D類音頻功放電路原理分析.pdf

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1、I一皇王砑霾??????????．D龔音頻功敦電路原理分析黑河學院金爽王柏生【摘要】本文從電路的基本理論出發(fā)，結合相關電路圖及波形對D類音頻功放電路的組成、工作原理進行詳細的分析和闡述?！娟P鍵詞】音頻功放；調制器；低通濾波器D類音頻功率放大器與A類、B類功率放大器相比它最大的優(yōu)點是效率高，功率放大管工作在開關狀態(tài)，在理想情況下電路的效率可以達到lO096。因此，有著廣泛的應用。D類音頻功放電路由調制器、開關功率放大器及低通濾波器三部分電路組成，如圖1所示，其工作原理是：音頻信號經過調制器進行脈寬調制后轉換成脈寬調制信號，脈寬

2、調制信號由開關功率放大器進行放大，放大后的脈寬調制信號通過低通濾波器濾波后還原成放大了的音頻信號送入揚聲器：r——————1r——————1廣一一]，l號囂HH酗囂lJ圖4脈寬調制信號波形圖圈1D類音頻功放電路組成框圖下面結合如圖2所示D類音頻功率放大電路，對其電路組成及工作原理進行分析。電路中運放A、、、A及外圍元件構成調制器，場效應管T。、L構成開關功率放大器，電感L和圖5PWM信號解調波形周期：波電平高于音頻信號電平持續(xù)的時間比較長，7’1因此，電壓比較器輸出高電平持續(xù)的時間比低1o／~。電平持續(xù)的時間短，所以此時電壓

3、比較器輸出三角波幅值：矩形波的占空比小于1／2。即電壓比較器輸出矩形波的脈沖寬度被音頻信號的幅度所調制，±U一=±二二LU，=±3V?R2產生脈寬調制信號。波形如圖4所示波形如圖3所示。二、開關功率放大器2．音頻前置放大器開關功率放大器由場效應管T，、T組成，音頻前置放大器的作用對音頻信號進行電路的作用是對PWM信號進行幅度放大。電路放大，它由運放A。及外圍電路組成，其中R用的工作原理是：當調制器由運放A輸出的PwM信來調整輸入音頻信號的幅值，c隔直流通音頻號為正半周時，T夾斷、T：導通，輸出幅度放??????曼．哩型塑皂墅

4、??????H信號作用，A。與R、R8、c。構成同相交流放大電大的PWM信號負半周；當調制器由運放A輸出路，其電壓放大倍數(shù)為：的PwM信號為負半周時，T導通、T夾斷，輸出+放大幅度的PWM信號正半周。功率放大場效應+墨Vt+魯7管T、T工作在開關狀態(tài)，在理想情況下消耗電路中c起高頻消噪作用，防止放大器高的功率為零，所以該電路在理想情況下效率為Ot頻自激，音頻信號由運放A3的3腳輸入，1腳輸lOO％。出。三、低通濾波器一33．電壓比較器低通濾波器由電感L和電容C組成，其作刪電壓比較器是調制器的核心，它由運放用是將放大后的PWM

5、信號中的音頻信號解調出A構成，它的作用是將音頻前置放大器輸出的來。工作原理是：音頻信號對三角波發(fā)生器送來的三角波進行調在低通濾波器中電路的放電時間常數(shù)：圖3方波與三角渡變換波形圖制，產生脈寬調制(PWM)信號輸出。其工作原r=R，C5=8X0．68×10一S==5．44與PWM信號周一、調制器理如下：期接近，能夠較好的把PWM信號中的音頻信號調制器由三角波發(fā)生器、音頻前置放大電壓比較器反相端輸入的三角波為u，解調出來，其波形如圖5所示。解調后的音頻器、電壓比較器三部分電路組成。調制器的作同相端輸入的音頻信號為U。。當u。>u

6、時，電壓信號送入揚聲器發(fā)聲。用是將音頻信號對三角波信號進行脈寬調制，比較器輸出高電平。當u。

7、間也相同，所以此時電壓比較器參考文獻滯回電壓比較器由運放NE5532的A．，正反輸出為占空比等于1／2的方波；當輸入音頻信【1】謝繼寬．簡單的開關型功率放大器[N】．電子報合訂饋電路R，、R2，限幅電路R。、D構成，該電路產號為正半周時，三角波電平低于音頻信號電平本，1999．生幅值為+-U=±6v的方波。持續(xù)的時間比較長，三角波電平高于音頻信號【2】楊立，新孫鵬．12SkY,q)類超低音功率放大器l，電子撮積分電路由運放A、電阻R和電容c．組電平持續(xù)的時間比較短，因此，電壓比較器輸合訂本，2000．成，積分電路將方波轉換成

8、三角波輸出。出高電平持續(xù)的時間比低電平持續(xù)的時間長，其三角波的頻率：所以此時電壓比較器輸出矩形波的占空比大于本文屬2013年黑龍江省大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目(編1／2,當輸入音頻信號為負半周時，三角波電號：201313744005)．蠢面100KHz平低于音頻信號電平持續(xù)的時間比較短，三角一