D类放大器驱动的高效音频功率放大器设计与实现
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更新于2024-08-31
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本文档探讨了基于D类放大的高效率音频功率放大器的设计,目的是为了提升功放的效率,以满足现代社会对高效能、节能和小型化设备的需求。设计的核心技术包括D类功率放大器、单片机89C51和可编程逻辑器件(FPGA)的集成。
首先,系统方案的选择上,作者比较了两种方案:数字方案和硬件电路方案。数字方案虽然硬件简单,但可能引入较大的数字噪声;而硬件电路方案噪声较小且信号幅度可控,因此被选为首选。具体到三角波和PWM波的产生,采用了方案①,即NE555产生线性度好、频率控制简单的三角波,然后通过直接比较音频信号来生成PWM波,以确保高效率和抑制共模噪声。
三角波产生电路采用恒流源设计,通过电容的充放电产生稳定且可调幅值的三角波。而在PWM波产生部分,作者选择了方案②,即双路比较,这不仅可以减少开关元件的开关次数,降低功耗,提高效率,还能有效抑制共模噪声。
为了保护电路免受短路的影响,设计了两种短路保护方案。电流互感器法通过检测负载电流来判断过流情况,但考虑到接入电流互感器可能带来的额外复杂性,最终选择了采样电阻法,这种方法简单易行且对系统影响小。
整个系统的实现框图如图1所示,主要包括高效率功率放大模块、信号变换电路、过流保护模块以及功率测量模块。其中,高效率功率放大模块是核心,负责音频信号的放大处理,通过与单片机和FPGA的协同工作,实现了音频信号的高效、精确控制和保护。
这篇文章详细介绍了基于D类放大的音频功率放大器设计的具体步骤和技术选择,突出了其在现代电子设备中的高效能和节能优势,以及在系统保护和电路设计上的创新方法。
2009-07-16 上传
2023-10-18 上传
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2023-07-27 上传
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2023-05-30 上传
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