摘要随着数字音源与数字音频技术的迅速发展，直接对数字音频信号进行功率放大而不需要进行模拟转换(DAC)的数字音频放大器得到了迅速发展，但是在普通的家用音频功率放大器领域却尚未普及数字化，本设计的目的是将全数字化音频功率放大器应用到家庭音响系统中。
在众多的全数字功放实现方案中，本系统选用了效果很好的DDX方案，该方案采用DDX信号处理芯片DDX-8001来实现将数字音频的PCM信号转换为数字放大用的DDX（PWM）信号，并用该信号来控制高效的功率器件，不需要为每个声道准备D/A转换器，从而减少了中间不必要的转换层级，音质得到显着的改善，成本也随着零部件数目的减少而下降。
本系统完美地实现了从SPDIF格式数字信号输入到声音输出过程中的全数字化处理，达到了高音质、低功耗的效果，实现了全数字家用功放的各种功能，具有较高性能价格比，完全可以适用于普通家庭，具有广阔的应用前景。
关键词数字家庭；数字音频功放；SPDIF信号传输；音频ADCAbstractAs digital audio and digital audio technology is developing rapidly, the technology of directly amplify the digital audio signal without the DAC is developing very fast, but in the general area of home audio power amplifier is not yet universal digital , The design will take home the all-digital audio power amplifier of the goal. The all-digital amplifier have many solutions, in this case, selected the good effect one，the DDX solution. This solution using the patented DDX signal processing chips DDX-8001 to achieve the PCM digital audio signals convert into the DDX (PWM) signal, and use this signal to control the highly efficient power devices, no need to D/A convert for each channel, thereby reducing the unnecessary middle-level conversion, the sound quality improved significantly, as the number of parts and components reduce the cost drop. The system achieved a high performance when the input is the SPDIF format digital signal , It can achieve a high-quality, low-power all-digital home amplification. So the all-digital home audio power amplifier is an entirely feasible and has a high market value of new products. Moreover, almost all of today's CD/DVD player has SPDIF coaxial or optical digital audio output, signal source not be a problem. This all-digital home audio power amplifier will become the new standard in this area in the near future.Key words Digital home Digital audio amplifier SPDIF Audio ADC目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 数字功放的研究意义 (1)1.2 数字功放的研究开发背景 (1)1.3 国内外现状及发展状态 (1)1.4本章小结 (2)第2章系统概述 (3)2.1 数字功放的设计与选择 (3)2.2 系统的介绍 (4)2.3 系统框图 (4)2.4 系统的功能及特色 (4)2.5本章小结 (5)第3章硬件设计 (6)3.1 数字音频接收设计 (6)3.1.1芯片概述 (6)3.1.2配置选择 (6)3.2 音频ADC的设计 (7)3.2.1 芯片概述 (7)3.2.2 ADC配置的选择 (8)3.3 数字音频数据切换 (10)3.4 系统的整体控制的设计 (10)3.4.1控制系统概述 (10)3.4.2旋转编码器和按键连接电路 (11)3.4.3背光控制电路 (11)3.5 电源部分的设计 (12)3.6 PCB的设计 (13)3.7本章小结 (14)第4章软件设计 (15)4.1 系统程序结构概述 (15)4.2 对I2C总线的读写及对DDX-8001的控制 (15)4.2.1 I2C总线基本原理 (15)4.2.2 DDX-8001的读写操作 (16)4.3 NEC代码的遥控解码 (17)4.3.1 NEC格式遥控代码的介绍 (17)4.3.2 NEC代码遥控解码的编程 (18)4.4 LCM12864的读写 (21)4.5 旋转编码器和按键的检测 (22)4.6 按键的长短检测 (23)4.7 EEPROM的读写 (24)4.8 系统桌面显示 (25)4.9 菜单显示及操作 (25)4.10 显示背光的控制 (27)4.11本章小结 (28)第5章安装调试 (29)5.1 电源的调试 (29)5.2 数字接收的调试 (29)5.3 ADC模块的调试 (29)5.4 遥控的调试 (29)5.5本章小结 (30)结论 (31)参考文献 (32)致谢 (33)附录..................................................................................错误！未定义书签。
第1章绪论1.1数字功放的研究意义地球的能源正在日益衰竭，节约能源已刻不容缓。
因此，时代要求我们在设计电子产品时应尽量的提高电源利用率，数字功放具有很高的电源利用率，达到90%以上，比现在流行的乙类功放高出一倍，同时，现代社会中，数字技术飞速发展，相当多的技术正在向数字化发展，数字化可以使音频在传输的过程的损耗达到忽略不计的程度，使音频的还原更接近原声，可以获得更好的回放效果。
数字功放所使用的SPDIF格式的数字音频信号在现在绝大多数的CD/DVD上都可以找到，它在连接中，无论是双声道还是多声道，都只需一根同轴线或光纤线即可，连接更简单、更可靠。
综上所述，数字功放效率高、音质好、使用简单，十分适合未来社会的需求，因此，具有相当好的市场前景和研究开发意义。
1.2数字功放的研究开发背景随着数字音源与数字音频技术的迅速发展，直接对数字音频信号进行功率放大而不需要进行模拟转换(DAC)的数字音频放大器得到了迅速发展，它具有效率很高并且能与数字音源直接对接，实现端到端的纯数字音频处理和放大等优点[1]。
1.3国内外现状及发展状态数字功放其实早在几年前就已经面世，然而受限于当时的技术不成熟、配套产品不齐全，而且价格昂贵，故此在市场上沉寂了好长一段时间。
直至近几年，Sony、Sharp、Onkyo、TacTAudio等音响品牌都在着手开发，数字功放机才能重见天日，同时好几家芯片公司，如TI、STMicroelectronic、PHILIPS、ADI、APOGEE等也加入了数字功放的研究和开发，使得如今的数字功放达到了一个前所未有的境界，能够在重放出很高品质的声音的同时实现近90％的电源利用率。
如今的数字功放已经成为一个相当热门课题。
数字功放大致来说可以分为两种[2]，一种是TI、STMicroelectronic等公司采用的PWM△调制方式。
其中PWM调制方式调制方式，另一种就是Sharp、Crystal等公司所采用的∑是当前的主流，它是直接将PCM信号经DSP数字信号处理芯片转换成PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）信号。
PWM数字信号以1或0来代表振幅的强度，这些振幅按水平排列。
当音量越大，1就越多，即密度越高；相反就是零。
这些PWM数字信号通过LSI（大型集成电路）去除超高频后，便输出到音箱喇叭，驱动喇叭单元向前或向后振动，从而发出声音。
∑△调制也称为脉冲密度调制（PDM），这种方式是将高比特低采样频率的PCM信号转化为高采样的1比特信号或直接输入SACD播放机产生的1比特信号，然后送至高速开关电路，以生成驱动扬声器放音的声音信号。
数字功放是按照全数字方式处理的，因而少了一个转换步骤，使失真现象减少。
同时数字功放机的连接非常方便，只要一条信号线（光纤或同轴线）就能连接。
1.4本章小结本章概述了数字功放的特点，研究开发的意义，课题产生的一些背景和国内外的发展现状。
从多个角度说明了数字功放作为当前相当热门的课题所具有的先进性和很高的市场价值。
数字功放必定成为未来音频功放系统的发展方向，它将取代现有的模拟功放，成为功率放大器的主流。
第2章系统概述2.1数字功放的设计与选择在研究本系统的过程中，对APOGEE的方案和TI的方案作了比较，包括两个方案的控制芯片（DDX-8001、TAS5086）和功率芯片（DDX-2100、TAS5142）。
DDX音频放大器包括2个主要部分：第一部分是采用DDX技术的调制器，它把数字音频接口得到的或者A/D转换得到的PCM数字音频数据转换成三态调制信号输出；第二部分是功率输出级，它包括三态驱动逻辑电路和全桥电路。
经过三态调制的脉冲信号控制全桥电路中晶体管的导通与截止，在负载的两端产生极性相反的脉冲信号，脉冲的频率成份包含还原的音频信号和与调制过程相关的高频分量，因此通常需要在输出级和扬声器之间插入一个低通滤波器，避免高频分量直接驱动扬声器，从而在扬声器上得到还原并且放大的音频输出。