法导通而引起的。 所以这类放大器也逐渐被设计师摒弃。 AB 类放大器的主要特点是：晶体管的导通时间稍大于半周期，必电子课程设计报告 USB 声卡功放制作 7 须用两管推挽工作。 可以避免交越失真。 交替失真较大，可以抵消偶次谐波失真。 有效率相对提高，晶体管功耗也较小。 D 类功率放大器 主要特点 是 ： 用音频信号的幅度去线性调制高频脉冲的宽度，功率输出管工作在高频开关状态，通过 LC 低通滤波器后输出音频信号。 由于输出管工作在开关状态，故具有极高的效率。 理论上为 100％，实际电路也可达到 80％～ 95％。 随着 PWM 调制器技术和扩频技术的应用， D 类放大器将在音频功放应用领域盛行起来。 现代 D 类放大器除具有 AB类放大器的所有优点(即良好的线性和最小的电路板空间 )外，更具有高效、低功耗等优点。 有多种 D 类放大器可供选用，以满足各类应用需求。 这些应用包括低功耗便携式应用 (如蜂窝电话和笔记本电脑 )，电池寿命、电路板空间和电子课程设计报告 USB 声卡功放制作 8 EMI 兼容性要求在这类应用中至关重戛还包括大功率应用 (如车载音响系统或平板显示器 ） ，最大限度降低散热需求和发热量在这 类应用中必不可少。 D 类放大器固然性能出色，也面临着不少的设计挑战。 在进行50W ～ 500W 的大功率的 D 类音频放大器的应用设计中，面临以下问题：对于许多音频设备设计者而言为一新领域，特别是在 EMI 和滤波设计方面；过电流保护设计比较复杂。 随着 D 类音频放大器的技术的发展， 今后 音频系统 有望 完全替代 AB 类音频放大器。 电子课程设计报告 USB 声卡功放制作 9 第 2 章 硬件电路设计 原理分析 D 类功放是放大元件处于开关状态时的一种放大模式。 无信号输入时放大器处于截止状态，不耗电。 工作时，靠输入信号让晶体 管进入饱和状体，晶体管相当于一个接通的开关，把电源与负载直接接通。 理想的晶体管因为没有饱和压降而不耗电，实际上晶体管总会有很小的饱和压降而消耗部分电能。 这种损耗只与管子的特性有关，而与信号输出的大小无关，所以特别有利于超大功率的场合。 D 类放大器是将输入前置放大器对信号进行滤波和电平转移，另外还包括锯齿波振荡器、两个比较器、两个 MOSFET 和两个 H 桥。 每一个比较器采样音频信号，采样周期由振荡频率决定，故振荡器频率对 D类放大器的性能影响很大。 比较器输出脉宽调制的方波，用于驱动 H桥。 H 桥输出差动方波，构成低阻信 号源给 LC 滤波器和负载。 D 类放大器使用多种调制器拓扑结构，而最基本的拓扑组合了脉宽调制 (PWM)以及三角波 (或锯齿波 )振荡器。 图 2 给出一个基于 PWM 的半桥式 D 类放大器简化框图。 它包括一个脉宽调制器，两个输出 MOSFET 和外部低通滤波器 (LF 和 CF)。 如图 2 所示， P 沟道和 n 沟道 MOSFET 用作电流导向开关，将其输出节点交替连接至 VDD 和地。 由于输出晶体管使输出端在 或地之间切换，所以 D 类放大器的最终输出是一个高频方波。 大多数 D 类放大器的开关频率 (fsw)通常在 250kHz～ 1． 5MHz 之间。 音频输入信号对 输出方波进行脉宽调制，音频输入信号与内部振荡器产生的三角波 (或锯齿波 )进行比较，可得到 PWM 信号。 这种调制方式通常被称作“自然采样”，其中三角波振荡器作为采样时钟。 方波的占空比与输入。