電子課程設(shè)計(jì)報(bào)告usb聲卡功放制作(編輯修改稿)
2024-08-30 06:09 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 是效率較高(78%)，但是因放大器有一段工作在非線性區(qū)域內(nèi)，故其缺點(diǎn)是交越失真較大。 ， Q1 Q2都無法導(dǎo)通而引起的。所以這類放大器也逐漸被設(shè)計(jì)師摒棄。 AB類放大器的主要特點(diǎn)是：晶體管的導(dǎo)通時(shí)間稍大于半周期，必須用兩管推挽工作?？梢员苊饨辉绞д?。交替失真較大，可以抵消偶次諧波失真。有效率相對(duì)提高，晶體管功耗也較小。 D類功率放大器主要特點(diǎn)是：用音頻信號(hào)的幅度去線性調(diào)制高頻脈沖的寬度，功率輸出管工作在高頻開關(guān)狀態(tài)，通過LC低通濾波器后輸出音頻信號(hào)。由于輸出管工作在開關(guān)狀態(tài)，故具有極高的效率。理論上為100％，實(shí)際電路也可達(dá)到80％～95％。隨著PWM調(diào)制器技術(shù)和擴(kuò)頻技術(shù)的應(yīng)用，D類放大器將在音頻功放應(yīng)用領(lǐng)域盛行起來?，F(xiàn)代D類放大器除具有AB類放大器的所有優(yōu)點(diǎn)(即良好的線性和最小的電路板空間)外，更具有高效、低功耗等優(yōu)點(diǎn)。有多種D類放大器可供選用，以滿足各類應(yīng)用需求。這些應(yīng)用包括低功耗便攜式應(yīng)用(如蜂窩電話和筆記本電腦)，電池壽命、電路板空間和EMI兼容性要求在這類應(yīng)用中至關(guān)重戛還包括大功率應(yīng)用(如車載音響系統(tǒng)或平板顯示器），最大限度降低散熱需求和發(fā)熱量在這類應(yīng)用中必不可少。D類放大器固然性能出色，也面臨著不少的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。在進(jìn)行50W ～500W的大功率的D類音頻放大器的應(yīng)用設(shè)計(jì)中，面臨以下問題：對(duì)于許多音頻設(shè)備設(shè)計(jì)者而言為一新領(lǐng)域，特別是在EMI和濾波設(shè)計(jì)方面；過電流保護(hù)設(shè)計(jì)比較復(fù)雜。隨著D類音頻放大器的技術(shù)的發(fā)展，今后音頻系統(tǒng)有望完全替代AB類音頻放大器。第2章 硬件電路設(shè)計(jì)D類功放是放大元件處于開關(guān)狀態(tài)時(shí)的一種放大模式。無信號(hào)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(hào)讓晶體管進(jìn)入飽和狀體，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。理想的晶體管因?yàn)闆]有飽和壓降而不耗電，實(shí)際上晶體管總會(huì)有很小的飽和壓降而消耗部分電能。這種損耗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。D類放大器是將輸入前置放大器對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波和電平轉(zhuǎn)移，另外還包括鋸齒波振蕩器、兩個(gè)比較器、兩個(gè)MOSFET和兩個(gè)H橋。每一個(gè)比較器采樣音頻信號(hào)，采樣周期由振蕩頻率決定，故振蕩器頻率對(duì)D類放大器的性能影響很大。比較器輸出脈寬調(diào)制的方波，用于驅(qū)動(dòng)H橋。H橋輸出差動(dòng)方波，構(gòu)成低阻信號(hào)源給LC濾波器和負(fù)載。D類放大器使用多種調(diào)制器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，而最基本的拓?fù)浣M合了脈寬調(diào)制(PWM)以及三角波(或鋸齒波)振蕩器。圖2給出一個(gè)基于PWM 的半橋式D類放大器簡化框圖。它包括一個(gè)脈寬調(diào)制器，兩個(gè)輸出MOSFET和外部低通濾波器(LF 和CF)。如圖2所示，P溝道和n溝道MOSFET用作電流導(dǎo)向開關(guān)，將其輸出節(jié)點(diǎn)交替連接至VDD和地。由于輸出晶體管使輸出端在 或地之間切換，所以D類放大器的最終輸出是一個(gè)高頻方波。大多數(shù)D類放大器的開關(guān)頻率(fsw)通常在250kHz～1．5MHz之間。音頻輸入信號(hào)對(duì)輸出方波進(jìn)行脈寬調(diào)制，音頻輸入信號(hào)與內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生的三角波(或鋸齒波)進(jìn)行比較，可得到PWM信號(hào)。這種調(diào)制方式通常被稱作“自然采樣”，其中三角波振蕩器作為采樣時(shí)鐘。方波的占空比與輸入信號(hào)電平成正比。沒有輸入信號(hào)時(shí)
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