数字功放的原理与制作 一、数字功放原理解析 数字功放，顾名思义就是将数字信号进行功率放大。数字信号通常用"0"来代表低电平，"1"代表高电平，从而组成一连串的方波信号。由于数字信号只有高低电平之分，因此，当用功放管对其进行放大时，功放管完全可以工作在开关状态，而不是放大状态，这样就大大减小了管子静态功耗，提高了效率。 为了实现数字功放，必须将模拟信号转化为数字信号，在这里通过 M8L 内部自带的十位模数转换器转换即可，然后用 M8L 的OCR1A 和 OCR1B 引脚产生占空可变的脉冲串，即 PWM。PWM 信号是以一个固定频率为基础的，为了产生不同的模拟电平，可以通过改变这个脉冲串的占空比实现。要输出高的模拟电平，就增大占空比，反之减小。这样，通过 PWM 就将模拟信号转换为数字信号。将 PWM 信号通过功放管进行进一步放大，再通过低通滤波器就可以产生模拟电平了。50％的占空比输出电源电平的一半，75％的占空比会产生 75％电源电平。模拟滤波器可以是一个简单的无源的RC 滤波器。滤波器滤除频率比较高的PWM 信号，留下模拟信号。在用作数字功放驱动扬声器时，如果不是为了特殊的需要，为了最大限度地提高输出功率，可以不用低通滤波器滤波，因为扬声器就像个低通滤波器，它对高频的PWM 信号是不会响应的。通常扬声器的响应频率范围为 20Hz～20kHz，远小于 PWM 信号的频率。 二、电路工作原理 电路原理图如图 1 所示，电路分为四个部分，包括前置放大、A／D 与PWM 转换、功率放大及滤波等。 1．前置放大电路 LM358 组成同向放大电路，音频信号从LM358 同向输人端输入，放大增益由R2 和R1 的阻值大小决定，电压放大倍数：Av=l+R2／R1。R3、R4 和R5 组成分压电路，当没有信号输入时，同向输入端的电压为 2．5V，经过 C4、R2 和R1 组成的交流负反馈电路，输出端电压仍为 2．5V。当有信号输入时，同向输入端的电压随着音频信号的变化而变化，经过 C4、R2 和R1 组成的交流负反馈电路，输出电压Vout=Vin*Av。输出信号将以 2．5V 为轴，上下变动。由于工作电压为+5V，为了保证波形不失真，输入信号的峰值应小于2．5V／Av。LM358 为单电源双运放，增益频带宽为 1MHz，也可双单源工作。LM358 的引脚图如图 2 所示。 2．A／D 与 PWM 转换 这是电路的重要组成部分，由单片机 M8L 完成。M8L 功能齐全、接口丰富。它有 6 通道 A／D，包括 4 路10 位 A／D 和2 路8 位 A...
