高保真音频功放器设计

为了使输出电压信号在高频段以更快的速率衰减，以提高音频信号质量来降低失真度，设计了二阶有源RC低通滤波电路。它比一阶低通滤波器的滤波效果更好，能够使高频信号更快速的衰减。
二阶LPF的电路图和幅频特性曲线如图5所示。

(1)通带增益
当f=0时，各电容器可视为开路，通带内的增益为：
Avp=1+Rf／R1
(2)二阶低通有源滤波器传递函数
根据图5(a)可以看出：

通过理想的二阶有源RC低通滤波器的波特图可以看出：在超过f0以后，幅频特性以-40 dB／dec的速率下降，比一阶有源RC低通滤波器衰减的要快，但在通带截止频率fp→f0之间幅频特性的衰减还不够快。
2．4 功放模块
为了达到音效的高保真，系统采用美国NS公司推出的双声道大功率放大集成电路芯片LM4766来设计功率放大电路，该集成块内部具有完善的保护措施：过压、欠压、超载、高温(165℃时输出自动关闭，155℃时自动恢复工作)。因此采用LM4766能达到相当的安全性能。另外，LM4766内部的两个声道都具有独立的静音电路，并且分别通过引脚引出。可以通过关闭LM4766的输入，使内部的功放没有任何信号的输出，而且这两根引脚以一定方式连接后，能消除开机过程中的冲击。从datasheet上可以看到，LM4766的供电电压范围为10～30 V，并且在有足够强的信号激励时，LM4766可以输出40 W的功率来推动扬声器单元，此功率可以带动绝大部分日常生活中的多媒体扬声器。同时用它去推动中小型音箱，可以有效避免中小型音箱的音色容易出现单薄的不足，达到类似电子管机的作用。以LM4766为主要的功放芯片，其电路原理图如
图6所示。

3 结语
设计完成的高保真音频放大器，具有以下四点技术优势：第一，在信号放大部分采用场效应管及运算放大器，其受外界的干扰性较小，稳定性较高；第二，音频放大范围较大，放大倍数可达到20～30倍，随需要而进行调节；第三，在功放部分，采用LM4766型芯片，其属于甲乙类放大器，其失真度较小；第四，采用镀金电路板，导电性能好。设计中考虑到对音频信号的滤波以及进行低失真的放大问题，采用了二阶有源低通滤波电路和差动放大电路对输入的音频信号进行信号调理，使最终完成的高保真音频放大器在信号放大倍数达到到32倍的情况下，能够保证失真度小于0．1％，可以满足对于音质要求较高的场合的需要，具有很大的应用价值。