D類音頻放大器介紹及設(shè)計

1、D類音頻放大器相關(guān)介紹 音頻放大器:將音頻信號放大送到揚聲器達(dá)到需要驅(qū)動的功率;在實際中常用的音頻放大器有A類、AB類，D類；音頻放大器不同類其達(dá)到的音質(zhì)也不同；不同環(huán)境對音質(zhì)、效率要求也不同；體積不一樣；制造成本也不一樣。1D類音頻放大器相關(guān)介紹 A音頻放大器:靜態(tài)工作點高（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），對音質(zhì)要求極高對能耗、成本要求不高的場所，2D類音頻放大器相關(guān)介紹 AB音頻放大器:靜態(tài)工作點較低（電流）音質(zhì)較好。效率較高（實際50%，理論78.5%）；大功率體積比較大，成本高；適用：小、中、大功

2、率，對音質(zhì)要求較高對能耗、成本有一定要求的場所；高質(zhì)量的功放對功率管的線性要求較高；在D類出現(xiàn)之前適用最多。3D類音頻放大器相關(guān)介紹 D音頻放大器:靜態(tài)工作點幾乎為0（電壓、電流）音質(zhì)接近AB類。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，對音質(zhì)要求不太高，對能耗、成本有嚴(yán)格要求的場所；高度集成化。4D類音頻放大器相關(guān)介紹 D音頻放大器基本結(jié)構(gòu)，可分為三個部分：5D類音頻放大器相關(guān)介紹 D音頻放大器基本結(jié)構(gòu)說明：第一部分為調(diào)制器，把原始音頻信號加上一定直流偏置后放在運放的正輸入端，另通過自激振蕩生成一個三角形波加到運放的負(fù)輸入端。第二部分就是D類功放，這是一個脈沖控制

3、的大電流開關(guān)放大器，把比較器輸出的PWM信號變成高電壓、大電流的大功率PWM信號。第三部分需把大功率PWM波形中的聲音信息還原出來。方法很簡單，只需要用一個低通濾波器。使用LC低通濾波器。6D類音頻放大器相關(guān)介紹 D音頻放大器波形：7D類音頻放大器相關(guān)介紹 D音頻放大器關(guān)鍵技術(shù)說明：調(diào)制電路：要把20KHz以下的音頻調(diào)制成PWM信號，三角波的頻率至少要達(dá)到200KHz。頻率過低達(dá)到同樣要求的THD標(biāo)準(zhǔn)，對無源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差一些的電感和電容來制成濾波器，造價相應(yīng)降低。更高的調(diào)制頻率還會出現(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)確性和時鐘信號的抖晃都會影響到以后復(fù)原的信號與原信號不同而產(chǎn)生失真。8D類音頻放大器相關(guān)介紹 D音頻放大器關(guān)鍵技術(shù)說明：D類功放設(shè)計考慮的角度與AB類功放完全不同。此時功放管的線性已沒有太大意義，更重要的開關(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的幾十倍，且要求保持良好的脈沖前后沿，所以管子的開關(guān)響應(yīng)要好。另外，整機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)也能得到簡化。9D類音頻放大器相關(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類音頻放大器相關(guān)介紹 D音頻放大器關(guān)鍵技術(shù)說明：與音質(zhì)有很大關(guān)系的因數(shù)就是位于驅(qū)動輸出與負(fù)載之間的無源濾波器。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)計時應(yīng)把音箱阻抗的變化一起考慮進去，但作為一個功放產(chǎn)品指定音箱是行不通的，所以D類功放與音箱的搭配中更有發(fā)燒友馳騁的天地。實際證明，當(dāng)失真要求在0.5%以下時，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，這時成本和匹配等問題都必須加以考慮。12D類音頻放大器相關(guān)介紹 D音頻放大器技術(shù)發(fā)展說明：高度集成化；無需外接濾波器；降低EMI。13D類音頻放大器相關(guān)介紹 D音頻

6、放大器技術(shù)發(fā)展說明：無需外接濾波器：每個半橋都有自己專用的比較器，從而可獨立控制每個輸出。調(diào)制器由差分音頻信號和高頻鋸齒波驅(qū)動。14D類音頻放大器相關(guān)介紹 降低EMI設(shè)計：通過抖動或隨機化D類放大器的開關(guān)頻率實現(xiàn)擴譜調(diào)制。實際開關(guān)頻率相對于標(biāo)稱開關(guān)頻率的變化范圍可達(dá)到10%，盡管開關(guān)波形的各個周期會隨機變化，但占空比不受影響，因此輸出波形可以保留音頻信息。15D類音頻放大器相關(guān)介紹 降低EMI設(shè)計比較：16D類音頻放大器相關(guān)介紹 類音頻放大器的實際使用：手機及；筆記本；電視機；以下；以上一般采用外加功率管17D類音頻放大器相關(guān)介紹 類音頻放大器介紹：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類音頻放大器相關(guān)介紹 類音頻放大器介紹：尺寸：2.9mmX2.8mmX1.2mm19D類音頻放大器相關(guān)介紹 類音頻放大器介紹：

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類音頻放大器相關(guān)介紹

9、類音頻放大器介紹： PAM8603尺寸：8.6mmX6mmX1.5mm21D類音頻放大器相關(guān)介紹 類音頻放大器介紹：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類音頻放大器相關(guān)介紹 類音頻放大器介紹：MAX9709尺寸：8mmX8mmX1.5mm23D類音頻放大器相關(guān)介紹 類音頻放大器介紹：MAX970924D類音頻放大器設(shè)計設(shè)計目的：通過設(shè)計掌握進一步類音頻放大器工作原理；通過設(shè)計掌握元器件的使用方法；通過設(shè)計掌握類音頻放大器設(shè)計方法；通過設(shè)計進一步研究D類音頻放大器性能的提升；如何設(shè)計大功率類音頻放大器25D類音頻放大器設(shè)計設(shè)計要求：設(shè)計5W（THD=10%)

11、 D類音頻放大器設(shè)計（負(fù)載歐姆，電源）； 基于HIP4080A設(shè)計;要求失真度?。恍矢?；所有需要安裝插座；由于深圳大學(xué)沒有失真度儀只能利用示波器大致測量基礎(chǔ)技術(shù)指標(biāo)26D類音頻放大器設(shè)計設(shè)計要求：本設(shè)計采用CD4069組成的標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)三角波；本設(shè)計采用CA5470比較放大、反饋；本設(shè)計采用HIP4080A將這兩個輸入信號進行脈寬調(diào)制成脈沖波，即讓脈沖波的寬度受音頻信號波幅度調(diào)制PWM信號；本設(shè)計采用4只功率管Tr1Tr4，4只管互相獨立交替工作；本設(shè)計采用4級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，送到揚聲器發(fā)聲(實驗為歐姆20W水泥電阻）。27D類音頻放大器設(shè)計設(shè)計過程要求：設(shè)計電路圖（不限制CAD軟件，建議使用PADS2007）；設(shè)計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)號做上去）；安裝調(diào)試；老師測試驗收；上交設(shè)計調(diào)試分析報告28D類音頻放大器電路29D類音頻放大器設(shè)計BOM表：30D類音頻放大器設(shè)計BOM表：31D類音頻放大器設(shè)計成績認(rèn)定:設(shè)計報告及制作樣機