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棗 莊 學(xué) 院 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 題目： 高精度數(shù)字控制放大器設(shè)計(jì) 姓名： 程南 學(xué)號(hào)： 201005120302 年級(jí)： 10級(jí)本三 專(zhuān)業(yè)： 電子信息工程 指導(dǎo)教師：姓名 田中俊 職稱(chēng) 副教授 學(xué)科 電子技術(shù) 棗莊學(xué)院教務(wù)處制 2014年3 月 2 日 說(shuō) 明 一、開(kāi)題報(bào)告前的準(zhǔn)備 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目確定后，學(xué)生應(yīng)盡快征求指導(dǎo)教師意見(jiàn)，討論題意與整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的工作計(jì)劃，然后根據(jù)課題要求查閱、收集有關(guān)資料并編寫(xiě)研究提綱，主要由以下幾個(gè)部分構(gòu)成： 1．研究（或設(shè)計(jì)）的目的與意義。應(yīng)說(shuō)明此項(xiàng)研究（或設(shè)計(jì)）在生產(chǎn)實(shí)踐上或?qū)δ承┘夹g(shù)進(jìn)行改革帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。有的課題過(guò)去曾進(jìn)行過(guò)，但缺乏研究，現(xiàn)在可以在理論上做些探討，說(shuō)明其對(duì)科學(xué)發(fā)展的意義。 2．國(guó)內(nèi)外同類(lèi)研究（或同類(lèi)設(shè)計(jì)）的概況綜述。在廣泛查閱有關(guān)文獻(xiàn)后，對(duì)該類(lèi)課題研究（或設(shè)計(jì)）已取得的成就與尚存在的問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)要綜述，只對(duì)本人所承擔(dān)的課題或設(shè)計(jì)部分的已有成果與存在問(wèn)題有條理地進(jìn)行闡述，并提出自己對(duì)一些問(wèn)題的看法。 3．課題研究（或設(shè)計(jì)）的內(nèi)容。要具體寫(xiě)出將在哪些方面開(kāi)展研究，要重點(diǎn)突出。研究的主要內(nèi)容應(yīng)是物所能及、力所能及、能按時(shí)完成的，并要考慮與其它同學(xué)的互助、合作。 4．研究（或設(shè)計(jì)）方法?？茖W(xué)的研究方法或切合實(shí)際的具有新意的設(shè)計(jì)方法，是獲得高質(zhì)量研究成果或高水平設(shè)計(jì)成就的關(guān)鍵。因此，在開(kāi)始實(shí)踐前，學(xué)生必須熟悉研究（或設(shè)計(jì)）方法，以避免蠻干造成返工，或得不到成果，甚至于寫(xiě)不出畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）。 5．實(shí)施計(jì)劃。要在研究提綱中按研究（或設(shè)計(jì)）內(nèi)容落實(shí)具體時(shí)間與地點(diǎn)，有計(jì)劃地進(jìn)行工作。 二、開(kāi)題報(bào)告 1．開(kāi)題報(bào)告可在指導(dǎo)教師所在教研室或?qū)W院內(nèi)舉行，須適當(dāng)請(qǐng)有關(guān)專(zhuān)家參加，指導(dǎo)教師必須參加。報(bào)告最遲在畢業(yè)（生產(chǎn)）實(shí)習(xí)前完成。 2．本表（頁(yè)面：A4）在開(kāi)題報(bào)告通過(guò)論證后填寫(xiě)，一式三份，本人、指導(dǎo)教師、所在學(xué)院（要原件）各一份。 三、注意事項(xiàng) 1．開(kāi)題報(bào)告的撰寫(xiě)完成，意味著畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作已經(jīng)開(kāi)始，學(xué)生已對(duì)整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作有了周密的思考，是完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。在開(kāi)題報(bào)告的編寫(xiě)中指導(dǎo)教師只可提示，不可包辦代替。 2．無(wú)開(kāi)題報(bào)告者不準(zhǔn)申請(qǐng)答辯。 一、選題依據(jù)（擬開(kāi)展研究項(xiàng)目的研究目的、意義） 幾十年來(lái)在音頻領(lǐng)域中，A類(lèi)、B類(lèi)、AB類(lèi)音頻功率放大器一直占據(jù)“統(tǒng)治”地位， 它的最大缺點(diǎn)是效率太低。全球音視頻領(lǐng)域數(shù)字化的浪潮以及人們對(duì)音視頻設(shè)備節(jié)能環(huán)保的要求，迫使人們盡快開(kāi)發(fā)高效、節(jié)能、數(shù)字化的高精度數(shù)字控制音頻功率放大器，它應(yīng)該具有工作效率高，便于與其他數(shù)字化設(shè)備相連接的特點(diǎn)。D類(lèi)數(shù)字控制音頻功率放大器是PWM型功率放大器，它符合上述要求。 隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，高精度數(shù)字控制系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，這種以89C51單片機(jī)控制為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，有著精度高，程序控制易于修改，穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。被廣泛應(yīng)用于各行業(yè)。如制造行業(yè)，機(jī)械制造行業(yè)是最早應(yīng)用數(shù)字控制技術(shù)的行業(yè)，它擔(dān)負(fù)著為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)提供先進(jìn)裝備的重任。重點(diǎn)研制開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)現(xiàn)代化軍事裝備用的高性能三軸和五軸高速立式加工中心，五坐標(biāo)加工中心，大型五坐標(biāo)龍門(mén)銑等；高精度數(shù)字控制技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)字控制技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，它對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車(chē)、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用，因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢(shì)。 21世紀(jì)是科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展及智能化的時(shí)代，21世紀(jì)的高精度數(shù)字控制系統(tǒng)將是具有一定智能化、開(kāi)放式、網(wǎng)絡(luò)化的系統(tǒng)，但是系統(tǒng)本身存在的實(shí)時(shí)性（數(shù)控系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度、A/D與D/A采樣速度、控制算法等多種因素決定其采樣頻率上限），以及信號(hào)的處理方面的問(wèn)題都會(huì)對(duì)高精度數(shù)字控制系統(tǒng)產(chǎn)生一定的影響，這是其存在的缺點(diǎn)。數(shù)字控制系統(tǒng)一般需要進(jìn)行連續(xù)信號(hào)與數(shù)字信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)性能受到A/D與D/A性能的影響，包括實(shí)時(shí)性、精度等。因此高精度數(shù)字控制系統(tǒng)還需要不斷的發(fā)展，來(lái)滿足社會(huì)發(fā)展的需要。 而應(yīng)用了高精度數(shù)字控制技術(shù)的放大器必定會(huì)擁有廣泛的發(fā)展前景。此類(lèi)數(shù)字控制功放效率很高，穩(wěn)定性也大大提高。降低了能源損耗，并且減小放大器體積。因此高精度數(shù)字控制放大器在體積、效率和功耗上要求較高的場(chǎng)合具有很大的優(yōu)勢(shì)。另外，現(xiàn)代保真音響系統(tǒng)常采用數(shù)字音頻設(shè)備如CD、DAT（digital audio tape），近年發(fā)展起來(lái)的DVD、計(jì)算機(jī)多媒體設(shè)備、MP3等也都是數(shù)字音頻信號(hào)源。因此高精度數(shù)字控制音頻功放被迫切需求。人們開(kāi)始追求數(shù)字式功放代替?zhèn)鹘y(tǒng)的模擬功放，這也使得高精度數(shù)字控制音頻功率放大器受到更大的關(guān)注。隨著半導(dǎo)體及微電子制造技術(shù)的不斷發(fā)展,高速、大功率器件已越來(lái)越多,人們對(duì)音頻功率放大器的要求更加趨向高效、節(jié)能和小型化,所以高精度數(shù)字控制音頻功率放大器必將越來(lái)越受到人們的重視。 2、 文獻(xiàn)綜述內(nèi)容（在充分收集研究主題相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，分析國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，提出問(wèn)題，找到研究主題的切入點(diǎn)，附主要參考文獻(xiàn)） 本課題國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)： 國(guó)外在數(shù)字控制音頻功率放大器領(lǐng)域進(jìn)行了二、三十年的研究，六十年代中期，日本研制出8bit數(shù)字控制音頻功率放大器。1983年，M.B.Sandler等學(xué)者提出D類(lèi)（數(shù)字）PCM功率放大器的基本結(jié)構(gòu)。主要是圍繞如何將PCM信號(hào)轉(zhuǎn)化為PWM信號(hào)。把信號(hào)的幅度信號(hào)用不同的脈沖寬度來(lái)表示。此后，研究的焦點(diǎn)是降低其時(shí)鐘頻率，提高音質(zhì)。隨著數(shù)字信號(hào)處理（DSP）技術(shù)和新型功率器件及應(yīng)用的發(fā)展，開(kāi)發(fā)實(shí)用化的16位數(shù)字控制音頻功放成為可能。 數(shù)字控制音頻放大器的概念雖然早在20世紀(jì)60年代已被提出，但由于當(dāng)時(shí)技術(shù)條件的限制，進(jìn)展一直較慢。自從1983年M.B.Sandler等學(xué)者提出了D類(lèi)放大的PCM數(shù)字控制音頻放大器的基本結(jié)構(gòu)之后，直到1999年意大利POWERSOFT才公司推出了數(shù)字音頻功放的商業(yè)產(chǎn)品，從此，第4代音頻功率放大器—數(shù)字控制音頻功率放大器進(jìn)入了工程應(yīng)用領(lǐng)域，并獲得了世界同行的廣泛認(rèn)可，市場(chǎng)日益擴(kuò)大，數(shù)字控制音頻功率放大器已經(jīng)成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)之一。 D類(lèi)功率放大器的特點(diǎn)： （1）效率高，產(chǎn)生的熱量少。 （2）節(jié)能、數(shù)字化、體積小、重量輕。 （3）D類(lèi)功放與AB類(lèi)功放的效率比較，D類(lèi)功放效率更高。 （4）失真較大。 擬解決的主要問(wèn)題： 設(shè)計(jì)一個(gè)以單片機(jī)（可編程邏輯器件）控制，與D類(lèi)音頻放大器及遙控技術(shù)結(jié)合起來(lái)的全遙控高精度數(shù)字音量控制的D類(lèi)音頻放大器。并在液晶或者LED上形成放大倍數(shù)。D類(lèi)功放的失真比較起其他幾類(lèi)功放來(lái)說(shuō)，其失真較大，這也是D類(lèi)功放一直以來(lái)都未投入市場(chǎng)的主要原因之一。但由于近年來(lái)對(duì)該類(lèi)功放的保真度的大力研究使得D類(lèi)功放成為最近幾年內(nèi)的熱門(mén)研究重點(diǎn)。 主要參考文獻(xiàn)： [1] 馬忠梅.單片機(jī)的C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)[M].北京航空骯天大學(xué)出版社 1996. 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TQM Journal. 2008 三、研究方案（主要研究?jī)?nèi)容、目標(biāo)，研究方法） 1、研究?jī)?nèi)容: 利用D類(lèi)音頻功放芯片TPA3004D2和MCS51系列微處理器設(shè)計(jì) ，紅外線遙控的數(shù)字音量控制立體聲音頻功率放大器。并在液晶或者LED上顯示放大倍數(shù)。查閱資料了解TPA3004D2芯片和89C51單片機(jī)的功能和使用方法，以及功放的基本知識(shí)。設(shè)計(jì)以單片機(jī)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)的硬件連接方案，系統(tǒng)包括單片機(jī)控制和D類(lèi)功放兩大模塊。最后進(jìn)行電路的設(shè)計(jì)制作及調(diào)試，并得出程序流程圖。 2、研究目標(biāo)： 使用高精度數(shù)字控制來(lái)控制，實(shí)現(xiàn)放大器的高精度和顯示。具體應(yīng)用89C51單片機(jī)為核心，紅外實(shí)時(shí)測(cè)量，芯片TPA3004D2的放大。 3、研究方法： （1）文獻(xiàn)研究法：確定論文題目并查閱相關(guān)的文獻(xiàn)。 （2）實(shí)驗(yàn)仿真研究法：通過(guò)實(shí)驗(yàn)仿真進(jìn)一步了解系統(tǒng)的各部分的功能及使用方法。 四、進(jìn)程計(jì)劃（各研究環(huán)節(jié)的時(shí)間安排、實(shí)施進(jìn)度、完成程度） 2014.3.3-2014.4.12 在校進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（設(shè)計(jì)）工作。 2014.4.13-2014.4.30 按格式撰寫(xiě)論文初稿，并依據(jù)導(dǎo)師意見(jiàn)反復(fù)修改。 2014.5.1-2014.5.15 完成并提交初稿。 2014.5.16-2014.5.25 修改論文、指導(dǎo)論文寫(xiě)作直到定稿。 2014.5.26-2014.6.2 申請(qǐng)答辯。 2014.6.3-2014.6.12 參加答辯。 五、指導(dǎo)教師對(duì)開(kāi)題報(bào)告的評(píng)語(yǔ) 簽字： 20 年 月 日 六、 專(zhuān)業(yè)意見(jiàn) 專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)人簽字： 20 年 月 日 七、學(xué)院意見(jiàn) 學(xué)院（章）： 學(xué)院負(fù)責(zé)人簽字： 20 年 月 日