音频放大电路设计论文提纲

论文题目：基于PSoC和数字功放的扬声器阵列系统设计

摘要：扬声器是将电信号转变为声信号、将电能转化成声能的用电器件。随着人们生活水平的不断提高,扬声器系统得到了广泛的应用。传统的扬声器存在指向性差、传播距离近、声场控制能力弱等问题。近年来,扬声器阵列技术得到了越来越多的重视,成为扬声器领域的研究热点。本论文针对扬声器阵列技术的工程应用问题开展研究,基于PSoC和D类功放技术,设计了一种高性价比的扬声器阵列系统。该系统能量利用效率高、声场控制能力强,在农业、广播、娱乐等领域有广泛的应用价值。本文的工作要点为:（1）设计了一个基于PSoC的主控制板。该控制板具有丰富多样的输入输出端口、强大的数字子系统和模拟子系统。完成了控制板的电源电路、复位电路、时钟电路、外接音频处理电路等功能模块设计。（2）设计了音频信号采集和音频信号输出电路。信号采集电路由音频放大、抗混叠滤波以及ADC等电路模块组成,其中ADC模块采用PSoC片上模块设计。音频信号输出电路由四通道DAC、平滑滤波等电路模块组成。抗混叠滤波、平滑滤波电路均为采用高精度运放设计的四阶有源低通滤波电路。ADC、DAC模块的位数均为16位。（3）设计了一款D类功率放大器。利用IRS2092音频芯片与高性能的IRFB4227功放管设计了功率放大电路。该IRFB4227晶体管能够配合数字功率放大器输出较大功率,同时还能保证输出信号失真较低。设计的功率放大器能够实现对调制频率的配置以及运行模式的设置,同时还设计了保护电路,提高了功放可靠性。（4）设计了一套具有4×3矩型扬声器阵列,基于以上所设计的PSoC的主控制板、音频信号输入、输出电路、D类功放构成了完整的扬声器阵列系统。编写了相应的软件系统,完成了实验测试。

关键词：PSoC;D类功放;扬声器阵列;可控性

学科专业：电气工程（专业学位）

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 国内外研究进展

1.3 论文研究的主要内容

2 扬声器阵列理论基础

2.1 扬声器阵列指向性分析

2.2 扬声器阵列声场控制原理

2.3 本章小结

3 扬声器阵列系统整体结构与控制电路设计

3.1 整体结构设计

3.2 基于PSoC的核心控制板设计

3.3 音频信号采集电路设计

3.4 DAC8534模块设计

3.5 有源低通滤波电路设计

3.6 本章小结

4 D类功放设计

4.1 D类功放的基本原理

4.2 脉冲调制和功放电路设计

4.3 低通滤波电路设计

4.4 本章小结

5 扬声器阵列系统软件设计

5.1 PSoC Creator软件简介

5.2 主流程图设计

5.3 主信号处理模块流程图设计

5.4 本章小结

6 扬声器阵列平台性能测试

6.1 DAC8534模块测试

6.2 功放板性能测试

6.3 PSoC主控制板音频信号测试

6.4 扬声器阵列系统组成

6.5 扬声器阵列系统整体测试

6.6 本章小结

7 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

参考文献

致谢