d類數(shù)字功率放大器(已修改)
2025-08-17 01:03 本頁面
【正文】 65第4章 功率放大器 D類數(shù)字功放D類功放也叫丁類功放，是指功放管處于開關(guān)工作狀態(tài)的功率放大器。早先在音響領(lǐng)域里人們一直堅(jiān)守著A類功放的陣地，認(rèn)為A類功放聲音最為清新透明，具有很高的保真度。但A類功放的低效率和高損耗卻是它無法克服的先天頑疾。后來效率較高的B類功放得到廣泛的應(yīng)用，然而，雖然效率比A類功放提高很多，但實(shí)際效率仍只有50%左右，這在小型便攜式音響設(shè)備如汽車功放、筆記本電腦音頻系統(tǒng)和專業(yè)超大功率功放場合，仍感效率偏低不能令人滿意。所以，如今效率極高的D類功放，因其符合綠色革命的潮流正受著各方面的重視，并得到廣泛的應(yīng)用。 D類功放的特點(diǎn)與電路組成1．D類功放的特點(diǎn)（1）效率高。在理想情況下，D類功放的效率為100%（實(shí)際效率可達(dá)90%左右）。%（實(shí)際效率約50%），A類功放的效率才50%或25%（按負(fù)載方式而定）。這是因?yàn)镈類功放的放大元件是處于開關(guān)工作狀態(tài)的一種放大模式。無信號輸入時(shí)放大器處于截止?fàn)顟B(tài)，不耗電。工作時(shí)，靠輸入信號讓晶體管進(jìn)入飽和狀態(tài)，晶體管相當(dāng)于一個(gè)接通的開關(guān)，把電源與負(fù)載直接接通。理想晶體管因?yàn)闆]有飽和壓降而不耗電，實(shí)際上晶體管總會有很小的飽和壓降而消耗部分電能。（2）功率大。在D類功放中，功率管的耗電只與管子的特性有關(guān)，而與信號輸出的大小無關(guān)，所以特別有利于超大功率的場合，輸出功率可達(dá)數(shù)百瓦。（3）失真低。D類功放因工作在開關(guān)狀態(tài)，因而功放管的線性已沒有太大意義。在D類功放中，沒有B類功放的交越失真，也不存在功率管放大區(qū)的線性問題，更無需電路的負(fù)反饋來改善線性，也不需要電路工作點(diǎn)的調(diào)試。（4）體積小、重量輕。D類功放的管耗很小，小功率時(shí)的功放管無需加裝體積龐大的散熱片，大功率時(shí)所用的散熱片也要比一般功放小得多。而且一般的D類功放現(xiàn)在都有多種專用的IC芯片，使得整個(gè)D類功放電路的結(jié)構(gòu)很緊湊，外接元器件很少，成本也不高。2．D類功放的組成與原理D類功放的電路組成可以分為三個(gè)部分：PWM調(diào)制器、脈沖控制的大電流開關(guān)放大器、低通濾波器。 D類功放的組成其中第一部分為PWM調(diào)制器。最簡單的只需用一只運(yùn)放構(gòu)成比較器即可完成。把原始音頻信號加上一定直流偏置后放在運(yùn)放的正輸入端，另外通過自激振蕩生成一個(gè)三角形波加到運(yùn)放的負(fù)輸入端。當(dāng)正端上的電位高于負(fù)端三角波電位時(shí)，比較器輸出為高電平，反之則輸出低電平。若音頻輸入信號為零時(shí)，因其直流偏置為三角波峰值的1/2，則比較器輸出的高低電平持續(xù)的時(shí)間一樣，輸出就是一個(gè)占空比為1：1的方波。當(dāng)有音頻信號輸入時(shí)，正半周期間，比較器輸出高電平的時(shí)間比低電平長，方波的占空比大于1：1；音頻信號的負(fù)半周期間，由于還有直流偏置，所以比較器正輸入端的電平還是大于零，但音頻信號幅度高于三角波幅度的時(shí)間卻大為減少，方波占空比小于1：1。這樣，比較器輸出的波形就是一個(gè)脈沖寬度被音頻信號幅度調(diào)制后的波形，稱為PWM（Pulse Width Modulation脈寬調(diào)制）或PDM（Pulse Duration Modulation脈沖持續(xù)時(shí)間調(diào)制）波形。音頻信息被調(diào)制到脈沖波形中，脈沖波形的寬度與輸入的音頻信號的幅度成正比。第二部分為脈沖控制的大電流開關(guān)放大器。它的
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