




版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
1、第15卷第4期2004年12月廣西工學(xué)院學(xué)報Vol115No14JOURNALOFGUANGXIUNIVERSITYOFTECHNOLOGYDec12004文章編號100426410(2004)0420062203揚聲器的自濾波特性與D類功放失真的改善劉長學(xué)(鹽城工學(xué)院電氣工程系,江蘇鹽城224003)摘要:應(yīng)用動圈式揚聲器的電-力-聲類比等效線路對動圈式揚聲器的頻率特性進行了初步的研究,提出了利用揚聲器的自濾波性能改善因D類功放移相網(wǎng)絡(luò)引起信號相位失真的方法。同時,采用比較、反饋的方法對音頻信號的諧波加以抑制,使得數(shù)字功放的總體失真指數(shù)下降。關(guān)鍵詞:揚聲器;低通濾波;失真中圖分類號:TN72
2、211文獻標(biāo)識碼:A1概述,、超低音的功率放大電路中已廣泛使用。以往數(shù)“失真度”這一參數(shù)上與傳統(tǒng)的模擬功率放大器(尤其是A類)差距甚大1。,越來越多的專用芯片被開發(fā)出來,直接或間接地應(yīng)用到音頻功率放大領(lǐng)域中來,各項技術(shù)指標(biāo)大大改善,使得數(shù)字功率放大器成了新一代功率放大器的主流產(chǎn)品而倍受關(guān)注。一般來說,無論哪一類功率放大器,其輸出必須是模擬信號,而對數(shù)字功放而言,其H橋輸出的是PWM信號,因此先要將調(diào)制在載波上的模擬音頻信號取出來,才能驅(qū)動揚聲器發(fā)聲。這個工作是通過一個LC低通濾波器完成的。但LC低通網(wǎng)絡(luò)是一個移相網(wǎng)絡(luò),當(dāng)復(fù)合音頻信號通過這個網(wǎng)絡(luò)時,各個頻率信號的相移不同,這就導(dǎo)致音頻信號產(chǎn)生相
3、位失真。另外,調(diào)制過程中也會產(chǎn)生信號的非線性失真。減小失真成了進一步提高數(shù)字功放性能的重要課題。2揚聲器單元的自濾波特性目前,音響設(shè)備中使用的揚聲器單元,絕大多數(shù)是動圈式揚聲器。不管是高音單元、中音單元還是低音單元,它們具有類似的結(jié)構(gòu)、相同的電聲換能原理以及對信號源所呈現(xiàn)的性質(zhì)。其中揚聲器單元本身所具有的自濾波性質(zhì)更是三者所共有的。下面以低音單元為例闡明其這種特性。由于低音的波長遠大于揚聲器振動系統(tǒng)的尺寸,所以它的特性可用一個集中線路來模擬,這個方法稱為收稿日期:2004205226作者簡介:劉長學(xué)(19642),男,江蘇建湖人,鹽城工學(xué)院電氣工程系講師。第4期劉長學(xué):揚聲器的自濾波特性與D類
4、功放失真的改善63類比法。低音揚聲器的類比等效線路如圖12。其中Rg是功率放大器的內(nèi)阻,L為音圈鉗定時的電感,Re是音圈鉗定時的電阻,B為音圈處磁路空氣隙中的磁感應(yīng)強度,l為音圈導(dǎo)線長度,fc為音圈所受的力,vC為音圈震動的速度,MMD為震動系統(tǒng)的質(zhì)量,CMS為支撐系統(tǒng)的等效力順,YMS為支撐系統(tǒng)的力導(dǎo),ZMR為揚聲器的震動膜一面的輻射阻抗。如果將力學(xué)端的阻抗反映到電學(xué)回路,則等效線路如圖2所示2。從類比線路圖可以看出,作為音源的功率電信號從揚聲器的電學(xué)端接入到振動膜的輻射,其間有一個由L、MMD、CMS以及輻射抗組成的高階中心頻率很低的帶通濾波器。箱式揚聲器系統(tǒng)的箱體作用主要在于拓展揚聲器的
5、低頻性能,圖3是倒相式揚聲器系統(tǒng)的電力聲類比線路等效圖3倒相箱揚聲器系統(tǒng)電力聲類比圖到聲學(xué)端的線路圖2。從圖中可以看出,倒相式揚聲器箱實質(zhì)是一個聲學(xué)的低通濾波系統(tǒng)CAB、倒相管輻射聲質(zhì)量MAR所構(gòu)成的低通濾波網(wǎng)絡(luò),裝的超重低音揚聲器系統(tǒng)來說,、力學(xué)濾波之外,又多了一道聲學(xué)濾波的環(huán)節(jié),3:一是減小取樣失真,二是在功率輸出端很容易將“有效脈沖寬度”范圍的脈沖能夠被功率管識別。前兩個要求載波頻率高。載波頻率越高,抽樣信號還原后的失真越小,從頻譜圖上來看,音頻信號與載波頻率差距越大,信號就越容易被完整地還原出來。第三則要求頻率不能太高。因為一般的功率管的截止頻率都不高,如果采用信號中(高頻分量)失真3
6、。的“窄脈沖”不能被功率管識別,就會引起該脈沖的丟失,而導(dǎo)致音頻信號“細節(jié)”音頻信號的奈奎斯特(Nyquist)頻率為40kHz,實際上為了減少失真,采樣信號頻率取到音頻信號最高頻率(20kHz)的10倍(200kHz)以上,具體看調(diào)制度以及功率管的開關(guān)頻率而定。4利用揚聲器的特性實現(xiàn)濾波前面研究了揚聲器的自身具有的低通濾波特性,利用揚聲器這個特點,數(shù)字功率放大器H橋輸出的PWM信號可以直接輸出到低音揚聲器中,由揚聲器的電學(xué)和力學(xué)系統(tǒng)完成將PWM信號中的音頻信號濾出的任務(wù),而無需另加濾波器。這樣由高階LC所產(chǎn)生的相位失真也隨之消失。實驗中也證實了這一點:即去掉或接一個高端截止頻率較高的簡易濾波
7、網(wǎng)絡(luò)相位失真大大改善,尤其在2000Hz以上的音頻頻率區(qū)間。實驗比較曲線如圖4。64廣西工學(xué)院學(xué)報2004年12月將1kHz的正弦信號從功率放大器的音頻輸入端輸入,信號經(jīng)過調(diào)制、功率放大、音箱還原后,信號波形諧波失真十分明顯,如圖5。失真主要來自于調(diào)制環(huán)節(jié),抑制諧波失真將在下面進行介紹。5輸入信號諧波的抑制載波與音頻信號在頻率上的巨大差距,使得兩者的分離變得容易。但是對于音頻信號在調(diào)制電路中產(chǎn)生的諧波就無法用濾波器濾除了,揚聲器本身也無法做到,只能采用外加負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)的方法加以抑制。電路框圖如圖6所示4。反饋回路將功率放大器的輸出信號取回到輸入端,與輸入信號頻率進行比較,閉環(huán)放大器對與輸入信號相
8、同頻率信號的增益基本保持不變,而對于不同頻率的信號放大器增益衰減30dB40dB,因而使信號的諧波分量得以抑制。實驗中用頻率特性測試儀對所制作的放大器在不同功率輸出情況進行測試。加、不加反饋網(wǎng)絡(luò)放大器的諧波失真情況對比如圖7,曲線A是未加負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)時放大器總諧波失真隨頻率的變化關(guān)系,曲線B則是加了反饋后放大器的總諧波失真隨頻率的變化關(guān)系。從測量結(jié)果可以看出,總諧波失真減低到了0103013之間。6結(jié)論雖然不同的揚聲器具有不同的電學(xué)、力學(xué)和聲學(xué)參數(shù),但動圈式揚聲器都有類似的電學(xué)、力學(xué)甚至聲學(xué)濾波結(jié)構(gòu),只是低端和高端截止頻率不同罷了。利用這個特點,可以對數(shù)字功率放大器外加的濾波器參數(shù)進行調(diào)整,甚至
9、取消濾波網(wǎng)絡(luò),這樣不僅可以減小濾波器上的功率損耗,還能減小由濾波網(wǎng)絡(luò)引起的相位失真。若再配合使用一定特性的負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò),減小非線性失真,數(shù)字功放的優(yōu)點就不再局限在高效率一點上了。參考文獻:1李揮,羅勇,皺傳云1數(shù)字音頻功率放大器原理及實現(xiàn)J1電聲技術(shù),2003,(4):3223412管善群1電聲技術(shù)基礎(chǔ)M1北京:人民郵電出版社,199913劉長學(xué),王惠貞1D類功放的交越失真J1電聲技術(shù),2002,(7):5025114李志剛,石寅1D類功率放大器的失真分析及其負(fù)反饋方案討論J1電路與系統(tǒng)學(xué)報,2001,(10):242251(下轉(zhuǎn)第73頁)第4期周賽軍:建筑物屋面普通防水卷材滲漏原因分析與修復(fù)7
10、3Analysisofleakagecausesofordinarywater-proofcoilstockofroofingsandrepairingZHOUSai2jun(11CivilEngineeringInstituteofHunanUniversityofScienceandTechnology,HunanXiangtan411201,China;2.CivilEngineeringInstituteofHunanUniversity,HunanChangsha410081,China)Abstract:Theordinarywater2proofcoiledmaterialsli
11、keasphaltfeltandsoonwereusedasmainwater2proofmaterialsallthetimeinourcountry.Thiskindofmaterialsareofsomeadvantagessuchaslowercostandthecapacityofprotectingagainstwater,butofsomedisadvantagessuchasstruction,serionslypollutedenvironment,cracksatlowtemperatureandmatmostimportantisthatthetimetocontinuo
12、uslyprotectagainstwateristootoberepairedaftersevenoreightyears.Thepaperanalyzedsomesofinginordinarywater2proofcoilstockandputforwordsomemeasuresto.Keywords:roofing;water2p;repairing(責(zé)任編輯李捷)(上接第64頁)Characteristicsofselffilter-waveofloudspeakersandimprovementofdistortionofDkindofpoweramplificationLIUC
13、hang2xe(Dept.ofElectricEngineering,YanchenInstituteofTechnology,JiangsuYanchen224003,China)Abstract:Thepaperanalyzedthefrequencycharaeteristicsofaloudspeakerthroughtheanalogueandequivalentcircuitofelectricityandpowerandsoundoftheloudspeaker.Theinfluencesonaudio2frequencysignalsbyphase2distortionnetworkshouldbereducedasmuchaspossible,a
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 樓頂拆裝安全合同協(xié)議
- 售水機經(jīng)營合同協(xié)議
- 2025廣西特色農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)銷合同
- 2025南京房屋租賃合同書
- 2025標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備租賃合同書格式
- 向父母借款買房合同協(xié)議
- 2025購房協(xié)議書與購房合同的差異解析
- 商業(yè)混泥土購銷合同協(xié)議
- 2025家政服務(wù)居間合同范本
- 共同出資合作協(xié)議書
- 2024年安徽省高考政治試卷(含答案逐題解析)
- 解讀智能測試用例生成
- 三甲醫(yī)院臨床試驗機構(gòu)-01 V05機構(gòu)辦公室質(zhì)量控制SOP
- 【工程法規(guī)】王欣 教材精講班課件 35-第6章-6.1-建設(shè)單位和相關(guān)單位的安全責(zé)任制度
- 獸藥GSP質(zhì)量管理制度匯編
- 血液透析危重患者搶救制度
- 【基于單片機的智能送餐配送車設(shè)計與實現(xiàn)(論文)11000字】
- 人民防空工程標(biāo)識設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)(試行)
- 傳承勞動精神彰顯青春風(fēng)采發(fā)言稿
- 智能物流無人機配送行業(yè)發(fā)展建議
- 2024年生態(tài)環(huán)境執(zhí)法大練兵比武競賽理論考試題庫-上(單選題)
評論
0/150
提交評論