2014年TI杯大学生电子设计竞赛

D题：带啸叫检测与抑制的音频功率放大器（本科）

王韬 谭文 方向宏

2014.8.15

啸叫抑制系统报告

一、摘要

本文基于TI的D类功放TPA3112D1，以前置全向麦克风采集语音信号，

通过信号提取，滤波，功率放大等处理，通过8欧姆5W喇叭输出声音，并通过啸叫声频率检测电路反馈，由高阶程控陷波器LTC1068-25，完成啸叫检测、啸叫抑制以及功率计算等功能，系统效率较高。 关键字：D类功放 啸叫声频率检测 程控陷波器

Based on TI's Class-D amplifier TPA3112D1, in front the whole collection to the microphone voice signal by signal extraction, filtering, power amplification and other processing, by 8 ohm 5W speaker output sound and frequency detection circuit by howling feedback from higher-order programmable notch filter LTC1068-25, complete howling detection, howling suppression and power calculation functions, higher system efficiency.

二、题目描述

2.1 任务

基于TI的功率放大器芯片TPA3112D1，设计并制作一个带啸叫检测与抑制功能的音频放大器，完成对台式麦克风音频信号进行放大，通过功率放大电路送喇叭输出。电路示意图如图1所示。

2．要求

（1）设计并制作图1中所示的“拾音电路”和“功率放大电路”，构成一个基本的音频功率放大器。要求： （25分）

a）在输入音频信号有效值为20mV时，功率放大器的最大不失真功率（仅考虑限幅失真）为5W，误差小于10％；

b）在输入音频信号有效值为20mV时，可以程控设置功率放大器的输出功率，功率范围为50mW～5W；

c）功率放大器的频率响应范围为200Hz ~ 10kHz。

（2）系统采用12V直流单电源供电，所需其他电源应自行制作。 （10分） （3）在功率放大器输出功率为5W时，电路整体效率≥70%。 （10分） （4）将台式麦克风与喇叭相隔1m背靠背放置，见图2（a），使用电脑播放音乐作为音频信号源。音频功率放大器能通过麦克风采集信号，经功率放大电路送喇叭输出，输出的音频信号清晰。 （5分）

（5）设计并制作图1所示的啸叫检测电路和啸叫抑制电路，完善音频功率放大器。要求： （15分）

a）在不进行啸叫抑制时（图1的选择开关K1连接A端，K2连接C端），将麦克风与喇叭相隔1m面对面放置，见图2（b），从小到大调整功率放大器的输出功率，直到产生啸叫时停止；

b）啸叫检测电路能实时监测所产生啸叫，并计算啸叫的频率。实时显示啸叫频率和相应的功率放大器输出功率；