D類(lèi)音頻放大器介紹及設(shè)計(jì)

1、D類(lèi)音頻放大器相關(guān)介紹 音頻放大器:將音頻信號(hào)放大送到揚(yáng)聲器達(dá)到需要驅(qū)動(dòng)的功率;在實(shí)際中常用的音頻放大器有A類(lèi)、AB類(lèi)，D類(lèi)；音頻放大器不同類(lèi)其達(dá)到的音質(zhì)也不同；不同環(huán)境對(duì)音質(zhì)、效率要求也不同；體積不一樣；制造成本也不一樣。1D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，2D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

2、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(xiàn)性要求較高；在D類(lèi)出現(xiàn)之前適用最多。3D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。4D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：5D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

3、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。6D類(lèi)音頻放大器相關(guān)介紹 D音頻放大器波形：7D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)

4、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。8D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(xiàn)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。9D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：10D類(lèi)音頻放大器相關(guān)介紹 D音頻放大器功率輸

5、出（全橋）部分：11D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。12D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。13D類(lèi)音頻放大器相關(guān)介紹 D音頻

6、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)。14D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。15D類(lèi)音頻放大器相關(guān)介紹 降低EMI設(shè)計(jì)比較：16D類(lèi)音頻放大器相關(guān)介紹 類(lèi)音頻放大器的實(shí)際使用：手機(jī)及；筆記本；電視機(jī)；以下；以上一般采用外加功率管17D類(lèi)音頻放大器相關(guān)介紹 類(lèi)音頻放大器介紹：PAM83011.5W Output at

7、10% THD with a 8 Loadand 5V Power SupplyFilterless, Low Quiescent Current and Low EMIHigh Efficiency up to 88%Superior Low NoiseShort Circuit ProtectionThermal ShutdownFew External Components to Save Space and CostTiny SOT23-6 Package18D類(lèi)音頻放大器相關(guān)介紹 類(lèi)音頻放大器介紹：尺寸：2.9mmX2.8mmX1.2mm19D類(lèi)音頻放大器相關(guān)介紹 類(lèi)音頻放大器介紹：

8、PAM86033W Output at 10% THD with a 4 Load and5V Power SupplyFilterless, Low Quiescent Current and Low EMILow THD+N64-Step DC Volume Control from -75dB to+24dBSuperior Low NoiseEfficiency up to 89%Short Circuit ProtectionThermal ShutdownFew External Components to Save the Space and Cost20D類(lèi)音頻放大器相關(guān)介紹

9、類(lèi)音頻放大器介紹： PAM8603尺寸：8.6mmX6mmX1.5mm21D類(lèi)音頻放大器相關(guān)介紹 類(lèi)音頻放大器介紹：MAX9709 2 x 25W Output Power in Stereo Mode(8, THD = 10%) 1 x 50W Output Power in Mono Mode(4, THD = 10%) High Efficiency: Up to 87% Filterless Class D Amplifier Programmable Gain (+22dB, +25dB, +29.5dB,+36dB) Differential Inputs Suppress Com

10、mon-Mode Noise Shutdown and Mute Control Low 0.1% THD+N Current Limit and Thermal Protection22D類(lèi)音頻放大器相關(guān)介紹 類(lèi)音頻放大器介紹：MAX9709尺寸：8mmX8mmX1.5mm23D類(lèi)音頻放大器相關(guān)介紹 類(lèi)音頻放大器介紹：MAX970924D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)大功率類(lèi)音頻放大器25D類(lèi)音頻放大器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)5W（THD=10%)

11、 D類(lèi)音頻放大器設(shè)計(jì)（負(fù)載歐姆，電源）； 基于HIP4080A設(shè)計(jì);要求失真度小；效率高；所有需要安裝插座；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)26D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Tr1Tr4，4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)為歐姆20W水泥電阻）。27D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28D類(lèi)音頻放大器電路29D類(lèi)音頻放大器設(shè)計(jì)BOM表：30D類(lèi)音頻放大器設(shè)計(jì)BOM表：31D類(lèi)音頻放大器設(shè)計(jì)成績(jī)認(rèn)定:設(shè)計(jì)報(bào)告及制作樣機(jī)