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各类功放原理图及原理介绍
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更新于2023-03-03
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在音响领域里人们一直坚守着A类功放的阵地。认为A类功放声音最为清新透明,具有很高的保真度。但是,A类功放的低效率和高损耗却是它无法克服的先天顽疾。B类功放虽然效率提高很多,但实际效率仅为50%左右,在小型便携式音响设备如汽车功放、笔记本电脑音频系统和专业超大功率功放场合,仍感效率偏低不能令人满意。所以,效率极高的D类功放,因其符合绿色革命的潮流正受着各方面的重视。 由于集成电路技术的发展,原来用分立元件制作的很复杂的调制电路,现在无论在技术上还是在价格上均已不成问题。而且近年来数字音响技术的发展,人们发现D类功放与数字音响有很多相通之处,进一步显示出D类功放的发展优势。 D
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在音响领域里人们一直坚守着A类功放的阵地。认为A类功放声音最为清新透明,具有很高的保真度。但是,A
类功放的低效率和高损耗却是它无法克服的先天顽疾。B类功放虽然效率提高很多,但实际效率仅为50%左右,
在小型便携式音响设备如汽车功放、笔记本电脑音频系统和专业超大功率功放场合,仍感效率偏低不能令人满
意。所以,效率极高的D类功放,因其符合绿色革命的潮流正受着各方面的重视。 由于集成电路技术的发
展,原来用分立元件制作的很复杂的调制电路,现在无论在技术上还是在价格上均已不成问题。而且近年来数
字音响技术的发展,人们发现D类功放与数字音响有很多相通之处,进一步显示出D类功放的发展优势。 D
各类功放原理图及原理介绍各类功放原理图及原理介绍
类别:其它 发布于:2016/12/1 | 812 次阅读
在音响领域里人们一直坚守着A类功放的阵地。认为A类功放声音最为清新透明,具有很高的保真度。但是,A类功放的低
效率和高损耗却是它无法克服的先天顽疾。B类功放虽然效率提高很多,但实际效率仅为50%左右,在小型便携式音响设备如
汽车功放、笔记本电脑音频系统和专业超大功率功放场合,仍感效率偏低不能令人满意。所以,效率极高的D类功放,因其符
合绿色革命的潮流正受着各方面的重视。
由于集成电路技术的发展,原来用分立元件制作的很复杂的调制电路,现在无论在技术上还是在价格上均已不成问题。而
且近年来数字音响技术的发展,人们发现D类功放与数字音响有很多相通之处,进一步显示出D类功放的发展优势。
D类功放是放大元件处于开关工作状态的一种放大模式。无信号输入时放大器处于截止状态,不耗电。工作时,靠输入信号
让晶体管进入饱和状态,晶体管相当于一个接通的开关,把电源与负载直接接通。理想晶体管因为没有饱和压降而不耗电,实
际上晶体管总会有很小的饱和压降而消耗部分电能。这种耗电只与管子的特性有关,而与信号输出的大小无关,所以特别有利
于超大功率的场合。在理想情况下,D类功放的效率为100%,B类功放的效率为78.5%,A类功放的效率才50%或25%(按负
载方式而定)。
D类功放实际上只具有开关功能,早期仅用于继电器和电机等执行元件的开关控制电路中。然而,开关功能(也就是产生数
字信号的功能)随着数字音频技术研究的不断深入,用与Hi-Fi音频放大的道路却日益畅通。20世纪60年代,设计人员开始研
究D类功放用于音频的放大技术,70年代Bose公司就开始生产D类汽车功放。一方面汽车用蓄电池供电需要更高的效率,另一
方面空间小无法放入有大散热板结构的功放,两者都希望有D类这样高效的放大器来放大音频信号。其中关键的一步就是对音
频信号的调制。
图1是D类功放的基本结构,可分为三个部分:
图1 D类功放基本结构
第一部分为调制器,最简单的只需用一只运放构成比较器即可完成。把原始音频信号加上一定直流偏置后放在运放的正输
入端,另通过自激振荡生成一个三角形波加到运放的负输入端。当正端上的电位高于负端三角波电位时,比较器输出为高电
平,反之则输出低电平。若音频输入信号为零、直流偏置三角波峰值的1/2,则比较器输出的高低电平持续的时间一样,输出
就是一个占空比为1:1的方波。当有音频信号输入时,正半周期间,比较器输出高电平的时间比低电平长,方波的占空比大
于1:1;负半周期间,由于还有直流偏置,所以比较器正输入端的电平还是大于零,但音频信号幅度高于三角波幅度的时间
却大为减少,方波占空比小于1:1。这样,比较器输出的波形就是一个脉冲宽度被音频信号幅度调制后的波形,称为
PWM(PulseWidthModulation脉宽调制)或PDM波形。音频信息被调制到脉冲波形中。
第二部分就是D类功放,这是一个脉冲控制的大电流开关放大器,把比较器输出的PWM信号变成高电压、大电流的大功率
PWM信号。能够输出的最大功率有负载、电源电压和晶体管允许流过的电流来决定。
第三部分需把大功率PWM波形中的声音信息还原出来。方法很简单,只需要用一个低通滤波器。但由于此时电流很大,RC
结构的低通滤波器电阻会耗能,不能采用,必须使用LC低通滤波器。当占空比大于1:1的脉冲到来时,C的充电时间大于放
电时间,输出电平上升;窄脉冲到来时,放电时间长,输出电平下降,正好与原音频信号的幅度变化相一致,所以原音频信号
被恢复出来,见图2。
weixin_38631401
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