目錄設計任務與要求1
設計原理1
衝寬度調製(pwm)理論分析3
tda8920bth的結構框圖及引腳資訊5
設計方案7
安裝與除錯9
結束語9
成績評定表11
一．設計任務與要求
了解d類放大器概念及其設計原理和方法，對脈衝寬度調製(pwm)做出理論分析簡單掌握tda8920bth的結構和原理，並根據指導老師所提供的d類功放板tda8920bth（最大功率100w+100w）設計乙個音訊d類放大器。
二．設計原理
在日新月異的多**時代，可攜式電子產品，如智慧型**、pda、***、pmp、dsc、dvc、nb等多**產品，對聲音質量的要求越來越嚴格。另外，由於此類產品為電池供電，除了要求音質的再突破外，也要求整體效率的提公升，以達到高效、低功耗的設計目標。
此類產品的音訊模組中，除了輸入端的訊號源和輸出端的喇叭或耳機外，音訊放大器是乙個非常重要的角色。傳統的低頻功率放大器主要有：a類（甲類）、b類（乙類）及ab類（甲乙類）目前廣泛用於便攜產品的音訊放大器有ab類和d類兩種。
d類放大器是通過控制開關單元的on/off控制來驅動揚聲器的放大器，首次提出於2023年，近些年已逐漸流行起來。d類放大器在過去的幾代產品中，已經得到了巨大的發展，系統設計者極大地改善了系統的耐用性，並提高了其音訊質量。d類放大器由於採用了不同於上述各類放大器的拓撲結構（見圖2-10），其功耗遠低於上述任何一類放大器。
圖2-10所示d類放大器組成框圖由調製器、高速功率輸出電路及低通濾波器等組成。其中調製器採用脈寬調變(pwm)方式，它通過電壓比較器將音訊訊號與高頻三角波通過進行比較（pwm調製方式如圖2-11所示），當反相端電壓高於同相端電壓時，輸出為低電平；當反相端電壓低於同相端電壓時，輸出為高電平，從而在電壓比較器輸出端得到一系列寬窄不同的高頻脈衝訊號，即pwm調製訊號。通過該訊號控制輸出功率管（見圖2-12），使得功率管輸出也為一系列電壓脈衝。
由於功率管在不導通時具有零電流，在導通時只有很低的導通電阻，因而產生的功耗極小，從而使效率大為提高（在大功率輸出條件下，d類放大器的效率可達95%）。由於pwm脈衝訊號的占空比與輸入音訊訊號幅值成正比，而pwm脈衝訊號中的頻率成分除了音訊訊號外，還有各階高次諧波分量。為還原音訊訊號和避免高次諧波能量驅動負載，通常在功率輸出級和負載之間接入乙個低通濾波器，為保持功率輸出級的功率較大，要求濾波器是接近無損的，因此通常採用無源濾波器。
通過對上述各類功率放大器的分析，為達到設計要求及得到最大輸出功率和效率，本設計選用類放大器。
三、衝寬度調製(pwm)理論分析
三角波調製法是建立在每乙個特定時間間隔能量等效於正弦波所包含能量的概念上發展起來的一種脈寬調變法，如圖2-13所示。
為了得到接近於正弦波的脈寬調變波形，將正弦波的乙個週期在時間上劃分成n等份（n為偶數），每乙份脈寬都是，這樣就可以分別計算出在各個時間間隔內正弦波所包含的面積，如圖2-14所示。圖2-14所示的pwm調製波形中每個特定的時間間隔，都可以用乙個脈寬與之對應的正弦波所包含的面積相等或成比例。通過其脈衝幅值都等於的矩形脈衝來代替正弦波的部分，這樣個寬度不等的脈衝就組成了乙個與正弦波等效的脈寬調變波形。
假設正弦波的幅值為，等效矩形波形的幅值為，則各等效矩形脈衝波的寬度為
式(2.1)
式中 是各時間間隔分段的中心角，也是各等效脈衝位置的中心角。式2.1表明：由能量等效法得出的等效脈衝寬度與分段中心角的正弦值成正比。
用三角波來實現脈寬調變，可以很方便的利用由運算放大器組成的比較器來完成這一功能。假設三角波的頻率與正弦波的頻率之比為（載波比），為了使輸出波形滿足奇函式，應該是偶數。如果假定在正弦波大於三角波部分所產生脈衝的中心位置在每一段脈衝的中心，並以代表的話，則角度為
從圖2-14可以看出，由於與相似，所以
圖2-14 pwm脈寬調變原理圖
這樣由於
三角波幅值）
為正弦波幅值）
如果令脈寬，則
當時，將代入式2.1可以得到
式(2.2)
式2.2說明：當載波比固定，且大於20以上時，在比較器輸出端產生的矩形脈衝，其寬度正比於正弦波的幅值與三角波幅值之比，該脈衝寬度也正比於分段中心角的正弦值。
對於脈寬調變波形，其基波和各次諧波的幅值表示式為
……………………式(2.3)
式(2.4)
由式2.3與式2.4可知：基波幅值及各次諧波幅值與脈衝寬度有關，而脈衝寬度又與調幅比有關。
在正弦波的幅值小於三角波的幅值時，比較器輸出電壓的基波分量幾乎與調製波的調幅比呈線性關係，即
故在每個音訊訊號週期內，pwm脈衝的占空比正比於音訊訊號的幅度。
四、tda8920bth的引腳資訊及結構框圖
tda8920bth是飛利浦公司的一款高效能、高效率（2x100w）大功率d類數字功放，ic選用hsop24功率封裝，具有很低的功耗和靜態電流。該d類音訊放大器具有零死區開關，先進的電流保護功能，工作起動平滑，沒有一般放大器的開機衝擊聲。由於內部是mos管輸出，所以在音質方面有著不錯的表現。
低音深沉有力，且彈性佳。中音憨厚溫暖，高音清澈明亮。tda8920bth及其引腳資訊如圖2-15所示。
圖2-15
表2-1為tda8920bth各個引腳的說明：
表2-1
tda8920bth的內部結構框圖如下：
五、設計方案
首先學習指導老師提供的tda8920bth d類數字功放板（圖2-16）
圖2-16
通過檢視相關資料得到其基本效能引數如下：
工作方式：d類
靜態電流：65ma
工作效率：90%
額定輸出功率：2*100w
頻率響應：20hz至50khz
工作電壓：ac9.55v至ac20v
推薦電源電壓：ac18v-0-ac18v
最大輸出電流：8a
pcb板尺寸：（60*72）mm
tda8920bth d類數字功放板的電路原理圖如圖2-17所示。各個元器件的相關資訊在圖中都已標註。
圖2-17
其次，通過前面原理及電路圖的分析，若要用該d類數字功放板驅動***直接按照電路圖（2-18）連線即可。
連線後的實物圖如圖2-19所示。
圖2-18
圖2-19
六、安裝與除錯
按照電路圖連線電路，注意音訊輸出的正負與電壓的正負。音訊的輸入選取普通***。連線導線時不要短路！
七、結束語
經過乙個星期的學習和設計，我終於完成了d類放大器的設計。在這段時間裡我學到了很多知識。通過這次設計我開始獨立的學習和探索，檢視相關的資料和書籍，讓自己模糊頭腦逐漸清晰，使自己的設計逐步完善起來，每一次改進都使我收益頗豐。
另外在設計的過程中還得到了指導老師和設計小組成員的大力幫助，在此表示感謝，我將在以後的學習中不斷努力，在不久的將來成為一名優秀的技術人員。
差分放大器設計的實驗報告
設計課題 設計乙個具有恆流偏置的單端輸入 單端輸出差分放大器。學校 延安大學 一 已知條件 正負電源電壓 負載 輸入差模訊號。二 效能指標要求 差模輸入電阻 差模電壓增益 共模抑制比。三 方案設計及論證 方案一 方案二方案論證 在放大電路中，任何元件引數的變化，都將產生輸出電壓的漂移，由溫度變化所引...
課設報告D類音訊放大器的設計
摘要 本文主要論述了d類音訊功率放大器的發展歷史和現狀，同時也介紹了d類音訊功率放大器的工作原理和設計原則，並重點介紹了tpa2000d2的工作原理和功能以及基與tpa2000d2設計的d類音訊功率放大電路。經實際測試 證明該放大器完全可滿足設計要求,高效率是d類音訊功率放大器所具有的最大優點。關鍵...
音訊放大器實驗報告
目錄一 實驗目的2 二 原理圖2 三 實物圖2 四 除錯與總結5 五 材料詳單5 一 實驗目的 做這個實驗是為了更加了解tda2030的原理和放大效果，也間接的鍛鍊了自己的動手能力，提公升自己的焊接技術。二 原理圖 三 實物圖 四 除錯與總結 當電位器調到最小時，電流波動較大，在0.1 0.25a之...