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文檔簡介

1、基于單片機的數(shù)字功放系統(tǒng)設計研究Based on SCMs Digital Amplifier System Design and Research學生姓名所在專業(yè)所在班級申請學位指導教師職稱職稱辯論時間年 月 日目 錄 TOC o 1-4 h z u HYPERLINK l _Toc199926149 摘 要 PAGEREF _Toc199926149 h I HYPERLINK l _Toc199926150 ABSTRACT PAGEREF _Toc199926150 h II HYPERLINK l _Toc199926151 1緒論 PAGEREF _Toc199926151 h 1

2、 HYPERLINK l _Toc199926152 1.1引言 PAGEREF _Toc199926152 h 1 HYPERLINK l _Toc199926153 1.2數(shù)字功放系統(tǒng)的研究意義 PAGEREF _Toc199926153 h 1 HYPERLINK l _Toc199926154 1.3本設計主要研究工作 PAGEREF _Toc199926154 h 2 HYPERLINK l _Toc199926155 1.4本設計的結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc199926155 h 2 HYPERLINK l _Toc199926156 2功率放大器與AVR單片機的根底相關(guān)知識

3、PAGEREF _Toc199926156 h 3 HYPERLINK l _Toc199926157 2.1功率放大器 PAGEREF _Toc199926157 h 3 HYPERLINK l _Toc199926158 2.1.1模擬功放 PAGEREF _Toc199926158 h 3 HYPERLINK l _Toc199926159 2.1.2數(shù)字功放 PAGEREF _Toc199926159 h 4 HYPERLINK l _Toc199926160 2.2AVR單片機結(jié)構(gòu)及應用知識 PAGEREF _Toc199926160 h 4 HYPERLINK l _Toc1999

4、26161 3數(shù)字功率放大器系統(tǒng)總體設計 PAGEREF _Toc199926161 h 6 HYPERLINK l _Toc199926162 3.1系統(tǒng)總體設計方案 PAGEREF _Toc199926162 h 6 HYPERLINK l _Toc199926163 3.2系統(tǒng)設計的組成 PAGEREF _Toc199926163 h 6 HYPERLINK l _Toc199926164 3.2.1硬件系統(tǒng)局部 PAGEREF _Toc199926164 h 6 HYPERLINK l _Toc199926165 3.2.2軟件系統(tǒng)局部 PAGEREF _Toc199926165 h

5、7 HYPERLINK l _Toc199926166 4硬件系統(tǒng)的組成與功能分析 PAGEREF _Toc199926166 h 8 HYPERLINK l _Toc199926167 4.1前置放大 PAGEREF _Toc199926167 h 8 HYPERLINK l _Toc199926168 4.1.1AD8605的功能介紹 PAGEREF _Toc199926168 h 8 HYPERLINK l _Toc199926169 4.1.2數(shù)字電位器X9C102的功能介紹 PAGEREF _Toc199926169 h 8 HYPERLINK l _Toc199926170 4.1

6、.3前置放大局部的設計 PAGEREF _Toc199926170 h 9 HYPERLINK l _Toc199926171 4.2A/D與PWM轉(zhuǎn)換 PAGEREF _Toc199926171 h 10 HYPERLINK l _Toc199926172 4.2.1A/D轉(zhuǎn)換 PAGEREF _Toc199926172 h 11 HYPERLINK l _Toc199926173 4.2.2PWM轉(zhuǎn)換 PAGEREF _Toc199926173 h 12 HYPERLINK l _Toc199926174 4.3功率放大及濾波 PAGEREF _Toc199926174 h 15 HYPE

7、RLINK l _Toc199926175 4.3.1功率放大 PAGEREF _Toc199926175 h 15 HYPERLINK l _Toc199926176 4.3.1.1三極管工作原理 PAGEREF _Toc199926176 h 15 HYPERLINK l _Toc199926177 4.3.1.2BTL電路 PAGEREF _Toc199926177 h 16 HYPERLINK l _Toc199926178 4.3.1.3功率放大電路局部的設計分析 PAGEREF _Toc199926178 h 17 HYPERLINK l _Toc199926179 4.3.2濾波

8、 PAGEREF _Toc199926179 h 18 HYPERLINK l _Toc199926180 5軟件設計 PAGEREF _Toc199926180 h 19 HYPERLINK l _Toc199926181 6整體系統(tǒng)優(yōu)點和存在問題及改良 PAGEREF _Toc199926181 h 21 HYPERLINK l _Toc199926182 6.1 整體設計優(yōu)點 PAGEREF _Toc199926182 h 21 HYPERLINK l _Toc199926183 6.2 存在問題及改良 PAGEREF _Toc199926183 h 21 HYPERLINK l _To

9、c199926184 鳴 謝 PAGEREF _Toc199926184 h 22 HYPERLINK l _Toc199926185 參考文獻 PAGEREF _Toc199926185 h 23 HYPERLINK l _Toc199926186 附 錄 PAGEREF _Toc199926186 h 24摘 要AVR系列單片機Mega8是一款高性能、低功耗,采用先進RISC精簡指令,內(nèi)置PWM和A/D的8位單片機,用它設計數(shù)字功放不僅本錢低、硬件簡單,而且易實現(xiàn)各種擴展功能。本文正是用它來研究和設計一個數(shù)字系統(tǒng)。首先介紹了數(shù)字功放的一些根底知識,再詳細的對整個系統(tǒng)的原理進行解析,緊接著對

10、系統(tǒng)中各個單元模塊電路的工作原理進行深入、具體的分析,系統(tǒng)模塊包括:前置放大、A/D與PWM轉(zhuǎn)換、功率放大及濾波等。其中最主要的是利用AVR系列單片機Mega8中的A/D與PWM轉(zhuǎn)換來對信號的數(shù)字化處理。本系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、低功耗、抗干擾性強、體積小巧等特點,而且可擴展性強。關(guān)鍵詞:Mega8;數(shù)字功放;PWM;AD8605;IRF7389ABSTRACTAVR microcontroller series Mega8 is a high-performance, low power consumption, the use of advanced RISC concise instructi

11、ons, built-in PWM and A / D 8-bit microcontrollers, use it to design digital amplifier is not only low-cost, simple hardware and easy Expansion of various functions. This article is use it to study and design of a digital system. First introduced a digital amplifier of some basic knowledge, the deta

12、il of the whole principle of analytical system, the system followed in the various modules of the circuit principle of an in-depth and specific analysis, system modules include: preamp, A / D converter and PWM, power amplifier and filter, and so on. The most important is to use AVR microcontroller M

13、ega8 series of A / D converter and PWM to the digital signal processing. The system is simple in structure, low power consumption, and strong anti-interference, small size and other characteristics, and strong scalability.KEywORDS: Mega8;Digital Amplifier;PWM;AD8605;IRF7389基于單片機的數(shù)字功放系統(tǒng)設計研究緒論引言音響技術(shù)的開

14、展歷史可以分為電子管、晶體管、集成電路、場效應管四個階段。1906年美國人德福雷斯特創(chuàng)造了真空三極管,開創(chuàng)了人類電聲技術(shù)的先河。1927年貝爾實驗室創(chuàng)造了負反應技術(shù)后,使音響技術(shù)的開展進入了一個嶄新的時代,比擬有代表性的如“威廉遜放大器,較成功地運用了負反應技術(shù),使放大器的失真度大大降低,至50年代電子管放大器的開展到達了一個高潮時期,各種電子管放大器層出不窮。由于電子管放大器音色甜美、圓潤,至今仍為發(fā)燒友所偏愛。60年代晶體管的出現(xiàn),使廣闊音響愛好者進入了一個更為廣闊的音響天地。晶體管放大器具有細膩動人的音色、較低的失真、較寬的頻響及動態(tài)范圍等特點。 在60年代初,美國首先推出音響技術(shù)中的新

15、成員-集成電路,到了70年代初,集成電路以其質(zhì)優(yōu)價廉、體積小、功能多等特點,逐步被音響界所認識。開展至今,厚膜音響集成電路、運算放大集成電路被廣泛用于音響電路。 70年代的中期,日本生產(chǎn)出第一只場效應功率管。由于場效應功率管同時具有電子管純厚、甜美的音色,以及動態(tài)范圍達90DB、THD0.01%100kHz時的特點,很快在音響界流行?,F(xiàn)今的許多放大器中都采用了場效應管作為末級輸出。隨著人民生活水平的提高,許多人特別是音響發(fā)燒友們對音頻功率放大器能否完美不失真的復原聲音的要求近乎于苛刻。模擬的功率放大器經(jīng)過了幾十年開展,在這方面的技術(shù)已經(jīng)相當成熟,可以說是到達了登峰造極的地步。環(huán)保與能量的利用率

16、已漸漸成為人們所關(guān)注的問題,正因為這樣,廣闊消費者對功放的效率要求越來越高。但是模擬功率放大器在這方面幾乎到達了極限。另外模擬磁帶播放機如錄音機逐步被淘汰,數(shù)字光碟播放機如CD、VCD、DVD等已占據(jù)主流。針對這一現(xiàn)實數(shù)字功放應運而生。數(shù)字功放系統(tǒng)的研究意義功率放大器通常根據(jù)其工作狀態(tài)分為五類。即A類、AB類、B類、C類、D類。在音頻功放領域中,前四類均可直接采用模擬音頻信號直接輸入,放大后將此信號用以推動揚聲器發(fā)聲。D類放大器比擬特殊,它只有兩種狀態(tài),不是通就是斷。因此,它不能直接輸入模擬音頻信號,而是需要某種變換后再放大。人們把此種具有“開關(guān)方式的放大,稱為“數(shù)字放大器。數(shù)字功放與模擬功放

17、相比有如下一些明顯優(yōu)勢:1整個頻段內(nèi)無相對相移,聲場定位準確由于采用無負反應的放大電路、數(shù)字濾波器等處理技術(shù),可以將輸出濾波器的截止頻率設計得較高,從而保證在20Hz-20kHz內(nèi)得到平坦的幅頻特性和很好的相頻特性。2瞬態(tài)相應好,即“動態(tài)特性好由于它不需傳統(tǒng)功放的靜態(tài)電流消耗,所有能量幾乎都是為音頻輸出而儲藏,加之無模擬放大、無負反應的牽制,故具有更好的“動力特征。3無過零失真?zhèn)鹘y(tǒng)功放都在由于對管配對及各級調(diào)整不佳產(chǎn)生的過鈴、交越失真。4效率高、可靠性高、體積小理論上D類功放的效率可達100%,而B類放大器效率僅為78%理論值,A類功放的效率就非常低??煽啃灾R告訴我們:半導體器件的溫度每升高

18、10C,失真率就提高一倍。5適合于大批量生產(chǎn)產(chǎn)品的一致性好,生產(chǎn)中無需調(diào)試,只保證元器件正確安裝即可。 因此,在人們進入數(shù)字化、信息化的開發(fā)過程中自然想到了功放的數(shù)字化這一問題。由于數(shù)字功放有很多優(yōu)點,如體積小、功率大、與數(shù)字音源的無縫結(jié)合、能有效降低信號間傳遞干擾、實現(xiàn)高保真等。在數(shù)字音源已經(jīng)大量普及的時代,數(shù)字功放將會取代現(xiàn)有的模擬功放。本設計主要研究工作本設計的主要任務是對數(shù)字功放系統(tǒng)進行探討和研究,并在設計中結(jié)合AVR系列單片機Mega8中的A/D與PWM轉(zhuǎn)換等知識,以及運用新型場效應管方面的知識設計一個基于單片機的數(shù)字功率放大器,使其能夠具備輸出功率大,不失真,效率高的特點。在設計中

19、由于運用了Mega8和一些新型的集成元件,使得設計的功放簡單,靈活性好,可擴展性強,而這些功能僅僅通過D類功放是很難完成的。本設計的結(jié)構(gòu)第一局部為功率放大器與AVR單片機的根底相關(guān)知識第二局部為功放系統(tǒng)的總體設計介紹第三局部為設計的各局部硬件電路模塊功能的介紹分析第四局部為設計的軟件框圖,主要介紹Mega8中A/D與PWM轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)第五局部為設計的整體系統(tǒng)優(yōu)點以及存在的缺乏與改良功率放大器與AVR單片機的根底相關(guān)知識功率放大器模擬功放半導體技術(shù)的進步使晶體管放大器向前邁進了一大步。自從有了晶體管,人們就開始用它制造功率放大器。早期的放大器幾乎全用鍺管來制作,但由于鍺管工藝上的一些原因,使得放大

20、器中所用的晶體管,尤其是功放管性能指標不易做得很高。功率放大器的開展史中出現(xiàn)了一件最引人注目的事情,這就是瞬態(tài)互調(diào)失真(Transient lntermoDulation)及其測量方法的提出。1963年,芬蘭Helvar工廠的一名工程師在制作一臺晶體管擴音機時,由于接線失誤,使電路的負反應量減少了,后來卻意外地發(fā)現(xiàn)負反應量減少后的音質(zhì)非常好,客觀技術(shù)指標較差,而更正錯誤以后的線路盡管技術(shù)指標提高了,音質(zhì)反而比誤接時明顯下降,使得功放又取得進一步的開展。而隨著技術(shù)的不斷開展,目前的模擬功放按放大器的工作狀態(tài)可分為:A類放大器、B類推挽放大器、AB類推挽放大器等形式。A類放大器的主要特點是:晶體管

21、在輸入信號的整個周期內(nèi)均導通??蓡喂芄ぷ?,也可以推挽工作。瞬態(tài)失真和交替失真較小。電路簡單,調(diào)試方便。但效率較低,晶體管功耗大,功率的理論最大值僅有25,且有較大的非線性失真。B類推挽放大器的主要特點是:晶體管在輸入信號的半周期內(nèi)導通,必須用兩管推挽工作。存在交越失真,交替失真較大。效率較高,晶體管功耗較小,功率理論最大值可達78.5??梢缘窒即沃C波失真。AB類推挽放大器的主要特點是:晶體管的導通時間稍大于半周期,必須用兩管推挽工作??梢苑乐菇辉绞д?。交替失真較大。可以抵消偶次諧波失真。效率較高,晶體管功耗較小。理論上也可到達78.5的功率最大值,但實際上功率的最大值在70左右可能受到輸出級

22、拓撲和輸出級斜線的影響,在典型的聽音條件下全功率的30左右,功放的效率為35左右。相對于A類放大器來說,AB和B類推挽放大器具有效率較高、失真較小,功放晶體管功耗較小,散熱問題容易解決等優(yōu)點,是目前音頻功率放大器的根本電路形式。用晶體管制作的AB類放大器和B類放大器在工作狀態(tài)選擇不當時易產(chǎn)生交越失真。此外,由于推挽級中的晶體管有局部時間處于截止狀態(tài),在晶體管導通與截止狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過程中會因其開關(guān)特性不佳或因電路參數(shù)選擇不當而產(chǎn)生交替失真(或叫轉(zhuǎn)換失真)。交替失真會產(chǎn)生脈沖尖峰,它包含有許多高次諧波,從而產(chǎn)生瞬態(tài)互調(diào)失真。用傳統(tǒng)的正弦波諧波失真測試方法不能反映晶體管放大器的瞬態(tài)互調(diào)失真的大小。這幾

23、類模擬放大電路的共同特點是晶體管都工作在線性放大區(qū)域,它按照輸入音頻信號的大小控制輸出的大小,就像串在電源和輸出間的一個可變電阻,在控制輸出的同時自身也在消耗電能,因此,模擬功放不可防止的存在著效率低下的特點。上面給出的A類、B類、AB類的效率值是在放大器處于最大功率輸出時的理論值,實際上能夠做到這個理論值的一半已經(jīng)算不錯了。而且在正常的聽音過程中不可能使功放時時都有最大功率輸出,這樣在放音時它們的效率就更低了。數(shù)字功放功放管除了工作在線性放大狀態(tài)外,還可以工作在開關(guān)狀態(tài)。D類功放中的功率晶體管工作在開關(guān)狀態(tài),又稱作數(shù)字功放,在理想情況下,功放管導通時內(nèi)阻為零,兩端沒有電壓,因此沒有功率損耗;

24、而截止時,內(nèi)阻無窮大,電流又為零,也沒有功率損耗。典型的數(shù)字功放是D類功放。對于一個數(shù)字D類功率放大器來說PWM信號是后級驅(qū)動所必需的,在絕大多數(shù)數(shù)字D類功放中采用都是BTL的驅(qū)動形式。它在實際的工作中的功率消耗主要由兩局部構(gòu)成:轉(zhuǎn)換損耗和I2R損耗。轉(zhuǎn)換損耗如圖2-1所示: 圖2-1當開關(guān)式放大器輸出在接通和斷開之間切換,或斷開和接通之間切換時通過線性區(qū)域而消耗功率。在D類功放中開關(guān)管絕大多數(shù)采用的是金屬氧化物半導體場效應晶體管MOSFET管,它的開關(guān)導通電阻較小一般遠遠小于1,所以I2R損耗相對來說還是很小的。當?shù)竭_最大額定功率時,D類放大器的效率在80到90的范圍內(nèi)。在典型的聽音條件下,

25、效率也可到達65到80左右,約為AB類放大器的兩倍以上。正因為D類功放具有效率高的突出優(yōu)點,所以它正成為音響研究的熱點。但是它的保真度和A類及AB類功放相比那么大為遜色。理想的功放是保真度高,同時效率也高,而本設計接下來要重點研究設計的就是在D類功放的根底上改善其保真度,同時保證其效率高的數(shù)字功放系統(tǒng)。 AVR單片機結(jié)構(gòu)及應用知識高可靠性、功能強、高速度、低功耗和低價位,一直是衡量單片機性能的重要指標,也是單片機占領市場、賴以生存的必要條件?;貞泦纹瑱C開展史,我們看到,早期單片機主要由于工藝及設計水平不高、功耗高和抗干擾性能差等原因,所以采取穩(wěn)妥方案:即采用較高的分頻系數(shù)對時鐘分頻,使得指令周

26、期長,執(zhí)行速度慢。以后的CMOS單片機雖然采用提高時鐘頻率和縮小分頻系數(shù)等措施,但這種狀態(tài)并未徹底改觀。AVR單片機是Atmel 公司 1997 年推出的 RISC 單片機。RISC精簡指令系統(tǒng)計算機是相對于CISC復雜指令系統(tǒng)計算機而言的。RISC 并非只是簡單地去減少指令,而是通過使計算機的結(jié)構(gòu)更加簡單合理而提高運算速度的。RISC 優(yōu)先選取使用頻率最高的簡單指令,防止復雜指令:并固定指令寬度,減少指令格式和尋址方式的種類,從而縮短指令周期,提高運行速度。由于 AVR 采用了 RESC 的這種結(jié)構(gòu),使AVR系列單片機都具備了1MIPS/MHz百萬條指令每秒/兆赫茲的高速處理能力。AVR單片

27、機的推出,徹底打破這種舊設計格局,廢除了機器周期,拋棄復雜指令計算機追求指令完備的做法;采用精簡指令集,以字作為指令長度單位,將內(nèi)容豐富的操作數(shù)與操作碼安排在一字之中,取指周期短,又可預取指令,實現(xiàn)流水作業(yè),故可高速執(zhí)行指令。當然這種速度上的生躍,是以高可靠性為其后盾的。AVR單片機硬件結(jié)構(gòu)采取8位機與16位機的折中策略,即采用局部存放器存堆32個存放器文件和單體告訴輸入/輸出的方案即輸入捕獲存放器、輸出比擬匹配存放器及相應控制邏輯。這樣,既提高了指令執(zhí)行速度可在晶振采用12MHz,對3種單片機完成16位*16位乘法運算做如下比擬:MCS-51單片機平均耗時313us,AVR單片機耗時那么降為

28、s,而MCS-96單片機16位乘法指令執(zhí)行時間為s。AVR單片機耗時為MCS-96單片機的兩倍,卻只有MCS-51單片機的1/23,克服了瓶頸現(xiàn)象,增強了功能;又減少了對外設管理的開銷,相對簡化了硬件結(jié)構(gòu),降低了本錢。故AVR單片機在軟/硬件開銷、速度、性能和本錢諸多方面取得了優(yōu)化平衡,是高性價比的單片機;而且AVR單片機定格在8位機,沒必要做到像16位機那樣復雜。AVR單片機具有多達10位的預分頻器,由軟件設定分頻系數(shù),與8/16位定時器配合,可提供多種檔次的定時時間。使用時可選取最接近的時檔次,即選8/16位定時器/計數(shù)器與分頻系數(shù)的最優(yōu)組合,減少了定時誤差。AVR單片機獨有的“以定時器/

29、計數(shù)器雙向計數(shù)器形成三角波再輸出比擬匹配存放器配合,生成占空比可變方波的設計方法即脈寬調(diào)制輸出PWM更令人耳目一新。AVR單片機技術(shù)表達了單片機集多種器件包括看門狗、FLASH程序存儲器、EEPROM、同/異步串行口、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、定時器/計數(shù)器等和多種功能增強可靠性的復位系統(tǒng)、降低功耗抗干擾的休眠模式、品種多門類全的中斷系統(tǒng)、具有輸入捕獲和比擬匹配輸出等多樣化功能的定時器 /計數(shù)器、具替換功能的I/O斷口等于一身。一般單片機應用中的接口技術(shù)以及軟、硬件抗干擾設計技術(shù),在AVR單片機應用設計中不再占據(jù)舉足輕重的地位。AVR 單片機具有多個系列,包括ATtiny、AT90、ATmega。每個系列又

30、包括多個產(chǎn)品,它們在功能和存儲器容量等方面有很大的不同,但根本結(jié)構(gòu)和原理都類似,而且編程方也相同。綜上所述,AVR單片機博采眾長,又具獨特技術(shù),不愧為8位機中的佼佼者。數(shù)字功率放大器系統(tǒng)總體設計系統(tǒng)總體設計方案數(shù)字功放由于其效率高、易與數(shù)字音源對接等優(yōu)點而在現(xiàn)實生活中具有越來越廣泛的應用。它主要包含兩局部,PWM變換和功率放大及濾波,圖3-1為數(shù)字功放的根本框圖。其中PWM變換大致有兩種,一是模擬PWM,即將輸入的模擬信號或數(shù)字信號經(jīng)D/A后與三角波進行比擬,這種變換必須要有頻率上百kHz、線性度好、滿幅的三角波,而且還要有高速模擬比擬器,否那么將影響PWM波形在解調(diào)后的波形,這些都將增加本錢

31、和設計復雜度使用集成D類功放或D類控制芯片另當別論。二是數(shù)字式PWM,即將輸入數(shù)字信號或模擬信號經(jīng)A/D后與計數(shù)器相比擬,即用計數(shù)的方法代替三角波,從而防止了三角波非線性所引起的失真。同傳統(tǒng)的模擬方式相比,數(shù)字方式具有設計簡單,效率更高,抗干擾性更強等優(yōu)點。而Mega8單片機中的定時器1可以工作在PWM模式,它只要將其AD中的值移到PWM的輸出比擬存放器中即可完成PWM調(diào)制,實現(xiàn)起來相當簡便。PWM變換功率放大及濾波PWM變換功率放大及濾波模擬輸入數(shù)字輸入 圖3-1 數(shù)字功放根本框圖為了提高輸出功率,大多數(shù)D類功放都以BTL方式來驅(qū)動。而無論是模擬式還是數(shù)字式PWM,BTL兩路輸出信號的選擇也

32、都有兩種方案,即同相驅(qū)動和反相驅(qū)動。前者在零信號時,其兩路信號的疊加效果幾乎為零,而后者在零信號時,疊加在濾波器上的電壓會變大,當然可以通過修改濾波器參數(shù)來降低其在負載上的壓降,但這樣會增加系統(tǒng)功耗,而且不便于整體實現(xiàn)。因此,本設計選用數(shù)字式PWM,并采取同相驅(qū)動方式實現(xiàn)數(shù)字功放功能,從而進一步降低了靜態(tài)功耗,提高了效率。系統(tǒng)設計的組成硬件系統(tǒng)局部本設計的硬件電路分為三局部,包括前置放大、A/D與PWM轉(zhuǎn)換、功率放大及濾波。其硬件電路原理圖如圖3-2所示。當系統(tǒng)的信號輸入接到信源,信號先經(jīng)過放大器AD8605和數(shù)字電位器X9C102組成的放大電路,將傳輸過來的信號放大后,再傳輸?shù)絾纹瑱C進行A/

33、D與PWM變換,最后由四個新型VMOS管IRF7389組成的BTL電路實現(xiàn)整個電路的功率放大。 圖3-2軟件系統(tǒng)局部軟件系統(tǒng)局部由Mega8單片機中的AD中斷效勞程序、定時中斷效勞程序、PWM程序、按鍵中斷效勞程序組成,使得信號傳輸?shù)組ega8單片機后,通過程序運行同時輸出不失真的兩路PWM電平,保證了信源的完整性,同時不引起額外的損耗。硬件系統(tǒng)的組成與功能分析前置放大AD8605的功能介紹AD8605是ADI公司生產(chǎn)的放大器,該放大器具有低失調(diào)電壓、低輸入電壓、低電流噪聲、低失真和寬帶寬等特性。這些特性使它們廣泛的應用于濾波、集成電路、光電二極管放大器、高阻抗傳感器和音頻電路中,同時具有以下

34、特征: 低失調(diào)電壓(最大為65uV); 低輸入偏置電流(最大1pA); 低噪聲( 8nV/Hz ); 寬帶寬(10MHz); 單位增益穩(wěn)定; 采用單電源,工作電壓范圍為; 高開環(huán)增益(120dB)。集成電路中的功耗會引起芯片升溫,從而影響電路和芯片的性能。AD8605的最大連接溫度為150,假設超過此最大溫度將損壞芯片。AD8605放大器的最大功耗可由下式計算:P=(TJ-TA)/JA ;其中,TJ是連接溫度;TA是周圍環(huán)境溫度;JA是與周圍環(huán)境溫度之間的結(jié)阻抗。由于AD8605的低失真和寬動態(tài)范圍使其十分適合音頻系統(tǒng)和數(shù)字處理系統(tǒng),正是因為AD8605的性能特點,所以我選它來做畢業(yè)設計。數(shù)字

35、電位器X9C102的功能介紹X9C102數(shù)控電位器是由計數(shù)器、非易失性存儲器、譯碼器、電阻陣列和控制電路組成。其根本原理是通過開關(guān)控制電阻網(wǎng)絡接點的連接方式來改變電值,內(nèi)部有一個由99個相同的阻值為1k電阻組成的電阻網(wǎng)絡,這些電阻的每兩個之間的連接點上均有一個MOS開關(guān)管作為開關(guān),開關(guān)管導通時就把電位器的中間抽頭連接在該點上,滑動單元的位置由CS、U/D和INC共三個輸入端控制,數(shù)字控制局部的存儲器是一種非易失性存儲器,因此當電路掉電后再次上電時,數(shù)控電位器中仍保存著原有的控制數(shù)據(jù),期中間抽頭到兩端點之間的電阻值仍為上一次的調(diào)整結(jié)果。因此,數(shù)控電位器與機械電位器的使用效果完全相同。數(shù)控電位器X

36、9C102具有以下特點:低功耗CMOS電路,電壓35V,觸發(fā)電流1MA,靜態(tài)電流500mA; 100個電阻單元,有溫度補償,調(diào)整電壓-5V+5V范圍; 100個滑動抽頭點,滑動端的位置取決于三線接口,有類似于TTL電路的升/降器電路, 滑動端保存在非易失存儲器中,上電時被重新調(diào)用。電路引腳圖如圖4-1所示 圖4-1X9C102數(shù)控電位器的輸入/輸出端功能介紹如下: INC:控制計數(shù)方向的輸入信號,該腳為高電平時,為加計數(shù),該腳為低電平時為減計數(shù);U/D:計數(shù)脈沖輸入,當產(chǎn)生一下降沿時,滑臂位置移動一格,計數(shù)值改變一個單位;CS:片選信號輸入,低電平有效。當由低電平恢復為高電平,且處于高電平,計

37、數(shù)值被存入非易失性存儲器中。 RH、RL:電位器的兩個端點,其允許最高外接電壓為5V,最低外接電壓為5V;Vw:電位器中間抽頭。前置放大局部的設計該局部設計主要是由ADI公司生產(chǎn)的低功耗、低噪聲、單電源、軌對軌輸入輸出放大器AD8605和數(shù)字電位器X9C102。AD8605的靜態(tài)電流只有mA(5V),電源范圍為,帶寬為10MHz。數(shù)字電位器采用的X9C102有100個臺階,大小為1k,最小可達40,它和AD8605可組成同相放大器。正是因為AD8605和數(shù)字電位器X9C102具有以上所講述的功能優(yōu)點,所以我選擇它們做為本設計的前置放大局部,電路圖如圖4-2所示 圖4-2A/D與PWM轉(zhuǎn)換本設計

38、中的A/D和PWM是電路的重要組成局部,都是通過Mega8來完成的。在AVR家族中,Mega8是一個非常特殊的單片機,它內(nèi)部集成了較大容量的存儲器和豐富的硬件接口電路,具有AVR高檔單片機Mega系列的全部性能和特點,但由于采用了小引腳封裝DIP28,所以其價格與低檔單片機相當,因而性價比極高,而且有ISP功能,下載極其方便。Mega8單片機功能齊全、接口豐富。它有6通道A/D,包括4路10位A/D和2路8位A/D。而片中的3個PWM通道可實現(xiàn)任意小于16位,以及相位和頻率可調(diào)的脈寬調(diào)制輸出。此外,Mega8中的每個I/O引腳均采用推挽式驅(qū)動,因此不僅能提供大電流驅(qū)動,而且還可以吸收20mA的

39、電流。如圖4-3 圖4-3A/D轉(zhuǎn)換世界是模擬的,但我們有時需要數(shù)字信號處理,這時就需要將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,而通常我們運用A/D轉(zhuǎn)換正是將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。模數(shù)轉(zhuǎn)換器,即A/D轉(zhuǎn)換器,或簡稱ADC,通常是指一個將 HYPERLINK :/baike.baidu /view/38288.htm t _blank 模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)?HYPERLINK :/baike.baidu /view/50226.htm t _blank 數(shù)字信號的電子元件。通常的模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將一個輸入電壓信號轉(zhuǎn)換為一個輸出的數(shù)字信號。由于數(shù)字信號本身不具有實際意義,僅僅表示一個相對大小。故任何一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器都需要

40、一個參考模擬量作為轉(zhuǎn)換的標準,比擬常見的參考標準為最大的可轉(zhuǎn)換信號大小。而輸出的數(shù)字量那么表示輸入信號相對于參考信號的大小。模數(shù)轉(zhuǎn)換器最重要的參數(shù)是轉(zhuǎn)換的精度,通常用輸出的數(shù)字信號的位數(shù)的多少表示。轉(zhuǎn)換器能夠準確輸出的數(shù)字信號的位數(shù)越多,表示轉(zhuǎn)換器能夠分辨輸入信號的能力越強,轉(zhuǎn)換器的性能也就越好。A/D轉(zhuǎn)換的原理:A/D變換是用一個數(shù)字量表示模擬量,因為數(shù)字量的取值是離散的,而模擬量的取值是連續(xù)的,所以這種表示只能是逼近,因而變換結(jié)果相對于原模擬信號是有失真的。AVR系列單片機Mega8內(nèi)部有6通道A/D,包括4路10位A/D和2路8位A/D,而且保證了轉(zhuǎn)換的過程具有較高的質(zhì)量,不會出現(xiàn)嚴重失

41、真。Mega8內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換有兩種方式:簡易A/D轉(zhuǎn)換和逐步逼近式A/D轉(zhuǎn)換。簡易A/D轉(zhuǎn)換使用到了模擬轉(zhuǎn)換中斷,定時器0的溢出中斷,由于簡易A/D轉(zhuǎn)換方法的精確度較低,只適用于一般要求不高的場合。逐步逼近式A/D轉(zhuǎn)換是通過Mega8內(nèi)包含的一個數(shù)/模轉(zhuǎn)換器DAC,它把10位逐步逼近存放器SAR的內(nèi)容轉(zhuǎn)換成內(nèi)部電壓,去與模擬輸入電壓在采樣/保持比擬器上進行比擬。主要原理是,在采樣之后,轉(zhuǎn)換邏輯首先把逐步逼近存放器SAR的最高位置成1,其它位均清成0,此值為200,內(nèi)部10位DAC于是將此值轉(zhuǎn)換成相應的模擬電壓,去與來自多路開關(guān)的輸入電壓進行比擬,假設外部輸入電壓高于或等于內(nèi)部DAC轉(zhuǎn)換出的電壓

42、值,那么SAR中最高位的“1”保存,否那么它將被清0。轉(zhuǎn)換邏輯下次把SAR的次高位置成1,此值為300或100,此值被轉(zhuǎn)換成模擬電壓后,將再次與外來模擬輸入電壓進行比擬,假設后者高于前者,那么相應位的“1”值保存下來,否那么即被清0,此過程一直繼續(xù)到所有10位均被測試完為止。此時所以在本設計中我正是用Mega8內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換通過逐步逼近的方法將輸入的模擬電壓轉(zhuǎn)換成一個10位的數(shù)字量。PWM轉(zhuǎn)換PWM是Pulse Width Modulation縮寫,中文意思就是脈沖寬度調(diào)制,簡稱脈寬調(diào)制。它是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術(shù),廣泛應用于測量,通信,功率控制與變換

43、等許多領域。PWM是一種對模擬信號電平進行數(shù)字編碼的方法。通過高分辨率計數(shù)器的使用,方波的占空比被調(diào)制用來對一個具體模擬信號的電平進行編碼。PWM信號仍然是數(shù)字的,因為在給定的任何時刻,滿幅值的直流供電要么完全有(ON),要么完全無(OFF)。電壓或電流源是以一種通(ON)或斷(OFF)的重復脈沖序列被加到模擬負載上去的。通的時候即是直流供電被加到負載上的時候,斷的時候即是供電被斷開的時候。只要帶寬足夠,任何模擬值都可以使用PWM進行編碼。PWM的一個優(yōu)點是從處理器到被控系統(tǒng)信號都是數(shù)字形式的,無需進行數(shù)模轉(zhuǎn)換。讓信號保持為數(shù)字形式可將噪聲影響降到最小。噪聲只有在強到足以將邏輯1改變?yōu)檫壿?或

44、將邏輯0改變?yōu)檫壿?時,也才能對數(shù)字信號產(chǎn)生影響;對噪聲抵抗能力的增強是PWM相對于模擬控制的另外一個優(yōu)點,而且這也是在某些時候?qū)WM用于通信的主要原因。從模擬信號轉(zhuǎn)向PWM可以極大地延長通信距離。在接收端,通過適當?shù)腞C或LC網(wǎng)絡可以濾除調(diào)制高頻方波并將信號復原為模擬形式??傊?,PWM既經(jīng)濟、節(jié)約空間、抗噪性能強,是一種值得廣闊工程師在許多設計應用中使用的有效技術(shù)。在AVR系列單片機Mega8中內(nèi)置有兩個PWM通道,可以實現(xiàn)任意小于16位相位和頻率可調(diào)的脈寬調(diào)制輸出。Mega8的PWM有兩種工作模式:快速PWM模式和相位可調(diào)PWM模式。相位可調(diào)PWM模式相位可調(diào)PWM模式可以產(chǎn)生高精度相位

45、可調(diào)的PWM波形。當T/C1工作在此模式下時,計數(shù)器為雙程計數(shù)器:從0 x0000一直加到TOP,在下一個計數(shù)脈沖到達時,改變計數(shù)方向,從TOP開始減1計數(shù)到0 x0000。在設置正向比擬匹配輸出COM1A1:0=2/COM1B1:0=2模式下:正向加1過程中,TCNT1的計數(shù)值與OCR1A/OCR1B相同匹配時清零OCR1A/OCR1B;反向減1過程中,TCNT1的計數(shù)值與OCR1A/OCR1B相同時置位OCR1A/OCR1B。設置反向比擬匹配輸出COM1A1:0=3/COM1A1:0=3模式下:正向加1過程中,TCNT1的計數(shù)值與OCR1A/OCR1B相同匹配時置位OCR1A/OCR1B;

46、反向減1過程中,TCNT1的計數(shù)值與OCR1A/OCR1B相同時清零OCR1A/OCR1B。由于該PWM模式采用雙程計數(shù)方式,所以它產(chǎn)生的PWM波形的頻率比快速PWM低,其相位可調(diào)的特性適用于馬達控制類的應用。計數(shù)器計數(shù)上限TOP值大小決定了PWM輸出頻率的上下,而比擬存放器的數(shù)值那么決定了輸出脈沖的起始相位和脈寬。快速PWM的精度即TOP值可以為固定的8、9、10位0 x00FF、0 x01FF、0 x03FF,或由存放器OCR1A、ICR1設置值定義:最小精度為2位OCR1A=0 x0003或ICR1=0 x0003,最大精度為16位OCR1A=0 xFFFF或ICR1=0 xFFFF。其

47、他由OCR1A或ICR1設定值所定義的精度單位BIT可以由下式計算,式中TOP為存放器OCR1A或ICR1的設定值。RPWM=Log2TOP+1在TCNT1的計數(shù)值到達0 x0000時,置溢出標志TOV1為“1。如使用存放器OCR1A/ICR1的設定值作為計數(shù)器計數(shù)上限TOP值,當在TCNT1計數(shù)到達TOP時,OC1A/ICR1標志位置位,同時OCR1A/OCR1B自動更新數(shù)據(jù)來源于各自的輔助緩沖器。這些中斷標志都可以用于申請中斷。當改變計數(shù)器的計數(shù)上限TOP值時,新的TOP值必須大于或等于比擬存放器OCR1A/OCR1B設定比擬值,否那么比擬匹配輸出將不會發(fā)生。由于在相位可調(diào)PWM模式中,O

48、CR1A/OCR1B的更新發(fā)生在TCNT1=TOP即一個PWM的周期起始點在TOP處,因此,如果在應用中需要經(jīng)常改變計數(shù)器計數(shù)的上限TOP值,那么建議使用頻率周期可調(diào)PWM模式。相位可調(diào)PWM模式中,OC1A/OC1B輸出的PWM波形的頻率輸出由下式確定,式中N的取值為1、8、64、256或1024。fOC1APWM=fCLK-I/O/2NTOP通過設置比擬存放器OCR1A/OCR1B的值,可以獲得不同占空比的PWM脈沖波形。OCR1A/OCR1B的一些特殊值會產(chǎn)生極端的PWM波形。當OCR1A/OCR1B的設置值與0 x0000相近時,會產(chǎn)生窄脈沖序列。當COM1A1:0=2/COM1B1:

49、0=2,且OCR1A/OCR1B的值為TOP時,OC1A/OC1B的輸出為恒定的高電平,而OCR1A/OCR1B的值為0 x0000時,OC1A/OC1B的輸出為恒定的低電平??焖貾WM模式T/C1工作在快速PWM模式可以產(chǎn)生高速的PWM波形。當T/C1工作在此模式下時,計數(shù)器為單程向上的加1計數(shù)器,從0 x0000一直加到TOP,在下一計數(shù)脈沖到來時清零,然后再從0 x0000開始加1計數(shù)。在設置正向比擬匹配輸出COM1A1:0=2/COM1B1:0=2模式中,當TCNT1的計數(shù)值與OCR1A/OCR1B的值相同匹配時置位OCR1A/OCR1B,當計數(shù)器的值由TOP返回0 x0000時清零O

50、CR1A/OCR1B。而在設置反向比擬匹配輸出COM1A1:0=3/COM1B1:0=3模式中,當TCNT1的計數(shù)值與OCR1A/OCR1B的值相同匹配時清零OCR1A/OCR1B,當計數(shù)器的值由TOP返回0 x0000時置位OCR1A/OCR1B。由于快速PWM模式采用單程計數(shù)方式,所以其產(chǎn)生PWM波的頻率比另外兩種PWM模式高一倍??焖貾WM的精度即TOP值可以為固定的8、9、10位0 x00FF、0 x01FF、0 x03FF,或由存放器OCR1A、ICR1設置值定義:最小精度為2位OCR1A=0 x0003或ICR1=0 x0003,最大精度為16位OCR1A=0 xFFFF或ICR1

51、=0 xFFFF。其他由OCR1A或ICR1設定值所定義的精度單位BIT可以由下式計算,式中TOP為存放器OCR1A或ICR1的設定值。RPWM=Log2TOP+1在TCNT1的計數(shù)值到達TOP時,置溢出標志位TOV1為“1。此外,在使用存放其OCR1A或ICR1的設定值作為計數(shù)器上限TOP值時,OCR1A或ICR1標志位也會與TOV1標志位一起置位。這些標志位都可以用于申請中斷,如果響應中斷,用戶可以在中斷效勞程序中修改存放器OCR1A或ICR1的值即TOP值。當改變計數(shù)器的計數(shù)上限TOP值時,新的TOP值必須大于或等于比擬存放器OCR1A/OCR1B設定比擬值,否那么比擬匹配輸出將不會發(fā)生

52、。使用存放器OCR1A或ICR1的設定作為計數(shù)器計數(shù)上限TOP值時,更新ICR1和OCR1A的過程是不同的。存放器ICR1沒有輔助緩沖器,因此當寫入ICR1的設定TOP值小于當前計數(shù)器TCNT1的計數(shù)值時,將會喪失一次TCNT1與TOP相等匹配的產(chǎn)生,計數(shù)器要一直計數(shù)到0 xFFFF,再返回0 x0000后,才能開始并產(chǎn)生與新的TOP值的比擬匹配。存放器OCR1A帶有輔助緩沖器,當更新OCR1A時,數(shù)據(jù)只是寫入到輔助緩沖器中,而OCR1A仍然保持原TOP值。等到TCNT1與原TOP值相等匹配時,在TCNT1清零,TOV1置位的同時,輔助緩沖器中數(shù)據(jù)才進入OCR1A,使OCR1A真正得到更新。因

53、此,如不需要經(jīng)常改變TOP值時,建議使用存放器ICR1來設定計數(shù)器計數(shù)的上限值,或采用固定的8、9、10位TOP值。這時,除了OCR1B外,存放器OCR1A也可用于產(chǎn)生PWM脈沖相當于有兩個PWM輸出。如果在應用中需要經(jīng)常改變計數(shù)器計數(shù)的上限TOP值,那么使用存放器OCR1A作為TOP值的存放器是最好的選擇,但此時只能有一個PWM輸出OCR1B控制的OC1B輸出。在快速PWM模式下,OC1A/OC1B輸出PWM波形的頻率輸出由下式確定,式中N的取值為1、8、64、256或1024。fOC1APWM=fCLK-I/O/N1+TOP通過設置比擬存放器OCR1A/OCR1B的值,可以獲得不同占空比的

54、PWM脈沖波形。OCR1A/OCR1B的一些特殊值會產(chǎn)生極端的PWM波形。當OCR1A/OCR1B的設置值與0 x0000相近時,會產(chǎn)生窄脈沖序列。而設置OCR1A/OCR1B的值等于TOP,OC1A/OC1B的輸出為恒定的高低電平。當設置OCR1A的值為0 x0000,且OC1A的輸出方式為觸發(fā)式COM1A1:0=1,OC1A產(chǎn)生占空比為50%的最高頻率PWM波形。fOC1A=fCLKI/O/2本設計選用第一種工作模式。該模式是利用定時器/計數(shù)器1來完成的,而且計數(shù)器為單程向上加1,從0 x0000一直加到TOP,在下一計數(shù)脈沖到來時清零,然后再從0 x0000開始加1計數(shù)。在設置正向比擬匹

55、配輸出時,當計數(shù)值與OCR1A/OCR1B的值相同時,對輸出比擬匹配位以下簡稱OC1A/OC1B進行置位操作當計數(shù)器的值從TOP返回0 x0000時那么清零OC1A/OC1B。而在設置反向比擬輸出時,其輸出正好與同向比擬時相反。從兩路PWM的產(chǎn)生過程來看,兩路的變化是同時的,因而防止了由于兩路延時不同所引起的額外損耗,保證了信號輸出的完整性。功率放大及濾波功率放大三極管工作原理晶體三極管以下簡稱三極管按材料分有兩種:鍺管和硅管。 而每一種又有NPN和PNP兩種結(jié)構(gòu)形式,但使用最多的是硅NPN和PNP兩種三極管,兩者除了電源極性不同外,其工作原理都是相同的,下面舉例介紹NPN硅管的電流放大原理。

56、它是由2塊N型半導體中間夾著一塊P型半導體所組成,從圖可見發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間形成的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié),而集電區(qū)與基區(qū)形成的 PN結(jié)稱為集電結(jié),三條引線分別稱為發(fā)射極E、基極B和集電極。在制造三極管時,有意識地使發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子濃度大于基區(qū)的,同時基區(qū)做得很薄,而且,要嚴格控制雜質(zhì)含量,這樣,一旦接通電源后,由于發(fā)射結(jié)正確,發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子電子及基區(qū)的多數(shù)載流子控穴很容易地截越過發(fā)射結(jié)構(gòu)互相向反方各擴散,但因前者的濃度基大于后者,所以通過發(fā)射結(jié)的電流根本上是電子流,這股電子流稱為發(fā)射極電流IE。由于基區(qū)很薄,加上集電結(jié)的反偏,注入基區(qū)的電子大局部越過集電結(jié)進入集電區(qū)而形成集電集電流IC,只剩下很

57、少1-10%的電子在基區(qū)的空穴進行復合,被復合掉的基區(qū)空穴由基極電源EB重新補紀念給,從而形成了基極電流IBO根據(jù)電流連續(xù)性原理得: IE=IB+IC 這就是說,在基極補充一個很小的IB,就可以在集電極上得到一個較大的IC,這就是所謂電流放大作用,IC與IB是維持一定的比例關(guān)系,即: B1=IC/IB 式中:B-稱為直流放大倍數(shù), 集電極電流的變化量IC與基極電流的變化量IB之比為: B= IC/IB 式中B-稱為交流電流放大倍數(shù),由于低頻時B1和B的數(shù)值相差不大,所以有時為了方便起見,對兩者不作嚴格區(qū)分,B值約為幾十至一百多。三極管是一種電流放大器件,但在實際使用中常常利用三極管的電流放大作

58、用,通過電阻轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷悍糯笞饔?。場效應晶體管(Field Effect Transistor縮寫(FET)簡稱場效應管。一般的晶體管是由兩種極性的載流子,即多數(shù)載流子和反極性的少數(shù)載流子參與導電,因此稱為雙極型晶體管,而FET僅是由多數(shù)載流子參與導電,它與雙極型相反,也稱為單極型晶體管。它屬于電壓控制型半導體器件,具有輸入電阻高(108109)、噪聲小、功耗低、動態(tài)范圍大、易于集成、沒有二次擊穿現(xiàn)象、平安工作區(qū)域?qū)挼葍?yōu)點,現(xiàn)已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強大競爭者。場效應管分結(jié)型、絕緣柵型兩大類。結(jié)型場效應管(JFET)因有兩個PN結(jié)而得名,絕緣柵型場效應管(JGFET)那么因柵極與其它電極

59、完全絕緣而得名。目前在絕緣柵型場效應管中,應用最為廣泛的是MOS場效應管,簡稱MOS管(即金屬-氧化物-半導體場效應管MOSFET);此外還有PMOS、NMOS和VMOS功率場效應管,以及最近剛問世的MOS場效應管、VMOS功率模塊等。按溝道半導體材料的不同,結(jié)型和絕緣柵型各分溝道和P溝道兩種。假設按導電方式來劃分,場效應管又可分成耗盡型與增強型。結(jié)型場效應管均為耗盡型,絕緣柵型場效應管既有耗盡型的,也有增強型的。場效應晶體管可分為結(jié)場效應晶體管和MOS場效應晶體管。而MOS場效應晶體管又分為N溝耗盡型和增強型;P溝耗盡型和增強型四大類。BTL電路集成功率放大器由于不僅具有體積小、重量輕、本錢

60、低、外圍元件少、安裝調(diào)試簡單、使用方便的優(yōu)點;而且在性能上也優(yōu)于分立元件,例如溫度穩(wěn)定性好,功耗小、失真小,特別是集成功率放大器內(nèi)部還設置有過熱、過電流、過電壓等自動保護功能的電路對電路自行進行保護。由于集成功率放大器具有分立元件不具有的很多優(yōu)點,近年來集成功率放大器件開展很快,使用相當廣泛。產(chǎn)品有單通道和雙通道、單功放、雙功放及多功放等器件。集成功放在實際應用中通常接成OCL電路,或OTL電路,接成BTLBALANCED TRANSfORMER LESS電路卻很少,而BTL電路的優(yōu)點是電源利用率比前面兩種電路高4倍。大家知道OCL和OTL兩種功放電路的效率很高,但是他們的缺點就是電源的利用率

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