1756-DMCF030
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D類放大器的架構有對稱與非對稱兩大類， 在此討論的D類功放針對的是對功率、體積都非常敏感的便攜式應用，因此采用全電橋的對稱型放大器，以充分利用其單一電源、系統(tǒng)小型化的特點。D 類功率放大器由PWM 電路、開關功放電路及輸出濾波器組成
采用了由比較器和三角波發(fā)生器組成的固定頻率的PWM電路，用輸入的音頻信號幅度對三角波進行調(diào)制，得到占空比隨音頻輸入信號幅度變化的方波， 并以相反的相位驅(qū)動上下橋臂的功率管，使功率管一個導通時另一個截止，再經(jīng)輸出濾波器將方波轉(zhuǎn)變?yōu)橐纛l信號，推動揚聲器發(fā)聲。采用全橋的D 類放大器可以實現(xiàn)平衡輸出，易于改善放大器的輸出濾波特性，并可減少干擾。全橋電路負載上的電壓峰峰值接近電源電壓的2 倍，可采用單電源供電。實現(xiàn)時，通常采取2 路輸出脈沖相位相反的方法。
D 類功率放大器的工作過程是： 當輸入模擬音頻信號時，模擬音頻信號經(jīng)過PWM 調(diào)制器變成與其幅度相對應脈寬的高頻率PWM 脈沖信號，控制開關單元的開/關，經(jīng)脈沖推動器驅(qū)動脈沖功率放大器工作，然后經(jīng)過功率低通濾波器帶動揚聲器工作。
比較器電路采用低功耗、單電源工作的雙路比較器芯片LM311 構成。此處為提高系統(tǒng)效率，減少后級H 橋中CMOS 管不必要的開合， 用兩路偏置不同的三角波分別與音頻信號的上半部和下半部進行比較，當正端上的電位高于負端的電位時，比較器輸出為高電平，反之則輸出低電平。這樣產(chǎn)生兩路相互對應的PWM波信號給后級驅(qū)動電路進行處理，雙路比較電
此處值得注意的是將上半部比較處理為音頻信號接比較器的負向端、三角波信號接正向端；下半部比較則相反，這樣形成相互對應，在音頻信號的半部形成相應PWM 波時，另半部為低電平，可保征后級H 橋中的CMOS 管沒有不必要的開合，以減少系統(tǒng)功率損耗。電路以音頻信號為調(diào)制波，頻率為70kHz 的三角波為載波，兩路信號均加上2．5V 的直流偏置電壓，通過比較器進行比較，得到幅值相同，占空比隨音頻幅度變化的脈沖信號。
LM311 芯片的供電電壓為5V 單電源，為給V＋＝V－提供2．5V的靜態(tài)電位，取R10＝R11，R8＝R9，4 個電阻均取10kΩ。由于三角波Vp－p＝2V，所以要求音頻信號的Vp－p 不能大于2V，否則會使功放產(chǎn)生失真。由于比較器芯片LM311 的輸出級是集電極開路結構，輸出端須加上拉電阻，上拉電阻的阻值采用1kΩ 的電阻。
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