音频数字功放1比特激励信号的DSP实现

摘要

随着电子技术和数字信号处理技术的发展，音频功率放大器的发展进入了一个新时代，数字功率放大器已经在很多场合下取代了模拟功率放大器，而且关于数字功率放大器的相关技术也在得到不断改进和发展。 数字功放产品相对模拟功放有很多的优点：高效率、保真度较好、功放和扬声器的匹配好、升级换代容易、生产调试方便等，且与未来的全数字式音频广播、高清晰度电视的发展趋势相匹配。它既可采用现有的数字音源，又具备模拟音频输入接口，兼容现有的模拟音源，因此具有广阔的市场。 本设计结合课题需要，采用了1比特数字功放的实现方案，利用DSP实现了1比特激励信号的输出。本课题设计的功率放大器主要应用在多媒体教室和会场等对语音信号放大需求比较多，但保真度要求不很高的场合，是一个低成本的设计方案。该课题研究了当今数字功率放大器的发展动态以及相关的技术原理，比较了用于实现数字功放的两种主要方式：PWM和Sigma-Delta调制方式，结合MATLAB仿真提出了系统中各模块需要的基本参数、影响系统性能的相关因素。在实现方面，主要做的工作是利用DSP实现了数字功放1比特激励信号的产生，完成了关于功放设计中的电平转换和低通滤波等电路的相关实验测试，并结合IR公司的驱动放大电路，给出了后级电路的设计方案。 该设计提出了利用DSP和外围电路实现音频数字功放的1比特激励信号源的方案。TI的54XX系列DSP以其在数字信号处理上的优势和先进的芯片性能可以比较容易的实现该设计的主要功能，完成系统中重要的内插和调制模块，并可以通过其丰富的外设接口完成数据的输入和输出。本文在实现一阶Sigma-Delta调制器的基础上，通过分析二阶调制器的结构和系统函数，在DSP内实现了二阶调制器，改善了噪声整形的能力。开发过程中利用TI的软件开发平台CCS组织DSP系统的软件结构，并通过CCS观察和验证算法在DSP内的实现情况。 本文详细介绍了该系统平台的设计思想，对每个模块的工作原理进行了讨论，并对系统做了算法仿真，提出了利用DSP产生激励信号的具体方法，最后总结了项目的进展情况，提出了需要改进的工作和项目的发展方向。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图目录、缩略词表

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第一章 绪论

第二章 音频功率放大器的介绍

第三章1比特音频功率放大器设计的相关理论

第四章 系统的仿真实现与分析

第五章系统实现

第六章结论与展望

致谢

参考文献

附录

个人简介及攻读硕士学位期间的研究成果