D類(lèi)音頻放大器介紹及設(shè)計(jì)

D類(lèi)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(duì)音質(zhì)要求極高對(duì)能耗、成本要求不高的場(chǎng)所，D類(lèi)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、大功率，對(duì)音質(zhì)要求較高對(duì)能耗、成本有一定要求的場(chǎng)所；高質(zhì)量的功放對(duì)功率管的線性要求較高；在D類(lèi)出現(xiàn)之前適用最多。D類(lèi)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(lèi)。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(duì)音質(zhì)要求不太高，對(duì)能耗、成本有嚴(yán)格要求的場(chǎng)所；高度集成化。D類(lèi)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：D類(lèi)音頻放大器相關(guān)介紹

D音頻放大器基本結(jié)構(gòu)說(shuō)明：第一部分為調(diào)制器，把原始音頻信號(hào)加上一定直流偏置后放在運(yùn)放的正輸入端，另通過(guò)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(lèi)功放，這是一個(gè)脈沖控制的大電流開(kāi)關(guān)放大器，把比較器輸出的PWM信號(hào)變成高電壓、大電流的大功率PWM信號(hào)。第三部分需把大功率PWM波形中的聲音信息還原出來(lái)。方法很簡(jiǎn)單，只需要用一個(gè)低通濾波器。使用LC低通濾波器。D類(lèi)音頻放大器相關(guān)介紹

D音頻放大器波形：D類(lèi)音頻放大器相關(guān)介紹

D音頻放大器關(guān)鍵技術(shù)說(shuō)明：調(diào)制電路：要把20KHz以下的音頻調(diào)制成PWM信號(hào)，三角波的頻率至少要達(dá)到200KHz。頻率過(guò)低達(dá)到同樣要求的THD標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)無(wú)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(duì)差一些的電感和電容來(lái)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)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(hào)的抖晃都會(huì)影響到以后復(fù)原的信號(hào)與原信號(hào)不同而產(chǎn)生失真。D類(lèi)音頻放大器相關(guān)介紹

D音頻放大器關(guān)鍵技術(shù)說(shuō)明：D類(lèi)功放設(shè)計(jì)考慮的角度與AB類(lèi)功放完全不同。此時(shí)功放管的線性已沒(méi)有太大意義，更重要的開(kāi)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(hào)的幾十倍，且要求保持良好的脈沖前后沿，所以管子的開(kāi)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(jiǎn)化。D類(lèi)音頻放大器相關(guān)介紹

D音頻放大器功率輸出（半橋）部分：D類(lèi)音頻放大器相關(guān)介紹

D音頻放大器功率輸出（全橋）部分：D類(lèi)音頻放大器相關(guān)介紹

D音頻放大器關(guān)鍵技術(shù)說(shuō)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(wú)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(lèi)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(wèn)題都必須加以考慮。D類(lèi)音頻放大器相關(guān)介紹

D音頻放大器技術(shù)發(fā)展說(shuō)明：高度集成化；無(wú)需外接濾波器；降低EMI。D類(lèi)音頻放大器相關(guān)介紹

D音頻放大器技術(shù)發(fā)展說(shuō)明：無(wú)需外接濾波器：每個(gè)半橋都有自己專(zhuān)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(hào)和高頻鋸齒波驅(qū)動(dòng)。D類(lèi)音頻放大器相關(guān)介紹

降低EMI設(shè)計(jì)：通過(guò)抖動(dòng)或隨機(jī)化D類(lèi)放大器的開(kāi)關(guān)頻率實(shí)現(xiàn)擴(kuò)譜調(diào)制。實(shí)際開(kāi)關(guān)頻率相對(duì)于標(biāo)稱(chēng)開(kāi)關(guān)頻率的變化范圍可達(dá)到±10%，盡管開(kāi)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。D類(lèi)音頻放大器相關(guān)介紹

降低EMI設(shè)計(jì)比較：D類(lèi)音頻放大器相關(guān)介紹

Ｄ類(lèi)音頻放大器ＩＣ的實(shí)際使用：ＩＣ：１Ｗ手機(jī)及ＰＮＤ；３Ｗ筆記本；５Ｗ－１０Ｗ電視機(jī)；５０Ｗ以下；５０Ｗ以上一般采用ＩＣ＋外加功率管D類(lèi)音頻放大器相關(guān)介紹

Ｄ類(lèi)音頻放大器介紹：PAM83011.5WOutputat10%THDwitha8Loadand5VPowerSupplyFilterless,LowQuiescentCurrentandLowEMIHighEfficiencyupto88%SuperiorLowNoiseShortCircuitProtectionThermalShutdownFewExternalComponentstoSaveSpaceandCostTinySOT23-6PackageD類(lèi)音頻放大器相關(guān)介紹

Ｄ類(lèi)音頻放大器介紹：ＰＡＭ８３０１尺寸：2.9mmX2.8mmX1.2mmD類(lèi)音頻放大器相關(guān)介紹

Ｄ類(lèi)音頻放大器介紹：PAM86033WOutputat10%THDwitha4Loadand5VPowerSupplyFilterless,LowQuiescentCurrentandLowEMILowTHD+N64-StepDCVolumeControlfrom-75dBto+24dBSuperiorLowNoiseEfficiencyupto89%ShortCircuitProtectionThermalShutdownFewExternalComponentstoSavetheSpaceandCostD類(lèi)音頻放大器相關(guān)介紹

Ｄ類(lèi)音頻放大器介紹：PAM8603尺寸：8.6mmX6mmX1.5mmD類(lèi)音頻放大器相關(guān)介紹

Ｄ類(lèi)音頻放大器介紹：MAX9709?2x25WOutputPowerinStereoMode(8Ω,THD=10%)?1x50WOutputPowerinMonoMode(4Ω,THD=10%)?HighEfficiency:Upto87%?FilterlessClassDAmplifier?ProgrammableGain(+22dB,+25dB,+29.5dB,+36dB)?DifferentialInputsSuppressCommon-ModeNoise?ShutdownandMuteControl?Low0.1%THD+N?CurrentLimitandThermalProtectionD類(lèi)音頻放大器相關(guān)介紹

Ｄ類(lèi)音頻放大器介紹：MAX9709尺寸：8mmX8mmX1.5mmD類(lèi)音頻放大器相關(guān)介紹

Ｄ類(lèi)音頻放大器介紹：MAX9709D類(lèi)音頻放大器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)目的：通過(guò)設(shè)計(jì)掌握進(jìn)一步Ｄ類(lèi)音頻放大器工作原理；通過(guò)設(shè)計(jì)掌握元器件的使用方法；通過(guò)設(shè)計(jì)掌握Ｄ類(lèi)音頻放大器設(shè)計(jì)方法；通過(guò)設(shè)計(jì)進(jìn)一步研究D類(lèi)音頻放大器性能的提升；如何設(shè)計(jì)大功率Ｄ類(lèi)音頻放大器．D類(lèi)音頻放大器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)5W（THD=10%)D類(lèi)音頻放大器設(shè)計(jì)（負(fù)載８歐姆，電源１２Ｖ）；

基于HIP4080A設(shè)計(jì);要求失真度?。恍矢?；所有ＩＣ需要安裝插座；由于深圳大學(xué)沒(méi)有失真度儀只能利用示波器大致測(cè)量基礎(chǔ)技術(shù)指標(biāo)．D類(lèi)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(hào)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(hào)波幅度調(diào)制PWM信號(hào)；本設(shè)計(jì)采用4只功率管Tr1～Tr4，4只管互相獨(dú)立交替工作；本設(shè)計(jì)采用4級(jí)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８歐姆20W水泥電阻）。D類(lèi)音頻放大器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)過(guò)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ＢＯＭ表；制作PCB板（必須將各自的學(xué)號(hào)做上去）；安裝調(diào)試；老師測(cè)試驗(yàn)收；上交設(shè)計(jì)調(diào)試分析報(bào)告．D類(lèi)音頻放大器電路D類(lèi)音頻放大器設(shè)計(jì)BOM表：HIP4080A音頻放大器主要元件清單13C1,C19,C261UF/X7R/25V/C0805SMT21C247PF/NPO/100V/C0805SMT32C3,C41NF/X7R/50V/C0805SMT44C5,C7,C8,C270.22UF/X7R/25V/C0805SMT51C6100UF/電解/25V/20%/直插直插610C9,C10,C12,C13,C15,C17,C20,C22,C23,C250.1UF/X7R/50V/C0805SMT74C11,C14,C16,C184.7UF/X7R/25V/C0805SMT81C21330PF/X7R/50V/C0805SMT91C2410UF/X5R/25V/C1210SMT101C3782200UF/電解/25V/20%/直插直插112D1,D21N4002/DO-41直插122FB1,FB2PBY201209T-600Y-S/60歐姆/3A/L0805SMT132L1,L3SSL0804T-150M-S/15uH/3A/SMTSMT142備用SSL0804T-1R5M-S/1.5uH/3A/SMTSMT152L2,L4SSL0804T-100M-S/10uH/3A/SMTSMT161R1100K/5%/R0805SMT172R2,R193.3K/1%/R0805SMT181R310K/5%/R0805SMTD類(lèi)音頻放大器設(shè)計(jì)BOM表：191R41K/5%/R0805SMT207R5,R7,R8,R9,R10,R11，R64.64K/1%/R0805SMT214R12,R13,R14,R1510/5%/R0805SMT222R16,R1720K/5%/R0805SMT231R186.8K/5%/R0805SMT241R200-10K/5%/R0805（學(xué)生自己考慮，不用采購(gòu)）SMT252R21,R22200K/5%/R0805SMT261R233.9/5%/2W/直插SMT274TR1,TR2,TR3,TR4SI2306DS/SOT23-3SMT281U1HIP4080A/DIP20（同時(shí)IC插座也需要采購(gòu)）直插291U2CD4069UBCN/DIP14（同時(shí)IC插座也需要采購(gòu)）直插301U3CA5470E/DIP14（同時(shí)IC插座也需要采購(gòu)）直插311U4LM7806/TO-220直插321PCB1單面PCB，自己設(shè)計(jì)制作或使用萬(wàn)能板

特別說(shuō)明：關(guān)于SMT電阻及SMT電容也可以采用直插，建