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    D類(lèi)功放的工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)

    發(fā)布時(shí)間:2022-03-18 瀏覽量:1

    D類(lèi)功放指的是D類(lèi)音頻功率放大器(有時(shí)也稱(chēng)為數字功放)。通過(guò)控制開(kāi)關(guān)單元的ON/OFF,驅動(dòng)揚聲器的放大器稱(chēng)D類(lèi)放大器。D類(lèi)放大器首次提出于1958年,近些年已逐漸流行起來(lái)。已經(jīng)問(wèn)世多年,與一般的線(xiàn)性AB類(lèi)功放電路相比,D類(lèi)功放有效率高、體積小等特點(diǎn)。

    D類(lèi)功放工作原理

    D類(lèi)功放設計考慮的角度與AB類(lèi)功放完全不同。此時(shí)功放管的線(xiàn)性已沒(méi)有太大意義,更重要的開(kāi)關(guān)響應和飽和壓降。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(kāi)關(guān)響應要好。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,功放管的散熱結構也能得到簡(jiǎn)化。若干年前,這種高頻大功率管的價(jià)格昂貴,在一定程度上限制了D類(lèi)功放的發(fā)展?,F在小電流控制大電流的MOSFET已普遍運用于工業(yè)領(lǐng)域,特別是近年來(lái)UHC MOSFET已在Hi-Fi功放上應用,器件的障礙已經(jīng)消除。

    調制電路也是D類(lèi)功放的一個(gè)特殊環(huán)節。要把20KHz以下的音頻調制成PWM信號,三角波的頻率至少要達到200KHz。頻率過(guò)低達到同樣要求的THD標準,對無(wú)源LC低通濾波器的元件要求就高,結構復雜。頻率高,輸出波形的鋸齒小,更加接近原波形,THD小,而且可以用低數值、小體積和精度要求相對差一些的電感和電容來(lái)制成濾波器,造價(jià)相應降低。但此時(shí)晶體管的開(kāi)關(guān)損耗會(huì )隨頻率上升而上升,無(wú)源器件中的高頻損耗、射頻的聚膚效應都會(huì )使整機效率下降。更高的調制頻率還會(huì )出現射頻干擾,所以調制頻率也不能高于1MHz。

    同時(shí),三角波形的形狀、頻率的準確性和時(shí)鐘信號的抖晃都會(huì )影響到以后復原的信號與原信號不同而產(chǎn)生失真。所以要實(shí)現高保真,出現了很多與數字音響保真相同的考慮。

    還有一個(gè)與音質(zhì)有很大關(guān)系的因數就是位于驅動(dòng)輸出與負載之間的無(wú)源濾波器。該低通濾波器工作在大電流下,負載就是音箱。嚴格地講,設計時(shí)應把音箱阻抗的變化一起考慮進(jìn)去,但作為一個(gè)功放產(chǎn)品指定音箱是行不通的,所以D類(lèi)功放與音箱的搭配中更有發(fā)燒友馳騁的天地。實(shí)際證明,當失真要求在0.5%以下時(shí),用二階Butterworth最平坦響應低通濾波器就能達到要求。如要求更高則需用四階濾波器,這時(shí)成本和匹配等問(wèn)題都必須加以考慮。

    近年來(lái),一般應用的D類(lèi)功放已有集成電路芯片,用戶(hù)只需按要求設計低通濾波器即可。

    D類(lèi)功放優(yōu)點(diǎn)


    1.d類(lèi)功放具有很高的能量使用轉換率,而且它的體積很小,具有很強的可靠性。d類(lèi)功放的電池使用率可以達到90%以上,符合綠色環(huán)保的要求。


    2.d類(lèi)功放的使用范圍很廣,其連接的負載阻抗最低值可以達到很低,另外不管負載阻抗值如何變化,其電池的轉換率基本上可以說(shuō)是不變

    3.d類(lèi)功放沒(méi)有高頻、中頻、低頻的相對變化,它的聲音非常清晰,而且聲像有很準確的定位。

    4.d類(lèi)功放非常適合產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)。只要確保安裝對元器件,就可以使產(chǎn)品具有的很好的一致性,而且生產(chǎn)的過(guò)程中不需要任何的調試,安全可靠。

    5.d類(lèi)功放可以直接實(shí)現群控、遙控、監測等功能,而不需要添加任何的裝置。


    D類(lèi)功放缺點(diǎn)


    D類(lèi)功率放大器雖然有很多優(yōu)點(diǎn),但是也同樣有很多缺點(diǎn),而且這些缺點(diǎn)嚴重影響著(zhù)D類(lèi)功率放大器的發(fā)展,下面我就具體來(lái)說(shuō)說(shuō)D類(lèi)功率放大器的缺點(diǎn):

    1.D類(lèi)功率放大器沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的開(kāi)關(guān),若是安裝的功率晶體管和其他器件匹配的不好,會(huì )導致整個(gè)產(chǎn)品質(zhì)量不過(guò)關(guān)。

    2.功率晶體管在其剛開(kāi)始連接和最后關(guān)閉的過(guò)程中,緊靠地面的電位會(huì )發(fā)生波動(dòng)等情況,從而增加了噪音。

    3.輸出電路有可能會(huì )出現死區等情況。 

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