本科生毕业设计(论文)过程管理手册题 目（中文）： 基于D类功放家用音响的设计 （外文）：Design of class D power amplifier based on home audio 学生姓名： 王协平 学 号： 20112496专 业： 电子信息工程 届 别： 2015届学 院： 通信与电子学院指导教师姓名及职称： 殷志坚 教授江西科技师范大学教务处制2015年5月毕业设计（论文）任务书（由指导教师填写）一、毕业设计（论文）的内容和要求1.毕业设计内容：设计一种基于分立元件设计的D类音频功率放大器，利用一些运算放大器、比较器和门电路芯片产生三角波、采样波、PWM波、SSPWM波，最后驱动高速VMOSFET开关管构成的H桥电路进行功率放大，对输出波形滤波就得到了功率放大后的音频信号。
同时完成相关测试，掌握相关理论知识。
2.毕业设计要求：(1) 基本要求：利用分立元件设计一个低功耗、高效率的D类功率放大器。
(2)论文基本要求：①结构合理、条理清晰。
内容丰富、充实，论据充分，观点正确。
②按范文规定的格式书写和排版。
文字、符号、图表符合技术规范；③要有自己的观点，不可抄袭别人的文章。
规范引用参考文献的内容。
④摘要是对论文主要观点的简介，要写得简要明确，译文和关键词要准确。
(3)其他要求：①认真阅读参考文献，并对主要观点作好记录。
②经常向指导教师汇报工作进展情况，争取及时得到教师的指导，解决问题。
③严格执行毕业设计进度计划，按期提交初稿、二稿、三稿给指导教师批改。
二、参考文献[1] 沈尚贤.电子技术导论[M]. 北京: 高等教育出版社,1985.[2] 李瀚荪.电路分析基础[M]. 高等教育出版社.2001,78-86[3] 邹天汉:《数字功放和音箱设计与制作》[M]. 人民邮电出版社/2004[4] 方佩敏:《音频功率放大器》[J].《电子世界》，2003 年 08 期[5] 童建华:《音响设备技术》[M].（电子工业出版社）2010年1月[6] 丁明. 实作D类功率放大器[J]. 无线电与电视. 2002.2,23-28[7] 杨恒.开关电源典型设计实例精选[M].中国电力出版社.2007.9[8] 李定宣.开关稳定电源设计与应用[M].中国电力出版社.2006.8[9] 赵学良，张国华.电源电路[M].北京:电子工业出版社,1995.[10] 胡斌.电子工程师识图[M].北京: 电子工业出版社,2007.[11] 张义申，陆坤等.电子设计技术[M].西安:电子科技大学出版.1996[12] 吴显鼎.集成电子线路设计手册[M]. 福建人民出版社.[13] Jae H. A Class D Switching Power Amplifier With High Efficiency and WideBandwidth by Dual Feedback Loops[J]. IEEE, 1995, 25(7): 428-429.[14] Choi S C, Lee J W, Jin WK, et a1. 10-W Single-Chip Class D Power Amplifier with very high efficiency for audio applications [J]. International Conference on Consumer Electronics, 1999, 18-19.[15] Krit S, Hassan Q. Class D audio Amplifier with trim-able Ramp Generator design theory and design implementation for portable applications [J]. IEEE International Conference on Design & Technology of Integrated Systems, 2007,208-212.三、毕业设计（论文）进度计划序号各阶段工作内容 起讫日期 备注1 下达任务书，开始收集、查阅参考资料 2014年10月17日—10月24日2 在指导教师指导下完成开题报告和文献综述 2014年10月25日—11月7日3 学院召开开题报告会进行毕业设计（论文）初期检查 2014年11月8日— 11月11日4 收集资料，阅读有关书籍、文章，设计实验方案，做好读书笔记 2014年11月16日—12月31日5 完成初稿并交给指导教师批改2015年3月1日前6 把初稿中出现的错误进行了更正，将内容进一步充实的基础上完成了二稿并交给指导教师批改2015年4月9日前7 学院进行中期检查 2015年3月12日—3月30日8 把老师指出需要改进之处进行了综合与修改，并把三稿给指导教师批改，指导教师写出评语2015年4月30日前9 论文答辩 2015年5月23日四、其他（学生提交）1.开题报告1份2.论文1份（8000字以上）毕业设计(论文)开题报告(由学生填写)选题依据及研究意义随着音响系统的数字化以及便携式产品的市场化,D类功放作为模拟功放的替代产品,越来越被市场所接纳。
但目前分析D类功放输出功率及效率还没有统一方法,文中利用数字功放的等效电路,分析了负载端输出电流的波形以及负载电流的平均值;建立了分析输出功率以及输出效率的较精确的数学模型,通过实验证明与实际相符。
高效率的音频放大器不只是在便携式的设备中需要,在大功率的电子设备中也需要。
因为,功率越大,效率也就越重要。
而随着人们的居住条件的改善,高保真音响设备和更高挡的家庭影院也逐渐开始兴起。
在这些设备中,往往需要几十瓦甚至几百瓦的音频功率。
这时,低失真、高效率的音频放大器就成为其中的关键部件。
D类放大器的高效率除了节省电源器件的成本以外亦节省电源的浪费或电池的消耗,优化了整个材料系统及使用环境，所以它必然会在以后的社会生活中发挥更大的作用。
D 类功放以其显著的特点和优良的性能，已广泛应用于车用数字影音娱乐、PDA 、MP4 、移动电话、高清电视、平板电视等领域。
随着应用环境对产品体积、效率、音质、省电等方面的要求，D 类功放将逐渐成为音频设计人员的首选。
传统的音频功率放大器主要有A类(甲类)、B类(乙类)和AB(甲乙类)。
A类功率放大器在整个输入信号周期内都有电流连续流过功率放大器件，它的优点是输出信号的失真比较小，缺点是输出信号的动态范围小、效率低，理想情况下其最高效率为50％。
B类功率放大器在整个输入信号周期内功率器件的导通时间为50％，它的优点是在理想情况下效率可达78．5％，但缺点是会产生交越失真，增加噪声。
AB类(甲乙类)功率放大器是以上两种放大器的结合，每个功率器件的导通时间在50％～100％之间，兼有甲类失真小和乙类效率高的特点，其工作效率介于二者之间。
然而，传统音频功率放大器效率偏低，体积偏大的缺点与音频功率放大高效、节能和小型化的发展趋势的矛盾，使得D类(丁类)音频功率放大器得以出现和发展。
本系统即采用D类功率放大实现，并用单电源供电，符合现代社会对电源小巧、便携要求的实际需要。
它的最大特点就是它能够在保持最低的失真情况下得到最高的效率。
D类功率放大器又叫开关型功率放大器，现在又有人称之为数字功率放大器。
它利用晶体管的高速开关特性和低的饱和压降的特点，效率很高，理论上可以达到100%，实际上可以达到90%。
此电路不需要严格的对称，也不需要复杂的直流偏置和负反馈，使稳定性大大提高。
用同样的功耗的管子可得到比AB类放大器高4倍功率的输出。
D类功放的功率器件受一高频脉宽调制( PWM) 脉冲信号的控制,使其工作在开关状态, D类放大器的电路共分为三级：输入开关级、功率放大级及输出滤波级。
能极大地降低能源损耗，减小放大器体积，在体积、效率和功耗上要求较高的场合具有很大的优势。
另外，现代保真音响系统常采用数字音频设备如CD、DAT（digital audio tape），近年发展起来的DVD、计算机多媒体设备、MP3等也都是数字音频信号源。
数字音频信号采用脉冲编码调制技术（PCM），信号分辨率通常为12位或16位，采样频率为44.1KHZ （CD）或48KHZ（DAT）。
由于数字信号在存储、传输和数据出来上的优点，使人们开始追求数字式功放代替传统的模拟功放，这也使得D类功率放大器受到更大的关注。
D 类放大器虽然具有很高的效率,但由于功率晶体管的开关工作方式,D 类放大器引入的失真通常大于线性放大器,这是目前 D 类放大器在音频放大领域并未得到广泛应用的主要原因。
随着半导体及微电子制造技术的不断发展,高速、大功率器件已越来越多,人们对音频功率放大器的要求更加趋向高效、节能和小型化,所以D 类(丁类) 音频功率放大器越来越受到人们的重视。
选题研究现状音频功率放大器是一个技术已经相当成熟的领域，几十年来，人们为之付出了不懈的努力，无论从线路技术还是元器件方面，乃至于思想认识上都取得了长足的进步。
音频放大器已经有快一个世纪的历史了,最早的电子管放大器的第一个应用就是音频放大器。
然而直到现在为止,它还在不断地更新、发展、前进。
主要因为人类的听觉是各种感觉中的相当重要的一种,也是最基本的一种。
为了满足它的需要,有关的音频放大器就要不断地加以改进。
尤其进入21世纪以后,随着各种便携式的电子设备的发展。
从作为通讯工具的手机,到作为娱乐设备的MP3播放机,已经快成为人人具备的便携式电子设备。
我们所研究的功率放大器就是将输入小信号转化为输出大信号的装置。
其中功率放大器又有谐振功率放大器与非谐振功率放大器之分。
总的来说，放大器有A（甲）类，B（乙）类，AB（甲乙）类，D类放大器等。
何为高效的功率放大器。
就此设计来说，电压放大20倍左右，电流输入为MA级，输出为A级。
效率为80%已经是很高要求的高效率功率放大器了。
所有这些便携式的电子设备的一个共同点就是都有音频输出,也就是都需要有一个音频放大器;另一个特点就是它们都是电池供电的。
都希望能够有较长的使用寿命。
就是在这种需求的背景下,D类放大器应运而生了。
它的最大特点就是它能够在保持最低的失真情况下得到最高的效率。
高效率的音频放大器不只是在便携式的设备中需要,在大功率的电子设备中也需要。
因为,功率越大,效率也就越重要。
而随着人们的居住条件的改善,高保真音响设备和更高挡的家庭影院也逐渐开始兴起。
在这些设备中,往往需要几十瓦甚至几百瓦的音频功率。
这时,低失真、高效率的音频放大器就成为其中的关键部件。
D类放大器在这些设备中也扮演了极重要的角色。
通过研究 ,我们认为国际国内专业部门应尽快制订类数字音频功率放大器检测方法标准 ,同时应尽快将类数字音频功率放大器检测方法标准 ,同时应尽快将类数字音频功率放大器内容编人高教教材 ,改变数字 、科研落后于应用的现状 。