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文檔簡介

1、D類音頻放大器相關(guān)介紹 音頻放大器:將音頻信號放大送到揚(yáng)聲器達(dá)到需要驅(qū)動(dòng)的功率;在實(shí)際中常用的音頻放大器有A類、AB類,D類;音頻放大器不同類其達(dá)到的音質(zhì)也不同;不同環(huán)境對音質(zhì)、效率要求也不同;體積不一樣;制造成本也不一樣。1D類音頻放大器相關(guān)介紹 A音頻放大器:靜態(tài)工作點(diǎn)高(電壓、電流)功放聲音最為清新透明,具有很高的保真度。效率低(25%-50%);大功率體積大,成本高;適用:小功率(耳機(jī)),對音質(zhì)要求極高對能耗、成本要求不高的場所,2D類音頻放大器相關(guān)介紹 AB音頻放大器:靜態(tài)工作點(diǎn)較低(電流)音質(zhì)較好。效率較高(實(shí)際50%,理論78.5%);大功率體積比較大,成本高;適用:小、中、大功

2、率,對音質(zhì)要求較高對能耗、成本有一定要求的場所;高質(zhì)量的功放對功率管的線性要求較高;在D類出現(xiàn)之前適用最多。3D類音頻放大器相關(guān)介紹 D音頻放大器:靜態(tài)工作點(diǎn)幾乎為0(電壓、電流)音質(zhì)接近AB類。效率高(理論可以接近100%);大功率體積小,成本低;適用:中大功率,對音質(zhì)要求不太高,對能耗、成本有嚴(yán)格要求的場所;高度集成化。4D類音頻放大器相關(guān)介紹 D音頻放大器基本結(jié)構(gòu),可分為三個(gè)部分:5D類音頻放大器相關(guān)介紹 D音頻放大器基本結(jié)構(gòu)說明:第一部分為調(diào)制器,把原始音頻信號加上一定直流偏置后放在運(yùn)放的正輸入端,另通過自激振蕩生成一個(gè)三角形波加到運(yùn)放的負(fù)輸入端。第二部分就是D類功放,這是一個(gè)脈沖控制

3、的大電流開關(guān)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。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(gè)低通濾波器。使用LC低通濾波器。6D類音頻放大器相關(guān)介紹 D音頻放大器波形:7D類音頻放大器相關(guān)介紹 D音頻放大器關(guān)鍵技術(shù)說明:調(diào)制電路:要把20KHz以下的音頻調(diào)制成PWM信號,三角波的頻率至少要達(dá)到200KHz。頻率過低達(dá)到同樣要求的THD標(biāo)準(zhǔn),對無源LC低通濾波器的元件要求就高。頻率高,輸出波形的鋸齒小,更加接近原波形,THD小,而且可以用低數(shù)值、小體積和精度要求相對差一些的電感和電容來制成濾波器,造價(jià)相應(yīng)降低。更高的調(diào)制頻率還會(huì)出現(xiàn)

4、射頻干擾,所以調(diào)制頻率也不能高于1MHz。 三角波形的形狀、頻率的準(zhǔn)確性和時(shí)鐘信號的抖晃都會(huì)影響到以后復(fù)原的信號與原信號不同而產(chǎn)生失真。8D類音頻放大器相關(guān)介紹 D音頻放大器關(guān)鍵技術(shù)說明:D類功放設(shè)計(jì)考慮的角度與AB類功放完全不同。此時(shí)功放管的線性已沒有太大意義,更重要的開關(guān)響應(yīng)和飽和壓降。由于功放管處理的脈沖頻率是音頻信號的幾十倍,且要求保持良好的脈沖前后沿,所以管子的開關(guān)響應(yīng)要好。另外,整機(jī)的效率全在于管子飽和壓降引起的管耗。所以,飽和管壓降小不但效率高,功放管的散熱結(jié)構(gòu)也能得到簡化。9D類音頻放大器相關(guān)介紹 D音頻放大器功率輸出(半橋)部分:10D類音頻放大器相關(guān)介紹 D音頻放大器功率輸

5、出(全橋)部分:11D類音頻放大器相關(guān)介紹 D音頻放大器關(guān)鍵技術(shù)說明:與音質(zhì)有很大關(guān)系的因數(shù)就是位于驅(qū)動(dòng)輸出與負(fù)載之間的無源濾波器。該低通濾波器工作在大電流下,負(fù)載就是音箱。嚴(yán)格地講,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)把音箱阻抗的變化一起考慮進(jìn)去,但作為一個(gè)功放產(chǎn)品指定音箱是行不通的,所以D類功放與音箱的搭配中更有發(fā)燒友馳騁的天地。實(shí)際證明,當(dāng)失真要求在0.5%以下時(shí),用二階Butterworth最平坦響應(yīng)低通濾波器就能達(dá)到要求。如要求更高則需用四階濾波器,這時(shí)成本和匹配等問題都必須加以考慮。12D類音頻放大器相關(guān)介紹 D音頻放大器技術(shù)發(fā)展說明:高度集成化;無需外接濾波器;降低EMI。13D類音頻放大器相關(guān)介紹 D音頻

6、放大器技術(shù)發(fā)展說明:無需外接濾波器:每個(gè)半橋都有自己專用的比較器,從而可獨(dú)立控制每個(gè)輸出。調(diào)制器由差分音頻信號和高頻鋸齒波驅(qū)動(dòng)。14D類音頻放大器相關(guān)介紹 降低EMI設(shè)計(jì):通過抖動(dòng)或隨機(jī)化D類放大器的開關(guān)頻率實(shí)現(xiàn)擴(kuò)譜調(diào)制。實(shí)際開關(guān)頻率相對于標(biāo)稱開關(guān)頻率的變化范圍可達(dá)到10%,盡管開關(guān)波形的各個(gè)周期會(huì)隨機(jī)變化,但占空比不受影響,因此輸出波形可以保留音頻信息。15D類音頻放大器相關(guān)介紹 降低EMI設(shè)計(jì)比較:16D類音頻放大器相關(guān)介紹 類音頻放大器的實(shí)際使用:手機(jī)及;筆記本;電視機(jī);以下;以上一般采用外加功率管17D類音頻放大器相關(guān)介紹 類音頻放大器介紹:PAM83011.5W Output at

7、10% THD with a 8 Loadand 5V Power SupplyFilterless, Low Quiescent Current and Low EMIHigh Efficiency up to 88%Superior Low NoiseShort Circuit ProtectionThermal ShutdownFew External Components to Save Space and CostTiny SOT23-6 Package18D類音頻放大器相關(guān)介紹 類音頻放大器介紹:尺寸:2.9mmX2.8mmX1.2mm19D類音頻放大器相關(guān)介紹 類音頻放大器介紹:

8、PAM86033W Output at 10% THD with a 4 Load and5V Power SupplyFilterless, Low Quiescent Current and Low EMILow THD+N64-Step DC Volume Control from -75dB to+24dBSuperior Low NoiseEfficiency up to 89%Short Circuit ProtectionThermal ShutdownFew External Components to Save the Space and Cost20D類音頻放大器相關(guān)介紹

9、類音頻放大器介紹: PAM8603尺寸:8.6mmX6mmX1.5mm21D類音頻放大器相關(guān)介紹 類音頻放大器介紹:MAX9709 2 x 25W Output Power in Stereo Mode(8, THD = 10%) 1 x 50W Output Power in Mono Mode(4, THD = 10%) High Efficiency: Up to 87% Filterless Class D Amplifier Programmable Gain (+22dB, +25dB, +29.5dB,+36dB) Differential Inputs Suppress Com

10、mon-Mode Noise Shutdown and Mute Control Low 0.1% THD+N Current Limit and Thermal Protection22D類音頻放大器相關(guān)介紹 類音頻放大器介紹:MAX9709尺寸:8mmX8mmX1.5mm23D類音頻放大器相關(guān)介紹 類音頻放大器介紹:MAX970924D類音頻放大器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)目的:通過設(shè)計(jì)掌握進(jìn)一步類音頻放大器工作原理;通過設(shè)計(jì)掌握元器件的使用方法;通過設(shè)計(jì)掌握類音頻放大器設(shè)計(jì)方法;通過設(shè)計(jì)進(jìn)一步研究D類音頻放大器性能的提升;如何設(shè)計(jì)大功率類音頻放大器25D類音頻放大器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求:設(shè)計(jì)5W(THD=10%)

11、 D類音頻放大器設(shè)計(jì)(負(fù)載歐姆,電源); 基于HIP4080A設(shè)計(jì);要求失真度??;效率高;所有需要安裝插座;由于深圳大學(xué)沒有失真度儀只能利用示波器大致測量基礎(chǔ)技術(shù)指標(biāo)26D類音頻放大器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求:本設(shè)計(jì)采用CD4069組成的標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)三角波;本設(shè)計(jì)采用CA5470比較放大、反饋;本設(shè)計(jì)采用HIP4080A將這兩個(gè)輸入信號進(jìn)行脈寬調(diào)制成脈沖波,即讓脈沖波的寬度受音頻信號波幅度調(diào)制PWM信號;本設(shè)計(jì)采用4只功率管Tr1Tr4,4只管互相獨(dú)立交替工作;本設(shè)計(jì)采用4級巴特奧茲低通濾波器,截止頻率30KHZ,濾去高頻,完成D/A轉(zhuǎn)換后,送到揚(yáng)聲器發(fā)聲(實(shí)驗(yàn)為歐姆20W水泥電阻)。27D類音頻放大器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)過程要求:設(shè)計(jì)電路圖(不限制CAD軟件,建議使用PADS2007);設(shè)計(jì)PCB文件(不限制CAD軟件,建議使用PADS2007) ;提供表;制作PCB板(必須將各自的學(xué)號做上去);安裝調(diào)試;老師測試驗(yàn)收;上交設(shè)計(jì)調(diào)試分析報(bào)告28D類音頻放大器電路29D類音頻放大器設(shè)計(jì)BOM表:30D類音頻放大器設(shè)計(jì)BOM表:31D類音頻放大器設(shè)計(jì)成績認(rèn)定:設(shè)計(jì)報(bào)告及制作樣機(jī)

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