适用于安防系统的音频放大电路设计

摘要

随着社会经济的发展，人们对人身安全、财产安全的需求日益凸显，安防行业作为一个朝阳产业迎来了长足的发展。预计在今后几年内行业将以平均15％-30%的速度持续高速增长，到2020年全行业的生产总值将达3000亿元。视频监控在人们生产生活中已得到普遍的运用，占据了安防行业中的相当大的市场份额。监控产品发展的重要趋势是音视频监控一体化，音频监控将为其带来更广泛的应用，创造新的价值增长点。
　　本文研究设计了一款能够用于音频监控中的音频放大器电路。该电路在AB类功率放大器的基础上，集成自动增益调节功能和声音检测功能。能够方便地实现双向应用，即对接收声音到存储器的放大、存储器到扬声器的放大。同时可以根据信号自动调节放大器的增益，防止截止失真，达到优化音质的效果。结合声音检测可以满足音频监控的多层次需求。具有高保真度、多功能、宽适用范围的特点，适应安防行业智能化、集成化和通用化的发展趋势。
　　本文首先介绍了音频监控的研究背景和发展方向，回顾了几类常用的音频放大器的相关知识，主要就其基本原理和拓扑结构进行了阐述，并进行了横向的优缺点和应用范围对比。分析了功率放大器的几个重要指标，包括总谐波失真和电源抑制比等；对本文设计的电路整体功能、拓扑结构、子模块功能和预期参数进行了说明，针对不同的应用详细阐明其工作原理；在前述基础上，完成了四个主要子模块电路的设计，包括前置放大器、功率放大器、自动增益调节模块和声音检测模块，并对其功能和原理进行了分析。该电路采用某代工厂2um Bipolar工艺仿真验证，最后应用Hspice仿真软件对子电路模块以及整体电路进行了功能验证和指标参数的仿真，将得到的性能指标与设计要求进行了对比，电路整体达到了设计要求。

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第一章 引言

1.1 研究背景

1.2 研究现状

1.3 本文要达到的目的

第二章 音频放大器的原理

2.1 功率放大器的基本类型

2.1.1 A类功率放大器

2.1.2 B类功率放大器

2.1.3 C类功率放大器

2.1.4 D类功率放大器

2.1.5 AB类功率放大器

2.1.6各类功率放大器小结

2.2 AB类音频放大器的性能指标设计

2.2.1 PSRR

2.2.2 频率特性

2.2.3 THD失真

2.2.4 信噪比

2.2.5 其他性能参数

第三章 电路整体结构设计

3.1 电路整体功能

3.2 电路的功能描述

第四章 子电路的设计与仿真

4.1 前置放大器

4.1.1 电路工作原理

4.1.2 电路仿真与分析

4.2 功率放大器

4.2.1 电路工作原理

4.2.2 电路仿真与分析

4.3 自动增益调节

4.3.1电路工作原理

4.3.2 电路仿真与分析

4.4 声音检测电路

4.4.1 电路工作原理

4.4.2 电路仿真与分析

4.5 偏置模块

第五章 电路整体仿真

第六章 总结

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果