基于Atmega8的数字功放设计

２．３ 功率放大部分

功率放大部分采用两片ＩＲＦ７３８９，每一片中内置一对ＶＭＯＳ管，Ｎ沟道和Ｐ沟道的导通电阻分别为４６、９８ｍΩ?ＶＧＳ＝４．５Ｖ时?，最大输出功率为３０Ｗ。此外，ＩＲＦ７３８９还内置高速恢复二极管，能降低谐波失真。图２中的Ｃ１７ 、Ｃ１６是加速电容，可用来改善激励波形，以使ＶＭＯＳ管迅速由截止转换为导通，或由导通迅速转为截止，以达到减少死区时间，改善输出波形之目的。图２中的 Ｒ７、Ｒ８主要起保护作用。

３　软件设计及系统实验

本系统软件由ＡＤ中断服务程序、定时中断服务程序、ＰＷＭ程序、按键中断服务程序组成。

系统上电后， ＡＤ中断程序、时钟中断程序、

ＰＷＭ程序首先进行初始化，然后在程序运行初始阶段进行音量的ＡＧＣ控制。考虑到人耳对接收声音强度的对数关系，放大器的增益从２倍到２０倍间设计成对数增加方式，而无须手动调整放大倍数，从而使输出能保证在一定范围内，以使放大器工作在线性区。具体过程见图３所示。在播放过程中，可以通过按键调用中断子程序来调节音量。

Ａｔｍｅｇａ８的ＡＤ转换在转换精度要求低于 １０位时，ＡＤＣ的采样时钟可以高于２００ｋＨｚ，因而可获得更高的采样率。另外设置ＳＦＩＯＲ寄存器中的ＡＤＨＳＭ 位可提高ＡＤＣ的时钟频率。本系统采用ＡＤＣ内部参考电源和连续转换模式，并选用ＡＤＣ４通道（精度为８位），实验测得的转换速度可达４０ｋＨｚ。

ＰＷＭ的Ａ、Ｂ通道初始化采用相同的工作方式，零输入时，Ａ、Ｂ同相输出。而当正信号输入时，Ａ通道的脉宽增加，此时由于Ｂ通道的比较值与Ａ通道互补，所以Ｂ通道脉宽减少；当有负信号输入时，Ａ通道的脉宽减少，Ｂ通道的脉宽增加。

通过测试?本系统在５Ｖ电源下，负载为８Ω时的最大输出不失真正弦波峰峰值为８．４Ｖ（即４．２×２），输出功率为１．１Ｗ，１６ＭＨｚ时的电源电流为２７８ｍＡ，效率为８０％。而在３２ＭＨｚ时，ＡＤ的等效精度会提高，音质更好，但系统静态功耗电流将增加，然而，由于该损耗基本固定，因此用Ａｔｍｅｇａ８来设计数字功放更适合在较大功率的场合使用。此外，加大ＩＲＦ７３８９源极间电压可增大输出ＰＷＭ电平，从而增大输出功率，进一步提高效率。

４　结束语

选用Ａｔｍｅｇａ８单片机设计功放非常简单，而且灵活性好，可扩展性强，通过调整程序还可满足不同需求。通过修改数字滤波程序即可改变功放频响，若再加一片存储器，即可实现录音、复读、设定播放时间和显示音量等。而这些功能仅仅通过集成Ｄ类功放是无法完成的。