电子课程设计报告 usb 声卡功放制作

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1、电子课程设计报告USB声卡功放制作电子课程设计报告USB声卡功放制作姓名：专业：班级：学号：指导教师：信息科学与工程学院电子信息系2013年7月2日电子课程设计报告USB声卡功放制作目录摘要3前言41.研究背景42.研究意义53.论文章节安排5第1章设计要求与方案介绍61.1设计要求61.2各类放大器特点介绍6第2章硬件电路设计92.1原理分析92.2芯片简介12第3章电路调试153.1调试的设备153.2电路调试153.3测试总结16结论17参考文献18附录19电子课程设计报告USB声卡功放制作摘要D类数字音频功率放大器是一种将输入模拟音频信号或PCM

2、(PulseCodeModulation,脉冲编码调制）数字信息变换成PWM(脉冲宽度调制)或PDM(脉冲密度调制)的脉冲信号，然后用PWM或PDM的脉冲信号去控制大功率开关器件通、断音频功率放大器，也称为开关放大器。近年来,随着MP3、PDA、手机、笔记本电脑、车载音响等便携式多媒体的普及,D类功放以效率高、体积小等优势,比传统的线性功放更受人们的青睐,具有十分重要的应用价值和市场前景。本文在对传统的音频放大器进行分析的基础上,改进了电路结构,设计了一种基于D类功放的高效率、低失真、免输出滤波器的基于USB的数字音频放大器。USB电脑功放板内置USB数

3、字音频解码，单一USB插头。采用的主要方法如下:将音频信号通过芯片CM102-A构成的电路进行前置放大，电容与CM102-A组和产生的三角波，并通过LM393进行将前置放大的正弦波与三角波进行比较处理，进行脉宽调制产生矩形波，并将矩形波传递到CD40106进行波形的整形及H桥进行的功率放大和保真，最后通过LC震荡电路驱动喇叭工作，实现音频的输出。关键字：放大器比较；D类功率放大；数字音频信号；0电子课程设计报告USB声卡功放制作前言1.研究背景随着现代电子技术的不断发展，集成电路被广泛应用于各类电子电路中。而近十几年来半导体技术的进步，使功率放大电路也得

4、到了飞速的发展和应用。音频功率放大电路是原理上最为基本、应用上最为广泛的功率放大电路。目前大部分音响系统中的功放都是模拟类型，传统的模拟功放按放大器的工作状态可分为：A类、B类、AB类等形式。A类、AB类功放是音响系统中最为常用的功放。传统类音频放大器的一个共同缺点是效率很低，A类音频放大器的理论效率是25%，实际效率大约为15-20%;B类音频放大器的理论最大效率是78.5%;AB类音频放大器的理论效率75%，实际效率在50-70%之间。无论A类，B类还是AB类音频功率放大器，当它们的输出功率小于额定输出功率时，效率就会明显降低，播放动态的语言、音乐时

5、平均工作效率只有30%左右。在半导体设计潮流走向轻薄短小之际，不仅半导体组件本身的封装要小，整个模块的尺寸也变成关键规格。数字音频功放的概念早在20世纪60年代已被提出，但由于当时技术条件的限制，进展一直较慢。1983年，M.B.Sandler等学者提出了D类放大的PCM数字音频功放的基本结构，主要技术要点是如何把PCM信号变成PWM。1999年意大利POWERSOFT公司推出了数字音频功放的商业产品，从此，第4代音频功率放大器—数字音频功率放大器进入了工程应用领域，并获得了世界同行的广泛认可，市场日益扩大，数字音频功率放大器已经成为近年来的研究热点之一

6、。全球音视频领域的数字化浪潮以及人们对音视频设备节能环保的要求，迫使人们尽快研究开发高效、节能、易于与数字化设备接口的音频功率放大器。D类数字音频放大器就是在这样的背景下兴起的。目前，D类音频功率放大器在电脑、17电子课程设计报告USB声卡功放制作移动电话、平面电视、LCD显示器以及各种以电池供电的便携式游戏设备等消费类电子产品中已获得广泛的应用。80年代至今,数字功放俨然成为了新一代的宠儿。2.研究意义随着电子技术的迅速发展各种D类功放的设计方法也层出不穷笔者设计的D类功放效率可达到86.9%以上在负载是4时最大输出功率可达71W且音质较好基本可满足家

7、庭音响的要求。对于传统的音频功率放大器工作时，直接对模拟信号进行放大，工作期间必须工作于线性放大区，功率耗散较大，虽然采用推挽输出，减少了功率器件的承受功率，但在较大的功率情况下，仍然对功率器件构成极大地威胁，功率输出受到限制。模拟功率放大器还存在以下的特点：电路复杂，成本高。常常需要设计复杂的电路和过流，过压，过热等保护，体积较大，电路复杂。效率低，输出功率不可能做的很大。D类开关音频功率放大器的工作基于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成正比变化的PWM波，然后经过驱动电路，加到功率MOS的栅极，控制功率

8、器件的开关，实现放大，将放大的PWM信号送入滤波器，则还原音频信号。D类功率放大