扬声器D类功放问答

2011-04-28 14:09:31来源: 互联网

采用D类开关放大电路可明显提高功放的效率。D类功放将音频信号转变为宽度随信号幅度变化的高频脉冲,控制功率管以相应的频率饱和导通或截止,功率管输出的信号经低通滤波器驱动扬声器发声。因功率管大部分时间处于饱和导通和截止状态,功率损耗很小,其效率可达90%以上。典型的D类功放可提供200W输出,效率达94%,谐波失真在1%~2.8%。

D类音频放大器自推出以来一直以其高效率、小体积广受设计人员的关注,近些年随着价格的降低和可以媲美AB类音频放大器的音频质量,在一些大众化消费电子领域,包括家庭影院、DVD播放机、台式音响、便携式多媒体领域等,有逐渐取代AB类音频放大器的趋势,并赢得了很大的成长空间。

D类功放保真度不如线性放大器,但在很多场合已能满足要求,例如汽车音响系统只要求低功率输出时失真小于2%,满功率输出时小于5%,而且经过改进D类功放的性能还将有所提高。另外,D类功放不存在交越失真。

D类开关放大器的概念源于50年前,但因其工作频率至少应为音频信号上限频率(20kHz)的4~5倍,早期采用电子管、晶体管的电路在功率、效率等方面还不能充分体现其优越性。20世纪80年代出现了开关速度和导通损耗满足要求的MOSFET,近年来又出现了集成前置驱动电路,如Harris公司的HIP4080,从而推动了D类功放的实用发展。D类功放所用的MOSFET为N沟道型,因为N型沟道MOSFET的导通损耗仅为相应规格的P沟道MOSFET的1/3。

D类开关放大器由积分器、占空比调制器、开关驱动电路及输出滤波器组成,采用半桥驱动的D类功放,它采用了固定频率的占空比调制器,功率管输出的方波信号与音频信号混合作为负反馈信号送入积分器。积分器兼有滤波作用,输出修正信号送占空比调制器,占空比调制器由比较器和三角波发生器组成,用修正信号对三角波进行调制产生调制输出,推动功率管工作。负反馈应取自低通滤波器之前,否则因滤波后的信号与输入的信号有相位差(二阶滤波器可能引起180°的相位差),可能引起电路自激,需采用复杂的相位补偿电路。

驱动功率管的调制信号为占空比随音频输入信号变化的方波,半桥驱动电路以相反的相位驱动两个功率管,一个导通时另一个截止。采用方波驱动是为了使MOSFET尽可能地改变工作状态,减少其处于线性放大区的时间,从而减少热损耗,提高效率。该电路的效率主要取决于功率管的开关损耗和导通损耗。输出滤波器将方波转变为放大的音频信号,推动扬声器发声。

软失真是一个什么样的状态?

软失真是指;在快到饱和前,功放的输出就开始出现抑制,这样一来;可以减少饱和时的谐波含量,D 类功放也有类似现象。你所看到的接近饱和时的振荡,实质是一并频现象,实际频率远超过20KHz,不会发出振荡噪音。D类功放方案效率很高,电源电压对效率的影响非常用限,在条件允许下;建议提高工作电压来避免功放的饱和输出来改善音质。

扬声器D 类功放和G 类功放如何选择?

G 类功放是界与D 类和AB 类间的产物,没有能摆脱AB 类的工作模式,只是从电源方面优化了功耗,电源部分被复杂化,效率和阻尼系数也差很多。从指标和实际性能看;D 类功放要好很多,G类不占任何优势。

扬声器D 类功放与AB 类功放的区别?

D 类和AB 类功放,如同开关稳压和线性稳压器之间一样,工作模式完全不同。D 类功放效率高达94%。

D 类功放的效率大概是多少?功耗如何计算?

D 类功放的损耗主要来源于两方面,一方面在于它的辅助电路,内部的音频信号处理还有辅助电路等等,还有一部分的功率损耗来自于开关部分,不管是大小功放,辅助电路差别不是很大,主要是开关损耗部分差别比较大,总体来讲,前级的模拟电路的功耗大体在一瓦左右,后级硬件的开关效率大约是百分之96,MOSFET 的功耗计算主要是来源于开关损耗和通态损耗两部分。

关键字:扬声器  问答

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0428/article_7857.html
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