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棗 莊 學(xué) 院 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 題目： 高精度數(shù)字控制放大器設(shè)計 姓名： 程南 學(xué)號： 201005120302 年級： 10級本三 專業(yè)： 電子信息工程 指導(dǎo)教師：姓名 田中俊 職稱 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 明 一、開題報告前的準(zhǔn)備 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目確定后，學(xué)生應(yīng)盡快征求指導(dǎo)教師意見，討論題意與整個畢業(yè)設(shè)計（論文）的工作計劃，然后根據(jù)課題要求查閱、收集有關(guān)資料并編寫研究提綱，主要由以下幾個部分構(gòu)成： 1．研究（或設(shè)計）的目的與意義。應(yīng)說明此項研究（或設(shè)計）在生產(chǎn)實踐上或?qū)δ承┘夹g(shù)進(jìn)行改革帶來的經(jīng)濟(jì)與社會效益。有的課題過去曾進(jìn)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(xué)發(fā)展的意義。 2．國內(nèi)外同類研究（或同類設(shè)計）的概況綜述。在廣泛查閱有關(guān)文獻(xiàn)后，對該類課題研究（或設(shè)計）已取得的成就與尚存在的問題進(jìn)行簡要綜述，只對本人所承擔(dān)的課題或設(shè)計部分的已有成果與存在問題有條理地進(jìn)行闡述，并提出自己對一些問題的看法。 3．課題研究（或設(shè)計）的內(nèi)容。要具體寫出將在哪些方面開展研究，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）方法?？茖W(xué)的研究方法或切合實際的具有新意的設(shè)計方法，是獲得高質(zhì)量研究成果或高水平設(shè)計成就的關(guān)鍵。因此，在開始實踐前，學(xué)生必須熟悉研究（或設(shè)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(shè)計（論文）。 5．實施計劃。要在研究提綱中按研究（或設(shè)計）內(nèi)容落實具體時間與地點(diǎn)，有計劃地進(jìn)行工作。 二、開題報告 1．開題報告可在指導(dǎo)教師所在教研室或?qū)W院內(nèi)舉行，須適當(dāng)請有關(guān)專家參加，指導(dǎo)教師必須參加。報告最遲在畢業(yè)（生產(chǎn)）實習(xí)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(dǎo)教師、所在學(xué)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(shè)計（論文）工作已經(jīng)開始，學(xué)生已對整個畢業(yè)設(shè)計（論文）工作有了周密的思考，是完成畢業(yè)設(shè)計（論文）關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。在開題報告的編寫中指導(dǎo)教師只可提示，不可包辦代替。 2．無開題報告者不準(zhǔn)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(lǐng)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(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音視頻設(shè)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(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(jì)是科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展及智能化的時代，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、開放式、網(wǎng)絡(luò)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(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(diǎn)。數(shù)字控制系統(tǒng)一般需要進(jìn)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(yīng)用了高精度數(shù)字控制技術(shù)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(shè)備如CD、DAT（digital audio tape），近年發(fā)展起來的DVD、計算機(jī)多媒體設(shè)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(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(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，分析國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，提出問題，找到研究主題的切入點(diǎn)，附主要參考文獻(xiàn)） 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(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（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(diǎn)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(shù)和新型功率器件及應(yīng)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(jì)60年代已被提出，但由于當(dāng)時技術(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)成為近年來的研究熱點(diǎn)之一。 D類功率放大器的特點(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(shè)計一個以單片機(jī)（可編程邏輯器件）控制，與D類音頻放大器及遙控技術(shù)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(diǎn)。 主要參考文獻(xiàn)： [1] 馬忠梅.單片機(jī)的C語言應(yīng)用程序設(shè)計[M].北京航空骯天大學(xué)出版社 1996. 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Powder and Bulk Engineering. 1995 [16] Meehan Joanne,Muir Lindsey.SCM in Merseyside SMEs:Benefits and barriers[J].. TQM Journal. 2008 三、研究方案（主要研究內(nèi)容、目標(biāo)，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(shè)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(jī)的功能和使用方法，以及功放的基本知識。設(shè)計以單片機(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類功放兩大模塊。最后進(jìn)行電路的設(shè)計制作及調(diào)試，并得出程序流程圖。 2、研究目標(biāo)： 使用高精度數(shù)字控制來控制，實現(xiàn)放大器的高精度和顯示。具體應(yīng)用89C51單片機(jī)為核心，紅外實時測量，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）實驗仿真研究法：通過實驗仿真進(jìn)一步了解系統(tǒng)的各部分的功能及使用方法。 四、進(jìn)程計劃（各研究環(huán)節(jié)的時間安排、實施進(jìn)度、完成程度） 2014.3.3-2014.4.12 在校進(jìn)行實驗（設(shè)計）工作。 2014.4.13-2014.4.30 按格式撰寫論文初稿，并依據(jù)導(dǎo)師意見反復(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(dǎo)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(fù)責(zé)人簽字： 20 年 月 日 七、學(xué)院意見 學(xué)院（章）： 學(xué)院負(fù)責(zé)人簽字： 20 年 月 日