计算机论文范文:对音频功率放大器在笔记本电脑中的应用研究的分析

在当今多媒体时代，音频是笔记本电脑系统中必不可少的一个部分，为了响应节约能源的潮流，笔记本电脑系统在设计中应尽可能加入节能的元素，目前笔记本电脑在音频处理部分应用最广泛的是传统的AB类音频功率放大器，但是此类音频功能存在转换效率低和耗能高的缺点，故介绍一个全新的音频功率放大器具有十分重要的意义，本文以下内容将对音频功率放大器在笔记本电脑中的应用研究进行分析和探讨，以供参考。 2、音频功率放大器概述 2.1音频功率放大器的基本结构 音频功率放大器主要结构是由前置级、音调级和功率放大级三部分组成，前置级要求输入阻抗高、输出阻抗小、频带宽、噪声小，主要承担控制任务，对各种声源信号进行选择和处理，音调级对输入信号主要起到提升、衰减作用，它将微弱信号放大到0.5V-1V，进行各种音质控制，美化音色；功率放大级是音频功放电路中的主要部分，它决定输出功率的大小，要求具有输出功率高，输出功率大的特点，它所承担的是放大任务，是将前面输出的音频信号进行功率放大，以推动扬声器发声。对整机的要求是失真小、噪声低，由较好的扩音效果。根据技术指标要求，确定各级的设计方案，增益分配，然后对各级电路的参数进行设计。 2.2功率放大器的分类 功率放大器主要分为如下几类：一是A类功率放大器，多被应用于高保真音响中，因为该类放大器的失真度比较小，放大后的音质令人满意，但它有个致命的缺点就是转换效率太低，使很大一部分电能都无法被利用起来，不符合节能的发展理念。二是B类功率放大器，为了解决A类功率放大器转换效率低下的缺点，人们提出了B类功率放大器，其静态工作点被设置在接近零点位置处，当有音频信号输入时候，两个晶体管轮流导通，此时技术无电流流过晶体管。因为在静态的时候，无电流流过，所以在无信号输入时候基本不消耗电能，只有在输入信号的半个周期内才有电流流过晶体管，且输入信号的强弱与功率放大器的集电极电流成正比。这样就可以使放大器的转换效率大大提高，可以达到70%以上。三是AB类功率放大器。为解决A类功率放大器转换效率低下和B类功率放大器失真的问题，人们提出了介于两者之间的AB类功率放大器，其偏置电路与B类的基本相同，但偏置电流设置得比B类的稍大。四是C类功率放大器。此放大器是一种特殊用途的功率放大器，可用于无线电台和电视发射系统等射频电路中，这种功率放大器只有在输入信号的正半周期足够大时候，晶体管才会导通，即晶体管的导通时间小于半个周期，这就是C类放大的特点。五是D类放大器。以上介绍的这些放大器的区别只是在于静态工作点的选择，而D类放大器从工作原理上讲，是一种与传统的功率放大器有着本质差异的一种放大技术，因为它不仅仅是工作点的选择，还包括了模拟信号到数字信号的转变，以及输出端将数字信号的还原。 3、小功率D类音频功率放大器的研究 3.1 D类音频功率放大器的原理 其主要由恒流基准源，前置运算放大器，三角波振荡器，PWM比较器，防脉冲电路和功率输出电路这六大模块组成，它们之间稳定的工作和逻辑搭配保证了系统的运行。本放大器采用全差分输入，双端输出的积分信号分别被PWM调制，在静态情况下，两个输出端的调制信号相位相同，那么双端的差模信号为零，即在静态时不再有较大的纹波电流进入音频负载，这种工作方式提高了放大器的整体输出效率，并且也可以省去外接的LC滤波器，从而能够在一定程度上节约成本。优普论文发表网创办伊始，致力于为各行各业职称评定客户提供经济论文下载、管理论文快速发表、经济职称论文发表快速写作论文写作指导等服务。 3.2 D类音频功率放大器的功率输出级 功率输出级的作用是将最终的调制信号输出到负载，因此它需要尽可能拥有足够大的驱动力来达到足够的功率，然而D类功率放大器的功率输出级不同于传统功率放大器，传统的输出级是模拟信号输出，只需要考虑功率放大器输出阻抗的大小，提供足够的驱动能力，以及减小输出的非线性失真。而D类功率放大器的输出则是数字输出，功率管在开和关之间切换，因此它需要功率管的饱和电阻足够小以达到高驱动能力，同时它还需要防止输出数字信号在转变过程中使P和N功率管同时导通所带来的失真。 3.3小功率D类音频功率放大器的系统仿真 对整个系统进行仿真，其指标包括额定电源电压下的工作、极限输出功率下的工作、不同闭环增益下的工作、总谐波失真统计、输出效率统计和最低电源电压下的工作。 音频负载的等效LC二阶滤波器会消耗一定的功率并产生一定量的相位差，这均属于正常的工作状态，此时系统的最终输出功率为1.98W，THD=0.05%，可知此款D类功率放大器在Vcc=5V时能够正常工作。 D类功率放大器的最大功率输出由输出阻抗所决定，在5V的电源电压下，其额定输出功率为2W，且失真很小，输入音频信号经过前置运算放大器连接成的积分器之后再与三角波进行比较，然后从前置运算放大器输出。当前置运放输出信号摆幅超过了三角波的阙值，将引起明显的波形失真。这里所说的D类音频功率放大器可通过调整芯片外部引脚的逻辑电平来改变系统闭环增益，而且具有增益调节功能。 4、结尾 本文以上内容首先对目前常用的功率放大器进行了介绍，随后着重对D类音频功率放大器进行了研究和探讨，表达了观点和见解。作为一名软件工程从业人员，深知将软件与实际工程结合的重要性，也只有这样才能提高具体实物的使用效能。 参考文献： [1]《软件工程》陈国良等，高等教育出版社 [2]《电子技术基础》王利刚等，中国传媒大学出版社 [3]《音频功放与音箱制作》王一群等，福建科学技术出版社  

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