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棗 莊 學 院 本科生畢業(yè)設計（論文）開題報告 題目： 高精度數(shù)字控制放大器設計 姓名： 程南 學號： 201005120302 年級： 10級本三 專業(yè)： 電子信息工程 指導教師：姓名 田中俊 職稱 副教授 學科 電子技術 棗莊學院教務處制 2014年3 月 2 日 說 明 一、開題報告前的準備 畢業(yè)設計（論文）題目確定后，學生應盡快征求指導教師意見，討論題意與整個畢業(yè)設計（論文）的工作計劃，然后根據(jù)課題要求查閱、收集有關資料并編寫研究提綱，主要由以下幾個部分構成： 1．研究（或設計）的目的與意義。應說明此項研究（或設計）在生產(chǎn)實踐上或?qū)δ承┘夹g進行改革帶來的經(jīng)濟與社會效益。有的課題過去曾進行過，但缺乏研究，現(xiàn)在可以在理論上做些探討，說明其對科學發(fā)展的意義。 2．國內(nèi)外同類研究（或同類設計）的概況綜述。在廣泛查閱有關文獻后，對該類課題研究（或設計）已取得的成就與尚存在的問題進行簡要綜述，只對本人所承擔的課題或設計部分的已有成果與存在問題有條理地進行闡述，并提出自己對一些問題的看法。 3．課題研究（或設計）的內(nèi)容。要具體寫出將在哪些方面開展研究，要重點突出。研究的主要內(nèi)容應是物所能及、力所能及、能按時完成的，并要考慮與其它同學的互助、合作。 4．研究（或設計）方法?？茖W的研究方法或切合實際的具有新意的設計方法，是獲得高質(zhì)量研究成果或高水平設計成就的關鍵。因此，在開始實踐前，學生必須熟悉研究（或設計）方法，以避免蠻干造成返工，或得不到成果，甚至于寫不出畢業(yè)設計（論文）。 5．實施計劃。要在研究提綱中按研究（或設計）內(nèi)容落實具體時間與地點，有計劃地進行工作。 二、開題報告 1．開題報告可在指導教師所在教研室或?qū)W院內(nèi)舉行，須適當請有關專家參加，指導教師必須參加。報告最遲在畢業(yè)（生產(chǎn)）實習前完成。 2．本表（頁面：A4）在開題報告通過論證后填寫，一式三份，本人、指導教師、所在學院（要原件）各一份。 三、注意事項 1．開題報告的撰寫完成，意味著畢業(yè)設計（論文）工作已經(jīng)開始，學生已對整個畢業(yè)設計（論文）工作有了周密的思考，是完成畢業(yè)設計（論文）關鍵的環(huán)節(jié)。在開題報告的編寫中指導教師只可提示，不可包辦代替。 2．無開題報告者不準申請答辯。 一、選題依據(jù)（擬開展研究項目的研究目的、意義） 幾十年來在音頻領域中，A類、B類、AB類音頻功率放大器一直占據(jù)“統(tǒng)治”地位， 它的最大缺點是效率太低。全球音視頻領域數(shù)字化的浪潮以及人們對音視頻設備節(jié)能環(huán)保的要求，迫使人們盡快開發(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，它應該具有工作效率高，便于與其他數(shù)字化設備相連接的特點。D類數(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。 隨著科學技術的飛速發(fā)展，高精度數(shù)字控制系統(tǒng)的應用越來越廣泛，這種以89C51單片機控制為基礎的系統(tǒng)，有著精度高，程序控制易于修改，穩(wěn)定性好等優(yōu)點。被廣泛應用于各行業(yè)。如制造行業(yè)，機械制造行業(yè)是最早應用數(shù)字控制技術的行業(yè)，它擔負著為國民經(jīng)濟各行業(yè)提供先進裝備的重任。重點研制開發(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，五坐標加工中心，大型五坐標龍門銑等；高精度數(shù)字控制技術的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)字控制技術的不斷發(fā)展和應用領域的擴大，它對國計民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。 21世紀是科學技術高速發(fā)展及智能化的時代，21世紀的高精度數(shù)字控制系統(tǒng)將是具有一定智能化、開放式、網(wǎng)絡化的系統(tǒng)，但是系統(tǒng)本身存在的實時性（數(shù)控系統(tǒng)由計算機運行速度、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），以及信號的處理方面的問題都會對高精度數(shù)字控制系統(tǒng)產(chǎn)生一定的影響，這是其存在的缺點。數(shù)字控制系統(tǒng)一般需要進行連續(xù)信號與數(shù)字信號之間的轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)性能受到A/D與D/A性能的影響，包括實時性、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，來滿足社會發(fā)展的需要。 而應用了高精度數(shù)字控制技術的放大器必定會擁有廣泛的發(fā)展前景。此類數(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合具有很大的優(yōu)勢。另外，現(xiàn)代保真音響系統(tǒng)常采用數(shù)字音頻設備如CD、DAT（digital audio tape），近年發(fā)展起來的DVD、計算機多媒體設備、MP3等也都是數(shù)字音頻信號源。因此高精度數(shù)字控制音頻功放被迫切需求。人們開始追求數(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注。隨著半導體及微電子制造技術的不斷發(fā)展,高速、大功率器件已越來越多,人們對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越受到人們的重視。 2、 文獻綜述內(nèi)容（在充分收集研究主題相關資料的基礎上，分析國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，提出問題，找到研究主題的切入點，附主要參考文獻） 本課題國內(nèi)外研究動態(tài)： 國外在數(shù)字控制音頻功率放大器領域進行了二、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等學者提出D類（數(shù)字）PCM功率放大器的基本結(jié)構。主要是圍繞如何將PCM信號轉(zhuǎn)化為PWM信號。把信號的幅度信號用不同的脈沖寬度來表示。此后，研究的焦點是降低其時鐘頻率，提高音質(zhì)。隨著數(shù)字信號處理（DSP）技術和新型功率器件及應用的發(fā)展，開發(fā)實用化的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60年代已被提出，但由于當時技術條件的限制，進展一直較慢。自從1983年M.B.Sandler等學者提出了D類放大的PCM數(shù)字控制音頻放大器的基本結(jié)構之后，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入了工程應用領域，并獲得了世界同行的廣泛認可，市場日益擴大，數(shù)字控制音頻功率放大器已經(jīng)成為近年來的研究熱點之一。 D類功率放大器的特點： （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類功放與AB類功放的效率比較，D類功放效率更高。 （4）失真較大。 擬解決的主要問題： 設計一個以單片機（可編程邏輯器件）控制，與D類音頻放大器及遙控技術結(jié)合起來的全遙控高精度數(shù)字音量控制的D類音頻放大器。并在液晶或者LED上形成放大倍數(shù)。D類功放的失真比較起其他幾類功放來說，其失真較大，這也是D類功放一直以來都未投入市場的主要原因之一。但由于近年來對該類功放的保真度的大力研究使得D類功放成為最近幾年內(nèi)的熱門研究重點。 主要參考文獻： [1] 馬忠梅.單片機的C語言應用程序設計[M].北京航空骯天大學出版社 1996. 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TQM Journal. 2008 三、研究方案（主要研究內(nèi)容、目標，研究方法） 1、研究內(nèi)容: 利用D類音頻功放芯片TPA3004D2和MCS51系列微處理器設計 ，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單片機的功能和使用方法，以及功放的基本知識。設計以單片機為基礎的系統(tǒng)的硬件連接方案，系統(tǒng)包括單片機控制和D類功放兩大模塊。最后進行電路的設計制作及調(diào)試，并得出程序流程圖。 2、研究目標： 使用高精度數(shù)字控制來控制，實現(xiàn)放大器的高精度和顯示。具體應用89C51單片機為核心，紅外實時測量，芯片TPA3004D2的放大。 3、研究方法： （1）文獻研究法：確定論文題目并查閱相關的文獻。 （2）實驗仿真研究法：通過實驗仿真進一步了解系統(tǒng)的各部分的功能及使用方法。 四、進程計劃（各研究環(huán)節(jié)的時間安排、實施進度、完成程度） 2014.3.3-2014.4.12 在校進行實驗（設計）工作。 2014.4.13-2014.4.30 按格式撰寫論文初稿，并依據(jù)導師意見反復修改。 2014.5.1-2014.5.15 完成并提交初稿。 2014.5.16-2014.5.25 修改論文、指導論文寫作直到定稿。 2014.5.26-2014.6.2 申請答辯。 2014.6.3-2014.6.12 參加答辯。 五、指導教師對開題報告的評語 簽字： 20 年 月 日 六、 專業(yè)意見 專業(yè)負責人簽字： 20 年 月 日 七、學院意見 學院（章）： 學院負責人簽字： 20 年 月 日