兰州商学院毕业论文-高效率音频功率放大器

调整R4使其增益约为8，则整个功放的电压增益从0~32可调。 考虑到前置放大器的最大不失真输出电压的幅值Vom?2.5V,取Vom=2V，则要求输入的音频信号最大幅度Vim?VomAV?28?250mV。如果超过250mV，则输出会产生波削失真。电路图如下图4-7所示：

3、短路保护电路

图4-7 前置放大电路

过流采样电阻取0.1Ω与8Ω负载进行串联，该电路中前级放大电路的增益为：Av=

R3820=≈75 R211经放大后的信号在经过由D1、C1、R5构成的峰值检测电路，输出直流电平，送给由D5、R7和比较器LM311构成的迟滞比较器进行比较，一旦过载就立即锁定。由D2、D3、R6、C2构成开机延迟电路，防止开机瞬间比较器进入自锁状态。电路图如下图4-8所示：

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4、驱动电路

经前面脉宽调制得到的PWM信号不能直接驱动功率开关器件，需加强PWM信号的驱动能力，首先，让PWM信号通过施密特触发器芯片74HC14进行波形整形，然后把两路脉冲信号分别输入到由晶体三极管组成的互补对称式射级跟随器，增强信号的驱动电流，使之能够有效、快速地驱动功率开关管。

5、H型互补对称输出电路

对VMOSFET的要求是导通电阻小，开关速度快，开启电压小。因输出功率稍大于 1W，属小功率输出，可选用功率相对较小、输入电容较小、容易快速驱动的对管，IRF9540 和IRF540 VMOS对管的参数能够满足上述要求，故采用之。互补PWM开关驱动信号交替开启Q5和Q8或Q6和Q7，分别经两个4阶 Butterworth滤波器滤波后推动喇叭工作。

图4-8短路保护电路 21

6、信号变换电路

由于功放输出具有很强的带负载能力，故对变换电路输入阻抗要求不高，所以可选用较简单的单运放组成的差动式减法电路来实现。

7、功率测量及显示电路

功率测量及显示电路由有效值转换电路和单片机系统组成。有效值转换器选用高精度的AD637，单片机系统主要有89C51单片机、A∕D转换器AD574和键盘显示接口电路等组成。

（四）部分电路的仿真电路

1、前置放大器的仿真电路

图4-9 前置放大器仿真电路

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2、比较器的仿真电路

图4-10 比较器仿真电路

五、系统仿真数据

（1）最大不失真输出功率 仿真数据如下表1所示：

F 20Hz 100Hz 300Hz 1.6kHz 8.21 8.21 1.05 8.22 8.16 1.04 3.4kHz 8.10 1.03 10kHz 8.05 1.01 20kHz 7.02 0.77 25kHz 5.82 0.53 表1 功率测量

VP?P/V Pmax/W 1.05 1.06 （2）效率的测量 仿真数据如下表2所示：

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