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類型分類:
科普知識
數(shù)據(jù)分類:
運算放大器

D類功率放大器的設(shè)計與實現(xiàn)

發(fā)布日期:2022-04-17 點擊率:74

  D類放大器(數(shù)字音頻功率)是一種將輸入模擬音頻信號或PCM 數(shù)字信息變換成PWM(脈沖寬度調(diào)制)或PDM(脈沖密度調(diào)制)的脈沖信號,然后用PWM  的脈沖信號去控制大功率開關(guān)器件通/斷音頻功率放大器。D類放大或數(shù)字式放大器,是利用極高頻率的轉(zhuǎn)換開關(guān)電路來放大音頻信號的,經(jīng)常被用于高效率的音頻放大器中。在高保真音響設(shè)備和更高檔的家庭影院設(shè)備中,往往需要幾十瓦甚至幾百瓦的音頻功率,這時,低失真、高效率的音頻放大器就顯得頗為重要,本文從實用角度出發(fā),設(shè)計了一款低失真、高效率的音頻放大器,與傳統(tǒng)放大器相比,本放大器在效率、體積以及功率消耗方面具有明顯的優(yōu)勢,它產(chǎn)生的熱量小且為傳統(tǒng)放大器的一半,其效率在78%以上,而傳統(tǒng)的放大器效率僅在50%左右。

  1.系統(tǒng)設(shè)計

  1.1 總體設(shè)計分析

  本系統(tǒng)由高效率功率放大器(D 類音頻功率放大器)、信號變換電路、外接測試儀表組成,系統(tǒng)框圖如圖1 所示。

D類功率放大器的設(shè)計與實現(xiàn)

  圖1 系統(tǒng)方框圖

  1.2 D類功放的設(shè)計

  D類放大器的架構(gòu)有對稱與非對稱兩大類,  在此討論的D類功放針對的是對功率、體積都非常敏感的便攜式應(yīng)用,因此采用全電橋的對稱型放大器,以充分利用其單一電源、系統(tǒng)小型化的特點。D 類功率放大器由PWM  電路、開關(guān)功放電路及輸出濾波器組成,原理框圖如圖2 所示。

  采用了由比較器和三角波發(fā)生器組成的固定頻率的PWM電路,用輸入的音頻信號幅度對三角波進(jìn)行調(diào)制,得到占空比隨音頻輸入信號幅度變化的方波,  并以相反的相位驅(qū)動上下橋臂的功率管,使功率管一個導(dǎo)通時另一個截止,再經(jīng)輸出濾波器將方波轉(zhuǎn)變?yōu)橐纛l信號,推動揚聲器發(fā)聲。采用全橋的D  類放大器可以實現(xiàn)平衡輸出,易于改善放大器的輸出濾波特性,并可減少干擾。全橋電路負(fù)載上的電壓峰峰值接近電源電壓的2 倍,可采用單電源供電。實現(xiàn)時,通常采取2  路輸出脈沖相位相反的方法。

D類功率放大器的設(shè)計與實現(xiàn)

  圖2 D 類音頻功率放大器組成框圖

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