阿欧希
高效率音频功率放大器的研制白林景，邵光存，李岸然，常兴连，王振伟(山东省科学院激光研究所，山东济宁 272100) 摘 要:本设计以高效率D类功率放大器为中心，输出开关管采用高速场效应管，连接成互补对称H桥式结构，兼有输出1: 1双变单电路和输出短路保护功能，比较理想地实现了输出功率大于2w，平均效率可达到75%的高效音功率放大器。关键词:D类音频功率放大器; PWM调制器; H桥功率放大器中图分类号: TN 1 文献标识码:A引言全球音频领域数字化的浪潮以及人们对音频节能环保的要求，要求我们尽快研究开发高效、节能、数字化的音频功率放大器。传统的音频功率放大器工作于线性放大区，功率耗散较大，虽然采用推挽输出，仍然很难满足大功率输出;而且需要设计复杂的补偿电路和过流，过压，过热等保护电路。D类开关音频功率放大器的工作于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正比例变化的PWM波，经过驱动电路，加到MOS的栅极，控制功率器件的开关，实现放大，放大的PWM信号送入滤波器，还原为音频信号。从而实现大功率高效率的音频功率放大器。系统电路本文采用H型桥式D类功率放大电路，电路如图一所示。图一 音频功率放大器电路(1) 三角波产生电路利用NE555构成的多谐振荡器以恒流源的方式对电容线性冲、放电产生三角波。接通电源瞬间，NE555芯片的3脚输出高电平，二极管D2、D3 截止，D1、D4 导通， Vcc通过T1 ， T2 ， R1 ，D1 对电容C1 恒流充电，当C1 上电压达到2 /3Vcc时，NE555芯片的输出发生翻转，即3脚输出低电平，此时，D2、D3 导通， D1、D4 截止，电容C1 通过D2 ， T3 ，T4 ， R2 恒流放电，直到C1电压等于1 /3Vcc，电容又开始充电，如此循环，电容C1上可以得到线性度良好的三角波。为了提高带负载能力，输出通过由LM358A组成的电压跟随器。输出三角波频率的计算:电阻R1 上电压等于T1 的VVbe≈ 7V，故流过R1 的电流I = 7V /300Ω = 33mA，忽略T1 的基极电流，则流过R1 的电流即为T2 的射级电流，约等于T2 的集电极电流，故C1 的充电电流约为2mA，同理， C1 的放电电流约为2mA。设充电时间为t1 ，放电时间为t2 ，则有:23Vcc =13Vcc +i ×t1C13Vcc =23Vcc -i ×t2C可得三角波的周期: T = t1 + t2 =2Vcc ×C3 ×i故三角波频率为: f =3 ×i2Vcc ×C(2)前置放大电路 前置放大电路采用低噪声、高速运放的NE5532运算放大器，组成增益可调的同相宽带放大电路。功放最大不失真输出时，负载上等效正弦波的电压峰峰值为VP - P ，载波调制的调制波(正弦波)最大峰峰— 27 —值为VP - Pm ax ，对应的调制放大增益为AV2 =VP - PVP - Pm ax，运算放大电路中反馈电阻为R8 ，反相端电阻R7 ，则前置放大器的增益AV1为:AV1 = 1 +R8R7，通过选取调制波的峰值电压VP - Pm ax和调整R8 的阻值，可实现整个功率放大单元的电压增益连续可调。(3)脉宽调制( PWM)电路 采用高速、精密的比较器芯片，以音频信号为调制波，频率为f的三角波为载波，两路信号均加上1 /2Vcc的直流偏置电压，通过比较器进行比较，得到幅值相同，占空比随音频幅度变化的脉冲信号。(4)驱动电路 驱动电路由施密特触发器芯片和三极管组成，两个三极管组成的互补对称式射极跟随器。PWM信号经过驱动电路后，形成两个前后沿更加陡峭的倒相脉冲，两脉冲之间有一定的死区时间，防止了桥式驱动电路出现直通现象。(5) H型桥式驱动电路 由场效应管组成的功率开关管和四阶巴特沃兹LC滤波电路组成。T9、T12导通， T10、T11截止时，负载上的电压降VM AB0 =Vcc; T10、T11导通，T9、T12截止时，负载上的电压降VAB = - Vcc，因此，负载上的电压降可达到2倍的电源电压。解调信号放大后经过LC滤波送到扬声器。(6)短路保护电路 短路(或过流)保护电路采用 1过流取样电阻与扬声器串联方式， 1电阻上的取样电压经过由NE5532组成的减法放大器进行放大。电压放大倍数为:Av =R19R17经放大后的音频信号再通过由D9、C9、R20组成的峰值检波电路，检出幅度电平，送给电压比较器U7的“ + ”端，U7的“—”端电平设置为 1v，由R22和稳压管D12组成，比较器接成迟滞比较方式，一旦过载，即可锁定状态。正常工作时，通过 1上的最大电流幅度Im =Vcc /(R + 1) ， 1上的最大压降为 1 ×Im ，经放大后输出的电压幅值为Vim ×AV = 1 ×Im ×AV ，检波后的直流电压稍小于此值，此时比较器输出低电平， T13截止，继电器J1不吸合，处于常闭状态，电源Vcc通过常闭触点送给功放。一旦扬声器两端短路或输入电流过大， 1上电流、电压增大，经过电压放大、峰值检波后，大于比较器反相端电压，则比较器翻转为高电平并自锁， T13导通，继电器吸合，切断功放Vcc电源，功放电路得到保护。R21、C11、D10、D11组成开机延时电路，防止开机瞬间比较器自锁，关机后C11上的电压通过D10快速放掉，以保证再开机时C11的起始电压为零。讨论D类放大器工作于开关状态，无信号输入时无电流，而导通时，没有直流损耗。事实上由于关断时器件尚有微小漏电流，而导通时器件并没有完全短路，尚有一定的管压降，故存在较少直流损耗，实际效率在80% - 90% ，是实用放大器中效率最高的。参考文献:[ 1 ]Wing - Hong， Lau ， IEEE T Realization ofDigitalAudi2o Amp lifier Using Zero - Voltage - Switched PWM PowerConverter， Circuits Syst Vol 47，NO 3，March [ 2 ]Ashok B All - digital App roach HikesAudio Quality InConsumer P[ 3 ]李子升，吴锦铭，钟国新 高效率音频功率放大器[ 4 ]李振玉，姚光圻 高效率放大及功率合成技术 中国铁道出版社， [ 5 ]陈伟鑫 新型实用电路精选指南 电子工业出版社[ 6 ]瞿安连 应用电子技术 北京科学出版社， [ 7 ]王金明等编著 数字系统设计 电子工业出版社出版[ 8 ]全国大学生电子设计竞赛获奖作品精选 1994 - [ 9 ]虎永存，现代音响技术， D类放大器的原理和电路， 1998年第5期[ 10 ]无线电2004合订本第2、3期 无线电杂志社，人民邮电出版社这个是从付费论文网站上买的，真珍贵的 
你要的网上基本没有，只有这个，给你个参考 广播音乐编辑的实践策略探讨 引言 创作、演奏、欣赏构成了音乐艺术实践活动的全过程，音乐欣赏是这个过程中不可缺少的一个环节。当欣食者创造性地参与音乐艺术时，音乐作品便获得了完整的生命。音乐广播编辑的主要任务，是通过广播嫌介，向人们提供欣赏音乐的机会，帮助听众与作曲家、欢奏家来共同完成音乐艺术的实践，使听众通过聆听与理解的积极过程沟通作品所呈现的感觉、情海与思维的世界，通过“再创作”的过程，不断丰富自己的心灵。具体的实践过程中，作为音乐广播编辑，应该加强以下方面的提升： 1．充分利用计算机技术完善广播音乐效率 1 实施音乐资源共享 如今，音频节目库的建立，打破了各台、各部门之间的界限，实现总台范围的音乐资源共享，达到了音乐信息快速传递、为各类节目服务的目的。最主要的是优化音频资源的利用率，提高了投入产出比。 2 快掩搜寻 音乐编辑的日常工作离不开对库存资料的查寻，离不开与磁带管理人员打交道。过去，大量的文艺磁带是*人工去登记，时间久了也不易保存，有的掉了页码，有的被翻烂。音乐编辑最头痛的事就是查寻磁带号码和到磁带库中找带。借助计算机则大大提高了工作效率，在数以万计的曲目中仅用几秒钟的时间就可以将所需要的曲子找出。 3 改变传统音乐编辑方式 （1）在广播模拟化时代，制作一组音乐节目要经过诸多环节和浪费大量时间。计算机彻底改变了这种生产方式，一切工作只在键盘上就可以轻而易举地完成。它为采、编、播人员提供了全新的工作方式。 （2）计算机音频网络的功能齐全，它不仅具有多轨磁带数字录音机的功能，同时录音和放音；还具有同步功能和实时录音及放音；它又是多媒体，能进行后期制作、音乐录音和快捷准确地进行节目编辑、检索、存储等。再加上数字延时器和混合器的加入，使乐器组乐队的分布次获得强调和融合，增强了整个声音舞台的空间感。 总之，计算机带给我们的所有优势，音乐广播编辑就应该尽量加以利用，并进行一定的改善，提升音乐广播的质量和效果。 2．广播音乐编样要将“编”和“创”结合 编辑与创作是两种不同的工作。有的同志擅长于编，有的同志擅长于创。从长远来看，一名长期工作在广播音乐岗位上的同志，应该拿起笔，投身创作，使“编”“创”相得益彰，二者均赢。“编”与“创”确实不一样。在长期的工作岗位上，通常，广播音乐编辑在做广播音乐编辑的同时，会渐渐产生创作欲望，不断地揣摩新歌，创作新歌，这两者是相互贯通的。 一名音乐编辑经常地处于创作激情状态，对于编辑好音乐节目自然会产生有益的影响。有了这种状态，往往就不再满足于停留在过去水平上，而要力求每期音乐节目都有新创意，上新台阶，产生较大的社会反响。边编边创，创作不仅不会影响编辑工作，反而给节目带来了新感觉、新信息、新思想，有助于创出精品节目和保持音乐节目的高层次定位。 3．加强理论知识的学习 作为一名广播音乐编辑，要广泛吸收人类的一切精神文明成果，使自己成为文化特别深厚和文化底蕴修养特别扎实的人。音乐是声音艺术，与它密切关联的是文学。尤其是歌曲创作，文学语言与音乐语言水乳相融，息息相关，具有割舍不开的亲缘关系。所以，在目前百花盛开，百家争鸣、中西方文化撞碰的社会背景下，文学资源十分丰富。为了广播事业，为了肩上的重任，必须不辞劳苦，像蜜蜂采蜜一般博采、吸收。 比如可以坚持写日记，锤炼思想和文学表达能力。若一首好歌词具有极强的感染力和辐射力，对于谱曲者也有强大的震撼力，此时可以自己尝试写一点歌词，把有时出现的作曲冲动用文字表达出来。广播音乐编辑的文化精深一点，不仅仅是个人修养的事，而且还是关系到提高精神文明程度的大事，所以，必须把全面提高文化素质落实在行动上，而不是停留在口头上。 4．加强音乐广播的编排意识 编排是音乐广播的核心，加强音乐广播的编排意识非常关键。首先应立足广播的特点，发挥广播优势，“音”、“声”融汇。广播是以声音艺术为特征的综合艺术。音乐广播节目没有视觉效果，可以运用听觉去唤起听众的视觉形象；而这一切又需和音乐形象与语言声音的描绘造型相结合。音乐编辑的任务就是帮助听众理解作品的内容形式、艺术境界，介绍作品的时代背景，把作品主题思想、创作意图融化为形象化、优美生动的语言，再深人浅出地将音乐作品进行描绘、分析、评论，把听众带人广阔的想象天地，使音乐形象借助广播特点，表现得更加丰富多彩。 音乐广播节目的精品意识，要求音乐编辑破除陈规，大胆创新，给听众带来高品位、较完美的艺术享受。但是，也有人认为现在播送这些作品似乎太陈旧，跟不上形势了，没人喜欢听了等等。真正的音乐艺术是永远不会过时的。 5．针对不同层次的听众有的放矢 为了使我们的广播音乐节目拥有众多的听众，应该针对不同层次的听众有的放矢。通常有3类层次的听众； 第一层次：具有一定的音乐鉴赏能力，音乐文化素质较高的欣赏者。对于这一层次听众，解说词的作用是带助他们加深理解，强化感受概括型，解析型，比较型的解说词，无论是以灌拾式、或以启发式展开，他们均能接受。： 第二层次：具有一般的音乐文化水平，却有着强烈的求知欲的音乐爱好者。对于这类听众，编辑应引导他们按照作品本身的表情意向去培养和训练他们的音响感知能力，解说词则应遵循概括型、比较型、解析型的原则，在灌输必要的专业知识的同时，以启发式展开，丰富他们的想象与联想，帮助他们更好地理解音乐作品。 第三层次：偏爱现代流行音乐，通俗歌曲，对音乐文化知识却并未涉足的听众。对于这一层次的听众，宜于用概括型和比较型的解说词，灌拾浅显的音乐术语，以启发式的口喻，借助于他的本身的思维，通过对音乐作品的分析、比较，使他们初步体会严肃音乐、通俗音乐共性与个性的相互渗透，认识通俗音乐的内涌美。并引导他们主动接触和垂解严肃音乐。 总之，广播音乐编辑要想能拥有自由驾驭工作的能力，不仅要加强自身个人专业素质和修改的提升，更应该立足于听众的角度，从听众中来，到听众中去。
