D类音频功放电路原理分析.pdf

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1、I一皇王砑霾⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．D龚音频功敦电路原理分析黑河学院金爽王柏生【摘要】本文从电路的基本理论出发，结合相关电路图及波形对D类音频功放电路的组成、工作原理进行详细的分析和阐述。【关键词】音频功放；调制器；低通滤波器D类音频功率放大器与A类、B类功率放大器相比它最大的优点是效率高，功率放大管工作在开关状态，在理想情况下电路的效率可以达到lO096。因此，有着广泛的应用。D类音频功放电路由调制器、开关功率放大器及低通滤波器三部分电路组成，如图1所示，其工作原理是：音频信号经过调制器进行脉宽调制后转换成脉宽调制信号，脉宽

2、调制信号由开关功率放大器进行放大，放大后的脉宽调制信号通过低通滤波器滤波后还原成放大了的音频信号送入扬声器：r——————1r——————1广一一]，l号嚣HH酗嚣lJ图4脉宽调制信号波形图圈1D类音频功放电路组成框图下面结合如图2所示D类音频功率放大电路，对其电路组成及工作原理进行分析。电路中运放A、、、A及外围元件构成调制器，场效应管T。、L构成开关功率放大器，电感L和图5PWM信号解调波形周期：波电平高于音频信号电平持续的时间比较长，7’1因此，电压比较器输出高电平持续的时间比低1o／~。电平持续的时间短，所以此时电压

3、比较器输出三角波幅值：矩形波的占空比小于1／2。即电压比较器输出矩形波的脉冲宽度被音频信号的幅度所调制，±U一=±二二LU，=±3V⋯R2产生脉宽调制信号。波形如图4所示波形如图3所示。二、开关功率放大器2．音频前置放大器开关功率放大器由场效应管T，、T组成，音频前置放大器的作用对音频信号进行电路的作用是对PWM信号进行幅度放大。电路放大，它由运放A。及外围电路组成，其中R用的工作原理是：当调制器由运放A输出的PwM信来调整输入音频信号的幅值，c隔直流通音频号为正半周时，T夹断、T：导通，输出幅度放⋯⋯⋯⋯⋯⋯曼．哩型塑皂墅

4、⋯⋯⋯⋯⋯⋯H信号作用，A。与R、R8、c。构成同相交流放大电大的PWM信号负半周；当调制器由运放A输出路，其电压放大倍数为：的PwM信号为负半周时，T导通、T夹断，输出+放大幅度的PWM信号正半周。功率放大场效应+墨Vt+鲁7管T、T工作在开关状态，在理想情况下消耗电路中c起高频消噪作用，防止放大器高的功率为零，所以该电路在理想情况下效率为Ot频自激，音频信号由运放A3的3脚输入，1脚输lOO％。出。三、低通滤波器一33．电压比较器低通滤波器由电感L和电容C组成，其作删电压比较器是调制器的核心，它由运放用是将放大后的PWM

5、信号中的音频信号解调出A构成，它的作用是将音频前置放大器输出的来。工作原理是：音频信号对三角波发生器送来的三角波进行调在低通滤波器中电路的放电时间常数：图3方波与三角渡变换波形图制，产生脉宽调制(PWM)信号输出。其工作原r=R，C5=8X0．68×10一S==5．44与PWM信号周一、调制器理如下：期接近，能够较好的把PWM信号中的音频信号调制器由三角波发生器、音频前置放大电压比较器反相端输入的三角波为u，解调出来，其波形如图5所示。解调后的音频器、电压比较器三部分电路组成。调制器的作同相端输入的音频信号为U。。当u。>u

6、时，电压信号送入扬声器发声。用是将音频信号对三角波信号进行脉宽调制，比较器输出高电平。当u。

7、间也相同，所以此时电压比较器参考文献滞回电压比较器由运放NE5532的A．，正反输出为占空比等于1／2的方波；当输入音频信【1】谢继宽．简单的开关型功率放大器[N】．电子报合订馈电路R，、R2，限幅电路R。、D构成，该电路产号为正半周时，三角波电平低于音频信号电平本，1999．生幅值为+-U=±6v的方波。持续的时间比较长，三角波电平高于音频信号【2】杨立，新孙鹏．12SkY,q)类超低音功率放大器l，电子撮积分电路由运放A、电阻R和电容c．组电平持续的时间比较短，因此，电压比较器输合订本，2000．成，积分电路将方波转换成

8、三角波输出。出高电平持续的时间比低电平持续的时间长，其三角波的频率：所以此时电压比较器输出矩形波的占空比大于本文属2013年黑龙江省大学生创新创业训练项目(编1／2,当输入音频信号为负半周时，三角波电号：201313744005)．蠢面100KHz平低于音频信号电平持续的时间比较短，三角一