揚(yáng)聲器D類功放有哪些優(yōu)點(diǎn)?
采用D類開關(guān)放大電路可明顯提高功放的效率。D類功放將音頻信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閷挾入S信號(hào)幅度變化的高頻脈沖,控制功率管以相應(yīng)的頻率飽和導(dǎo)通或截止,功率管輸出的信號(hào)經(jīng)低通濾波器驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。因功率管大部分時(shí)間處于飽和導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài),功率損耗很小,其效率可達(dá)90%以上。典型的D類功放可提供200W輸出,效率達(dá)94%,諧波失真在1%~2.8%。
D類音頻放大器自推出以來(lái)一直以其高效率、小體積廣受設(shè)計(jì)人員的關(guān)注,近些年隨著價(jià)格的降低和可以媲美AB類音頻放大器的音頻質(zhì)量,在一些大眾化消費(fèi)電子領(lǐng)域,包括家庭影院、DVD播放機(jī)、臺(tái)式音響、便攜式多媒體領(lǐng)域等,有逐漸取代AB類音頻放大器的趨勢(shì),并贏得了很大的成長(zhǎng)空間。
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D類功放保真度不如線性放大器,但在很多場(chǎng)合已能滿足要求,例如汽車音響系統(tǒng)只要求低功率輸出時(shí)失真小于2%,滿功率輸出時(shí)小于5%,而且經(jīng)過(guò)改進(jìn)D類功放的性能還將有所提高。另外,D類功放不存在交越失真。
D類開關(guān)放大器的概念源于50年前,但因其工作頻率至少應(yīng)為音頻信號(hào)上限頻率(20kHz)的4~5倍,早期采用電子管、晶體管的電路在功率、效率等方面還不能充分體現(xiàn)其優(yōu)越性。20世紀(jì)80年代出現(xiàn)了開關(guān)速度和導(dǎo)通損耗滿足要求的MOSFET,近年來(lái)又出現(xiàn)了集成前置驅(qū)動(dòng)電路,如Harris公司的HIP4080,從而推動(dòng)了D類功放的實(shí)用發(fā)展。D類功放所用的MOSFET為N溝道型,因?yàn)镹型溝道MOSFET的導(dǎo)通損耗僅為相應(yīng)規(guī)格的P溝道MOSFET的1/3。
矽源特科技ChipSourceTek D類開關(guān)放大器由積分器、占空比調(diào)制器、開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路及輸出濾波器組成,采用半橋驅(qū)動(dòng)的D類功放,它采用了固定頻率的占空比調(diào)制器,功率管輸出的方波信號(hào)與音頻信號(hào)混合作為負(fù)反饋信號(hào)送入積分器。積分器兼有濾波作用,輸出修正信號(hào)送占空比調(diào)制器,占空比調(diào)制器由比較器和三角波發(fā)生器組成,用修正信號(hào)對(duì)三角波進(jìn)行調(diào)制產(chǎn)生調(diào)制輸出,推動(dòng)功率管工作。負(fù)反饋應(yīng)取自低通濾波器之前,否則因?yàn)V波后的信號(hào)與輸入的信號(hào)有相位差(二階濾波器可能引起180°的相位差),可能引起電路自激,需采用復(fù)雜的相位補(bǔ)償電路。
矽源特科技ChipSourceTek 驅(qū)動(dòng)功率管的調(diào)制信號(hào)為占空比隨音頻輸入信號(hào)變化的方波,半橋驅(qū)動(dòng)電路以相反的相位驅(qū)動(dòng)兩個(gè)功率管,一個(gè)導(dǎo)通時(shí)另一個(gè)截止。采用方波驅(qū)動(dòng)是為了使MOSFET盡可能地改變工作狀態(tài),減少其處于線性放大區(qū)的時(shí)間,從而減少熱損耗,提高效率。該電路的效率主要取決于功率管的開關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗。輸出濾波器將方波轉(zhuǎn)變?yōu)榉糯蟮囊纛l信號(hào),推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。
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軟失真是一個(gè)什么樣的狀態(tài)?
軟失真是指;在快到飽和前,功放的輸出就開始出現(xiàn)抑制,這樣一來(lái);可以減少飽和時(shí)的諧波含量,D 類功放也有類似現(xiàn)象。你所看到的接近飽和時(shí)的振蕩,實(shí)質(zhì)是一并頻現(xiàn)象,實(shí)際頻率遠(yuǎn)超過(guò)20KHz,不會(huì)發(fā)出振蕩噪音。D類功放方案效率很高,電源電壓對(duì)效率的影響非常用限,在條件允許下;建議提高工作電壓來(lái)避免功放的飽和輸出來(lái)改善音質(zhì)。
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揚(yáng)聲器D類功放和G類功放如何選擇?
G類功放是界與D類和AB類間的產(chǎn)物,沒(méi)有能擺脫AB類的工作模式,只是從電源方面優(yōu)化了功耗,電源部分被復(fù)雜化,效率和阻尼系數(shù)也差很多。從指標(biāo)和實(shí)際性能看;D類功放要好很多,G類不占任何優(yōu)勢(shì)。
矽源特科技ChipSourceTek揚(yáng)聲器D類功放與AB類功放的區(qū)別?
D類功放的效率大概是多少?功耗如何計(jì)算?
D類功放的損耗主要來(lái)源于兩方面,一方面在于它的輔助電路,內(nèi)部的音頻信號(hào)處理還有輔助電路等等,還有一部分的功率損耗來(lái)自于開關(guān)部分,不管是大小功放,輔助電路差別不是很大,主要是開關(guān)損耗部分差別比較大,總體來(lái)講,前級(jí)的模擬電路的功耗大體在一瓦左右,后級(jí)硬件的開關(guān)效率大約是百分之96,MOSFET的功耗計(jì)算主要是來(lái)源于開關(guān)損耗和通態(tài)損耗兩部分。
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