d類數(shù)字功率放大器-全文預(yù)覽
【正文】 字信號(hào)的數(shù)據(jù)大小轉(zhuǎn)換為脈沖的寬度，使輸出信號(hào)的脈沖寬度與輸入數(shù)據(jù)的大小成正比。利用一個(gè)低通濾波器，可以濾除PWM信號(hào)中的交流成份，取出PWM信號(hào)中的平均值，該平均值即為音頻信號(hào)。它的作用是把比較器輸出的PWM信號(hào)變成高電壓、大電流的大功率PWM信號(hào)。當(dāng)有音頻信號(hào)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(hào)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(hào)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。最簡單的只需用一只運(yùn)放構(gòu)成比較器即可完成。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。（3）失真低。工作時(shí)，靠輸入信號(hào)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。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）。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。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。 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。無信號(hào)輸入時(shí)放大器處于截止?fàn)顟B(tài)，不耗電。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(hào)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。（4）體積小、重量輕。 D類功放的組成其中第一部分為PWM調(diào)制器。若音頻輸入信號(hào)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。第二部分為脈沖控制的大電流開關(guān)放大器。其作用是將大功率PWM波形中的聲音信息還原出來?！。╝）原理簡圖 （b）工作波形 D類功放原理圖 對于數(shù)字音頻信號(hào)輸入時(shí)，經(jīng)數(shù)字內(nèi)插濾波器和等比特調(diào)制器后，即可得到脈沖寬度與數(shù)字音頻的采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)成正比的PWM信號(hào)。D類功放設(shè)計(jì)考慮的角度與AB類功放完全不同。所以，管子的飽和壓降小不但效率高，且功放管的散熱結(jié)構(gòu)也能得到簡化。當(dāng)頻率過低時(shí)要達(dá)到同樣要求的THD（總諧波失真）標(biāo)準(zhǔn)，則對無源LC低通濾波器的元件要求就高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。而在實(shí)際的中小功率D類數(shù)字功放中，當(dāng)三角波的頻率達(dá)到500kHz以上時(shí)，也可以直接由揚(yáng)聲器的音圈所呈現(xiàn)的電感來還原音頻信號(hào)，而不用另外的LC低通濾波器。該低通濾波器工作在大電流下，負(fù)載就是音箱。近年來，一般應(yīng)用的D類功放已有集成電路芯片，用戶只需按要求設(shè)計(jì)低通濾波器即可。過電流保護(hù)或負(fù)載短路保護(hù)的簡單測試方法：可將任一輸出端與電源端（Vcc）或地端（Ground）短路，在此狀況下短路保護(hù)電路應(yīng)被啟動(dòng)而將輸出晶體管關(guān)掉，此時(shí)將沒有信號(hào)驅(qū)動(dòng)喇叭而沒有聲音輸出。C，過熱后IC自動(dòng)關(guān)掉輸出晶體管而不再送出信號(hào)，待溫度下降20176。D類功率放大器必須要解決AB類功率放大器所沒有的EMI（Electro Magnetic Interference，電磁干擾）問題。此外解決EMI的方案是使用LC電源濾波器或磁珠（bead）濾波器以過濾其高頻諧波。 D類功放實(shí)例下面以荷蘭飛利浦公司生產(chǎn)的TDA89
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