高效率音頻放大器畢業(yè)論文-文庫吧資料
2025-07-03 16:48本頁面
【正文】 調(diào)制為寬度不同的等幅信號。三、D類功率放大器的原理D類放大器是一種完全不同的放大器，它并不只是放大器工作點(diǎn)的選擇，因此也稱之為“數(shù)字音頻放大器”，因?yàn)橛幸环ND類放大器可以接收數(shù)字輸入而省去D/A變換。外圍元器件少，便于設(shè)計(jì)調(diào)試。 （3） 無裂噪聲接通。（1） 具有很高的效率，通常能夠達(dá)到85%以上。放大器由輸入信號處理電路、開關(guān)信號形成電路、大功率開關(guān)電路(半橋式和全橋式)和低通濾波器(LC)等四部分組成。D類放大器D類(數(shù)字音頻功率)放大器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或PDM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，也稱為開關(guān)放大器。在電子設(shè)備中，AB類放大器還占有很大的市場。AB類放大器通過兩個(gè)偏置電壓（）來避免交越失真。如圖24所示AB類放大器能夠很好的克服交越失真，在DD2上產(chǎn)生的壓降為TT2提供一個(gè)適當(dāng)?shù)钠珘?，使之處于微?dǎo)通狀態(tài)。設(shè)輸出電壓的幅值為，則輸出功率 （23）最大輸出功率為： （24）設(shè)輸出信號為=sint，則直流電源的供給功率為： （25） 其中為輸出功率，為管耗功率。但是如圖23所示，如果利用兩個(gè)管子都工作在乙類放大狀態(tài)，一個(gè)工作在正半周期，另一個(gè)工作在負(fù)半周期，從而在負(fù)載上得到一個(gè)完整的波形，解決效率與失真的矛盾。有信號時(shí)，其中一部分轉(zhuǎn)化為有用輸出功率，信號愈大，輸出給負(fù)載的功率愈多，因此A類功放的效率較低圖22 A類放大器原理圖及輸入輸出曲線B類放大器B類放大器亦稱為乙類放大器，導(dǎo)通角θ=90176。由于較小的非線性失真，使得A類功率放大器一般都用在較高檔次的音響系統(tǒng)中。如圖22所示，A類放大器的偏置電流大于輸入電流，Q點(diǎn)（靜態(tài)偏置點(diǎn)）處于負(fù)載線的中心，A類功率放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)一般選在負(fù)載線的中點(diǎn)，所有輸出器件在輸入信號的整個(gè)周期內(nèi)均有電流流過，使其處于良好的線性工作狀態(tài)。（四）分類根據(jù)不同的需要出現(xiàn)了各種類型的功率放大器，分為線性功率放大器和數(shù)字功率放大器（D類功率放大器和T類功率放大器），線性功率放大器按導(dǎo)通角又分為A類、B類、AB類功率放大器?，F(xiàn)今晶體管功放的轉(zhuǎn)換速率一般可做到10～15V/μs。轉(zhuǎn)換速率究竟以多大為最佳,目前尚無定論,根據(jù)信號源與聽感要求,轉(zhuǎn)換速率在30～100 V/μs的功率放大器比較符合需要。其定義是在1微秒時(shí)間里電壓升高幅度。由于現(xiàn)代立體聲音樂節(jié)奏強(qiáng)烈,信號變化量大,而且又有較多中、高頻分量的打擊樂器,這就要求放大器須有跟得上輸入信號躍變的速率。功率放大器的轉(zhuǎn)換速率的定義是放大器瞬時(shí)輸出電壓上升(或下降)的最大時(shí)間變化率,即輸出電壓對時(shí)間的最大導(dǎo)數(shù)()。PWM控制技術(shù)以其控制簡單,靈活和動態(tài)響應(yīng)好的優(yōu)點(diǎn)而成為電力電子技術(shù)最廣泛應(yīng)用的控制方式,結(jié)合現(xiàn)代控制理論思想或?qū)崿F(xiàn)無諧振軟開關(guān)技術(shù)將會成為PWM控制技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。無需作頻譜分析，由式（22）可以看出脈沖寬度信號由語音信號x(t)加上一個(gè)直流成分以及相位調(diào)制波構(gòu)成。然而，如果對矩形脈沖作如下近似：脈沖幅度為A，中心在t = 處，在相鄰脈沖間變化緩慢，則脈沖寬度調(diào)制波可以表示為：在系統(tǒng)的輸入端插入一個(gè)采樣保持電路可以得到均勻的采樣信號，但是對于實(shí)際中的情況，均勻采樣和非均勻采樣差異非常小。 圖21 PWM原理與波形圖通過圖21的分析可以看出，生成的矩形脈沖的寬度取決于脈沖下降沿時(shí)刻時(shí)的語音信號幅度值。語音信號如果大于鋸齒波信號，比較器輸出正常數(shù)A，否則輸出0。圖21所示為脈沖寬度調(diào)制系統(tǒng)的原理框圖和波形圖。脈沖寬度調(diào)制脈沖寬度調(diào)制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的縮寫，簡稱脈寬調(diào)制，是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。（三）指標(biāo)最大輸出功率輸出功率反映音頻功率放大器的負(fù)載能力，通常音頻放大器廠家會提供產(chǎn)品的在一定工作電壓和額定負(fù)載下的最大輸出功率。同時(shí)諸多公司也己開始或者有計(jì)劃向D類音頻功放芯片化方向投入大量人力與物力，種種跡象表明，近幾年，國內(nèi)公司在 D類音頻功率放大器開發(fā)方面將作出突破。國內(nèi)方面，1998年11月，成都天奧公司發(fā)布了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的D類音頻功率放大器，并于2000年研制出6通道專用芯片DPPC2006，其轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了90％以上，目前，該公司數(shù)字音頻功放IC已廣泛應(yīng)用于DVD、汽車音響、家庭影院和背投電視等領(lǐng)域。作為全球D類音頻功率放大器行業(yè)的領(lǐng)先公司，TI于2005年5月推出較為先進(jìn)20W單聲道高功率數(shù)字輸入D類音頻放大器TPA3200D1，該芯片突破傳統(tǒng)的模擬輸入，向全數(shù)字化功放更進(jìn)一步，該芯片在18V電源電壓下推動80hm負(fù)載時(shí)功率可達(dá)20W，THD+％，效率高達(dá)85％以上。目前D類音頻功率放大器市場中的主流產(chǎn)品幾乎都來自歐美的各大半導(dǎo)體設(shè)計(jì)公司，如美國國家半導(dǎo)體(National)、德州儀器(TI)、美信(Maxim)和Tripath公司，此外還有歐洲的意法半導(dǎo)體(ST)、歐勝(Wolfon Micro)和飛利浦(PHILIPS)等，而包括臺灣在內(nèi)的中國半導(dǎo)體企業(yè)都極少有能夠與他們競爭
電大資料相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1