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D類功放原理詳細介紹

提問者: lilei979 2014-02-17 00:00

最佳答案

D類功放是放大元件處于開關工作狀態(tài)的一種放大模式。無信號輸入時放大器處于截止狀態(tài),不耗電。工作時,靠輸入信號讓晶體管進入飽和狀態(tài),晶體管相當于一個接通的開關,把電源與負載直接接通。理想晶體管因為沒有飽和壓降而不耗電,實際上晶體管總會有很小的飽和壓降而消耗部分電能。這種耗電只與管子的特性有關,而與信號輸出的大小無關,所以特別有利于超大功率的場合。在理想情況下,D類功放的效率為100%,B類功放的效率為78.5%,A類功放的效率才50%或25%(按負載方式而定)。 D類功放實際上只具有開關功能,早期僅用于繼電器和電機等執(zhí)行元件的開關控制電路中。然而,開關功能(也就是產(chǎn)生數(shù)字信號的功能)隨著數(shù)字音頻技術研究的不斷深入,用與Hi-Fi音頻放大的道路卻日益暢通。20世紀60年代,設計人員開始研究D類功放用于音頻的放大技術,70年代Bose公司就開始生產(chǎn)D類汽車功放。一方面汽車用蓄電池供電需要更高的效率,另一方面空間小無法放入有大散熱板結構的功放,兩者都希望有D類這樣高效的放大器來放大音頻信號。其中關鍵的一步就是對音頻信號的調(diào)制。 圖1是D類功放的基本結構,可分為三個部分: 圖1 D類功放基本結構 第一部分為調(diào)制器,最簡單的只需用一只運放構成比較器即可完成。把原始音頻信號加上一定直流偏置后放在運放的正輸入端,另通過自激振蕩生成一個三角形波加到運放的負輸入端。當正端上的電位高于負端三角波電位時,比較器輸出為高電平,反之則輸出低電平。若音頻輸入信號為零、直流偏置三角波峰值的1/2,則比較器輸出的高低電平持續(xù)的時間一樣,輸出就是一個占空比為1:1的方波。當有音頻信號輸入時,正半周期間,比較器輸出高電平的時間比低電平長,方波的占空比大于1:1;負半周期間,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,但音頻信號幅度高于三角波幅度的時間卻大為減少,方波占空比小于1:1。這樣,比較器輸出的波形就是一個脈沖寬度被音頻信號幅度調(diào)制后的波形,稱為PWM(Pulse Width Modulation脈寬調(diào)制)或PDM(Pulse Duration Modulation脈沖持續(xù)時間調(diào)制)波形。音頻信息被調(diào)制到脈沖波形中。{{分頁}} 第二部分就是D類功放,這是一個脈沖控制的大電流開關放大器,把比較器輸出的PWM信號變成高電壓、大電流的大功率PWM信號。能夠輸出的最大功率有負載、電源電壓和晶體管允許流過的電流來決定。 第三部分需把大功率PWM波形中的聲音信息還原出來。方法很簡單,只需要用一個低通濾波器。但由于此時電流很大,RC結構的低通濾波器電阻會耗能,不能采用,必須使用LC低通濾波器。當占空比大于1:1的脈沖到來時,C的充電時間大于放電時間,輸出電平上升;窄脈沖到來時,放電時間長,輸出電平下降,正好與原音頻信號的幅度變化相一致,所以原音頻信號被恢復出來, 以上信息來自百度文庫,希望可以解決你的疑問。

回答者:ewxmuy2016-02-17 00:00

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