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(xué)院金爽王柏生【摘要】本文從電路的基本理論出發(fā)，結(jié)合相關(guān)電路圖及波形對(duì)D類音頻功放電路的組成、工作原理進(jìn)行詳細(xì)的分析和闡述。【關(guān)鍵詞】音頻功放；調(diào)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(diǎn)是效率高，功率放大管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，在理想情況下電路的效率可以達(dá)到lO096。因此，有著廣泛的應(yīng)用。D類音頻功放電路由調(diào)制器、開(kāi)關(guān)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(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)制器進(jìn)行脈寬調(diào)制后轉(zhuǎn)換成脈寬調(diào)制信號(hào)，脈寬

2、調(diào)制信號(hào)由開(kāi)關(guān)功率放大器進(jìn)行放大，放大后的脈寬調(diào)制信號(hào)通過(guò)低通濾波器濾波后還原成放大了的音頻信號(hào)送入揚(yáng)聲器：r——————1r——————1廣一一]，l號(hào)囂HH酗囂lJ圖4脈寬調(diào)制信號(hào)波形圖圈1D類音頻功放電路組成框圖下面結(jié)合如圖2所示D類音頻功率放大電路，對(duì)其電路組成及工作原理進(jìn)行分析。電路中運(yùn)放A、、、A及外圍元件構(gòu)成調(diào)制器，場(chǎng)效應(yīng)管T。、L構(gòu)成開(kāi)關(guān)功率放大器，電感L和圖5PWM信號(hào)解調(diào)波形周期：波電平高于音頻信號(hào)電平持續(xù)的時(shí)間比較長(zhǎng)，7’1因此，電壓比較器輸出高電平持續(xù)的時(shí)間比低1o／~。電平持續(xù)的時(shí)間短，所以此時(shí)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(hào)的幅度所調(diào)制，±U一=±二二LU，=±3V?R2產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號(hào)。波形如圖4所示波形如圖3所示。二、開(kāi)關(guān)功率放大器2．音頻前置放大器開(kāi)關(guān)功率放大器由場(chǎng)效應(yīng)管T，、T組成，音頻前置放大器的作用對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行電路的作用是對(duì)PWM信號(hào)進(jìn)行幅度放大。電路放大，它由運(yùn)放A。及外圍電路組成，其中R用的工作原理是：當(dāng)調(diào)制器由運(yùn)放A輸出的PwM信來(lái)調(diào)整輸入音頻信號(hào)的幅值，c隔直流通音頻號(hào)為正半周時(shí)，T夾斷、T：導(dǎo)通，輸出幅度放??????曼．哩型塑皂墅

4、??????H信號(hào)作用，A。與R、R8、c。構(gòu)成同相交流放大電大的PWM信號(hào)負(fù)半周；當(dāng)調(diào)制器由運(yùn)放A輸出路，其電壓放大倍數(shù)為：的PwM信號(hào)為負(fù)半周時(shí)，T導(dǎo)通、T夾斷，輸出+放大幅度的PWM信號(hào)正半周。功率放大場(chǎng)效應(yīng)+墨Vt+魯7管T、T工作在開(kāi)關(guān)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(hào)由運(yùn)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(diào)制器的核心，它由運(yùn)放用是將放大后的PWM

5、信號(hào)中的音頻信號(hào)解調(diào)出A構(gòu)成，它的作用是將音頻前置放大器輸出的來(lái)。工作原理是：音頻信號(hào)對(duì)三角波發(fā)生器送來(lái)的三角波進(jìn)行調(diào)在低通濾波器中電路的放電時(shí)間常數(shù)：圖3方波與三角渡變換波形圖制，產(chǎn)生脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)輸出。其工作原r=R，C5=8X0．68×10一S==5．44與PWM信號(hào)周一、調(diào)制器理如下：期接近，能夠較好的把PWM信號(hào)中的音頻信號(hào)調(diào)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(diào)出來(lái)，其波形如圖5所示。解調(diào)后的音頻器、電壓比較器三部分電路組成。調(diào)制器的作同相端輸入的音頻信號(hào)為U。。當(dāng)u。>u

6、時(shí)，電壓信號(hào)送入揚(yáng)聲器發(fā)聲。用是將音頻信號(hào)對(duì)三角波信號(hào)進(jìn)行脈寬調(diào)制，比較器輸出高電平。當(dāng)u。

7、間也相同，所以此時(shí)電壓比較器參考文獻(xiàn)滯回電壓比較器由運(yùn)放NE5532的A．，正反輸出為占空比等于1／2的方波；當(dāng)輸入音頻信【1】謝繼寬．簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)型功率放大器[N】．電子報(bào)合訂饋電路R，、R2，限幅電路R。、D構(gòu)成，該電路產(chǎn)號(hào)為正半周時(shí)，三角波電平低于音頻信號(hào)電平本，1999．生幅值為+-U=±6v的方波。持續(xù)的時(shí)間比較長(zhǎng)，三角波電平高于音頻信號(hào)【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(yùn)放A、電阻R和電容c．組電平持續(xù)的時(shí)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(zhuǎn)換成

8、三角波輸出。出高電平持續(xù)的時(shí)間比低電平持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)，其三角波的頻率：所以此時(shí)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(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目(編1／2,當(dāng)輸入音頻信號(hào)為負(fù)半周時(shí)，三角波電號(hào)：201313744005)．蠢面100KHz平低于音頻信號(hào)電平持續(xù)的時(shí)間比較短，三角一