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D类功放的构成及基本原理 D类功放输出功率测量方法

本文更适用于对D类功放有一定了解的工程师。

1、D类功放的构成及基本原理

构成:

D类功放的构成及基本原理 D类功放输出功率测量方法

D类功放基本结构可以分为3部分,a.调制器;b.放大器;c.低通滤波器

D类功放相对于A、B、C类来说更不好理解,因为它是需要调制的,看起来就是占空比不同的PWM波,波形看着与我们的音频模拟波形一点都不像。

基本原理:

简单理解就是:音频信号与三角波高频载波经过比较器进行比较,得到占空比不同的PWM波(调制器部分),然后将得到PWM信号通过放大器后驱动MOS管对管(放大器),最后经过滤波器输入到喇叭。调制后得到的PWM里面含有音频分量,然后通过低通滤波器滤掉高频载波还原成原始信号。

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2、D类功放的输出功率如何测量

功率测量的意义:防止扬声器实际使用功率超过其标称最大值导致破音及加速扬声器损坏,一般使用时会做一些降额。

从上述D类功放的基本工作原理可知,调制后输入到扬声器的PWM里面含有音频分量,需要通过低通滤波器滤掉高频载波还原成原始信号。如下图所示,

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测试步骤:首先为了测量方便需要给D类功放输入1kHz的音频信号,然后用低通滤波器在扬声器(4W/4Ω)输出端还原信号。经测试,B点、C点波形分别为

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B点VOP-VON之间信号

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C点V到GND之间信号

功率计算:5.48*5.48/8/4=0.94W

3、如何解决遇到POPnoise的问题:

POPnoise产生原因

POP noise是由于音频路径上隔直电容两端上电时候的压差而导致快速充电产生的,一般是在Audio PA的输入RC LPF上作调整,通过减小串联的C容值来改善,但是电容减小会引起低频成分的衰减,引起音质劣化,听感发硬。

a、措施1

使能引脚,在上电的时候,保证功放处于不工作状态,硬件做上下拉电阻解决。时序控制上保证有信号之后打开功放,功放先关闭再停止信号;

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b、措施2

声音渐入渐出:就是开启的时候音量调低,然后逐渐升高,关闭的时候音量逐步变低,再关闭;

4、D类放大器与AB类放大器效率对比:

a、因为在播放语言或音乐时,放大器大多数时间都工作于低输出功率的状态,所以D类放大器的效率平均比AB类放大器的效率高2.5到3倍;

b、这种高效率的特点决定了D类放大器特别适合用于便携式设备(延长电池寿命,不需要散热器而减小体积)和特大功率设备(减小功耗)中;

D类功放的构成及基本原理 D类功放输出功率测量方法

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如上是我在使用D类功放的过程中遇到的一些问题和查找到的一些比较有用的东西,粗枝大叶地写了个大概,更多细节,希望各位网友可以自行探索、研究、发现。另外关于D类功放使用过程中的LC滤波电路设计、D类功放与其他各类功放的差异对比等可以多多研究。最后关于功放,可以在文末留言互动交流。

原文标题:关于D类功放,这些知识点你大概率还不知道!

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审核编辑:汤梓红

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