颜静：基于单片机的音乐播放器的设计
电流限制电路、放大器、比较器及内部稳压等电路。将稳压输出的电压接到反馈输入端的目的是同内部电压基准比较，若电压偏低，则用放大器来控制内部振荡器以提高输出占空比，从而提高输出电压。[12]
图3-9 LM2575内部框图
3.4.4 电源电路的设计
LM2575的设计电路如图3-10所示：(备注：图中的1N5819是最高耐压40V的肖特基二极管)
此电路图为LM2575应用的经典电路图，未经过处理的电压由Vin端口接入，基准电压从Fb口输出，给系统各个部分供电。
内部结构图如图3-11所示：
图3-10 电源电路的设计电路图[13]
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图3-11 内部结构图
从上面的结构图可以看出，不同输出版本的区别，只是电阻R1与R2的区别。以下对照表：
3.5 音频功率放大电路
由于C52芯片输出的音频信号很微弱,不能直接去驱动扬声器,因此需要一个音频放大电路对输出的音频信号进行放大,然后再去驱动扬声器。我们采用由集成功率放大器LM386组成的音频功率放大器。[14]
表3-2 音频功率放大器
3.3V 5V 12V 15V 输出电压可调 R1 1.0K 1.0K 1.0K 1.0K Open R2 1.7K 3.1K 8.84K 11.3K 0
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3.5.1 功率放大原理[15]
一、数字功放与D类功放的区别
常见D类功放（PWM功放）的工作原理：PWM功放只能接受模拟音频信号，用内部三角波发生器产生的三角波和它进行比较，其结果就是一个脉宽调制信号（PWM），然后将PWM信号放大并还原成模拟音频信号。因此，PWM功放是用脉冲宽度对模拟音频幅度进行模拟的，其信息的传递过程是模拟的、非量化的、非代码性的。并且由于目前器件性能的限制，PWM功放不可能采用太高的采样频率，在性能指标上尚达不到Hi-Fi级的水平。而数字功放采用一些宽度固定的脉冲来数字地量化、编码模拟音频信号，使音频信号的还原更为真实。
二、数字功放和模拟功放的区别
数字功放由于工作方式与传统模拟功放完全不同，因此克服了模拟功放固有的一些缺点，并且具备了一些独有的特点。 1．过载能力与功率储备
数字功放电路的过载能力远远高于模拟功放。模拟功放电路分为A类、B类或AB类功率放大电路，正常工作时功放管工作在线性区；当过载后，功放管工作在饱和区，出现谐波失真，失真程度呈指数级增加，音质迅速变坏。而数字功放在功率放大时一直处于饱和区和截止区，只要功放管不损坏，失真度不会迅速增加，如图3-12所示。 由于数字功放采用开关放大电路，效率极高，可达75%~90%（模拟功放效率仅为30%~50%），在工作时基本不发热。因此它没有模拟功放的静态电流消耗，所有能量几乎都是为音频输出而储备，加之前后无模拟放大、无负反馈的牵制，故具有更好的“动力”特性，瞬态响应好，“爆棚感”极强。
图3-12 全数字功放与普通功放过载失真度比较
2．交越失真和失配失真 模拟B类功放在过零失真，这是由于晶体管在小电流时的非线性特性而引起的在输出波形正负交叉处的失真（小信号时晶体管会工作在截止区，无电流通过，导致输出严重失真）。而数字功放只工作在开关状态，不会产生交越失真。
模拟功放存在推挽对管特性不一致而造成输出波形上下不对称的失配失真，因此在设计推挽放大电路时，对功放管的要求非常严格。而数字功放对开关管的配对无特殊要求，基本上不需要严格的挑选即可使用。 3. 功放和扬声器的匹配
由于模拟功放中的功放管内阻较大，所以在匹配不同阻值的扬声器时，模拟功放电路的工作状态会受到负载（扬声器）大小的影响。而数字功放内阻不超过0.2Ω(开关管
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的内阻加滤波器内阻)，相对于负载（扬声器）的阻值（4~8Ω）完全可以忽略不计，因此不存在与扬声器的匹配问题。 4. 瞬态互调失真
模拟功放几乎全部采用负反馈电路，以保证其电声指标，在负反馈电路中，为了抑制寄生振荡，采用相位补偿电路，从而会产生瞬态互调失真。数字功放在功率转换上没有采用任何模拟放大反馈电路，从而避免了瞬态互调失真。 5. 声像定位
对模拟功放来说，输出信号和输入信号之间一般都存在着相位差，而且在输出功率不同时，相位失真亦不同。而数字功放采用数字信号放大，使输出信号与输入信号相位完全一致，相移为零，因此声像定位准确。 6. 升级换代
数字功放通过简单地更换开关放大模块即可获得大功率。大功率开关放大模块成本较低，在专业领域发展前景广阔。 7. 生产调试
模拟功放存在着各级工作点的调试问题，不利于大批量生产。而数字功放大部分为数字电路，一般不需调试即可正常工作，特别适合于大规模生产。 3.5.2 LM386芯片[16]
LM386是一种音频集成功放，具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点，广泛应用于录音机和收音机之中。 LM386是专为低损耗电源所设计的功率放大器。它的内建增益为20，透过pin 1 和pin8脚位间电容的搭配，增益最高可达200。LM386可使用电池为供应电源，输入电压范围可由4V~12V，无动作是仅消耗4mA电流，且失真低。LM386的引脚图及内部方块图如图3-13、图3-14所示，表3-2为其电子特性。
图3-13 LM386引脚图
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图3-14 LM386方块图
3.5.3 功率放大电路的设计
由于CPLD芯片输出的电压很微弱,不能直接去驱动扬声器,因此我设计了一个基于LM386芯片的功放电路对输出的音频信号进行放大,然后再去驱动扬声器。我们采用由集成功率放大器LM386组成的音频功率放大器,如图3-15所示。其中,C2的规格为220UF，是交流耦合电容,将功率放大器的交流输出送到负载上,输出信号通过Rw接到LM386的同相端。C1是退耦电容,规格为100nf。R1-C3网络起到消除高频自激振荡作用。[17]
表3-3 LM386电子特性表
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