d类功率放大器电路 d类功率放大器电路图
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D类功放原理详细介绍
D类功放是个好东西啊,效率极高,省电,而且清晰度特别好,只是这种技术成本太高了,只有个别的高端品牌才会采用
D类功放的工作原理
D类功放设计考虑的角度与AB类功放完全不同。此时功放管的线性已没有太大意义,更重要的开关响应和饱和压降。由于功放管处理的脉冲频率是音频信号的几十倍,且要求保持良好的脉冲前后沿,所以管子的开关响应要好。另外,整机的效率全在于管子饱和压降引起的管耗。所以,饱和管压降小不但效率高,功放管的散热结构也能得到简化。若干年前,这种高频大功率管的价格昂贵,在一定程度上限制了D类功放的发展。现在小电流控制大电流的MOSFET已普遍运用于工业领域,特别是近年来UHC MOSFET已在Hi-Fi功放上应用,器件的障碍已经消除。
调制电路也是D类功放的一个特殊环节。要把20KHz以下的音频调制成PWM信号,三角波的频率至少要达到200KHz。频率过低达到同样要求的THD标准,对无源LC低通滤波器的元件要求就高,结构复杂。频率高,输出波形的锯齿小,更加接近原波形,THD小,而且可以用低数值、小体积和精度要求相对差一些的电感和电容来制成滤波器,造价相应降低。但此时晶体管的开关损耗会随频率上升而上升,无源器件中的高频损耗、射频的聚肤效应都会使整机效率下降。更高的调制频率还会出现射频干扰,所以调制频率也不能高于1MHz。
同时,三角波形的形状、频率的准确性和时钟信号的抖晃都会影响到以后复原的信号与原信号不同而产生失真。所以要实现高保真,出现了很多与数字音响保真相同的考虑。
还有一个与音质有很大关系的因数就是位于驱动输出与负载之间的无源滤波器。该低通滤波器工作在大电流下,负载就是音箱。严格地讲,设计时应把音箱阻抗的变化一起考虑进去,但作为一个功放产品指定音箱是行不通的,所以D类功放与音箱的搭配中更有发烧友驰骋的天地。实际证明,当失真要求在0.5%以下时,用二阶Butterworth最平坦响应低通滤波器就能达到要求。如要求更高则需用四阶滤波器,这时成本和匹配等问题都必须加以考虑。
近年来,一般应用的D类功放已有集成电路芯片,用户只需按要求设计低通滤波器即可。
什么是d类功放?
D类功放
指的是D类音频
功率放大器
(有时也称为
数字功放
)。
通过
控制开关
单元的ON/OFF,驱动扬声器的放大器称
D类放大器
。D类放大器首次提出于1958年,近些年已逐渐流行起来。已经问世多年,与一般的线性AB类功放电路相比,D类功放有效率高、体积小等特点。
D类功放,是一个脉冲控制的大电流开关放大器,把
比较器
输出的
PWM信号
变成高电压、大电流的大功率PWM信号。能够输出的最大功率由负载、电源电压和晶体管允许流过的电流来决定。
扩展资料
关于d类功放的优势:
传统的
音频功率放大器
有a类、ab类、b类、c类等几种,其功率放大器件(
电子管
、晶体管、
场效应管
、集成电路等)均工作于线性放大区域,属
线性放大器
,其效率普遍不高,通常
ab类放大器
的效率不会超过60%。
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。
参考资料来源:
百度百科
-D类功放
为何老烧不喜欢d类功放
因为1、D类功率放大器的没有专门的开关,若是安装的功率晶体管和其他器件匹配的不好,会导致整个产品质量不过关。2、D类功率放大器的功率晶体管在其刚开始连接和最后的关闭过程中,紧靠 地面 的电位会发生波动等情况,从而增加了噪音。3、D类功率放大器的输出电路有可能会出现死区等情况。 4、D类功率放大器的扬声器可能会因为某种原因而出现失真等情况。
在音响领域里人们一直坚守着A类功放的阵地。认为A类功放声音最为清新D类功效芯片透明,具有很高的保真度。但是,A类功放的低效率和高损耗却是它无法克服的先天顽疾。B类功放虽然效率提高很多,但实际效率仅为50%左右,在小型便携式音响设备如汽车功放、笔记本电脑音频系统和专业超大功率功放场合,仍感效率偏低不能令人满意。所以,效率极高的D类功放,因其符合绿色革命的潮流正受着各方面的重视。 由于集成电路技术的发展,原来用分立元件制作的很复杂的调制电路,现在无论在技术上还是在价格上均已不成问题。而且近年来数字音响技术的发展,人们发现D类功放与数字音响有很多相通之处,进一步显示出D类功放的发展优势。D类功放是放大元件处于开关工作状态的一种放大模式。无信号输入时放大器处于截止状态,不耗电。工作时,靠输入信号让晶体管进入饱和状态,晶体管相当于一个接通的开关,把电源与负载直接接通。理想晶体管因为没有饱和压降而不耗电,实际上晶体管总会有很小的饱和压降而消耗部分电能。这种耗电只与管子的特性有关,而与信号输出的大小无关,所以特别有利于超大功率的场合。在理想情况下,D类功放的效率为100%,B类功放的效率78.5%,A类功放的效率才50%或25%(按负载方式而定)。D类功放实际上具有开关功能,早期仅用于继电器和电机等执行元件的开关控制电路中。然而,开关功能(也就是产生数字信号的功能)随着数字音频技术研究的不断深入,用与Hi-Fi音频放大的道路却日益畅通。20世纪60年代,设计人员开始研究D类功放用于音频的放大技术,70年代Bose公司就开始生产D类汽车功放。一方面汽车用蓄电池供电需要更高的效率,另一方面空间小无法放入有大散热板结构的功放,两者都希望有D类这样高效的放大器来放大音频新号。其中关键的一步就是对音频信号的调制。
A类 B类 AB类 D类功放的区别,有什么不一样
1、纯甲类功率放大器
纯甲类功率放大器又称为A类功率放大器(Class A),它是一种完全的线性放大形式的放大器。在纯甲类功率放大器工作时,晶体管的正负通道不论有或没有信号都处于常开状态,这就意味着更多的功率消耗为热量,但失真率极低。
纯甲类功率放大器在汽车音响的应用中比较少见,像意大利的Sinfoni高级系列才有这类功率放大器。这是因为纯甲类功率放大器的效率非常低,通常只有20-30%,但音响发烧友们对它的声音表现津津乐道。
2、乙类功率放大器
乙类功率放大器,也称为B类功率放大器(Class B),它也被称为线性放大器,但是它的工作原理与纯甲类功率放大器完全不同。B类功放在工作时,晶体管的正负通道通常是处于关闭的状态除非有信号输入,也就是说,在正相的信号过来时只有正相通道工作,而负相通道关闭,
两个通道绝不会同时工作,因此在没有信号的部分,完全没有功率损失。但是在正负通道开启关闭的时候,常常会产生跨越失真,特别是在低电平的情况下,所以B类功率放大器不是真正意义上的高保真功率放大器。在实际的应用中,其实早期许多的汽车音响功放都是B类功放,因为它的效率比较高。
3、甲乙类功率放大器
甲乙类功率放大器也称为AB类功率放大器(Class AB),它是兼容A类与B类功放的优势的一种设计。当没有信号或信号非常小时,晶体管的正负通道都常开,这时功率有所损耗,但没有A类功放严重。当信号是正相时,负相通道在信号变强前还是常开的,但信号转强则负通道关闭。
当信号是负相时,正负通道的工作刚好相反。AB类功率放大器的缺陷在于会产生一点点的交越失真,但是相对于它的效率比以及保真度而言,都优于A类和B类功放,AB类功放也是目前汽车音响中应用最为广泛的设计。
4、D类功率放大器
D类放大器与上述A,B或AB类放大器不同,其工作原理基于开关晶体管,可在极短的时间内完全导通或完全截止。两只晶体管不会在同一时刻导通,因此产生的热量很少。这种类型的放大器效率极高(90%左右),在理想情况下可达100%,而相比之下AB类放大器仅能达到78.5%。不过另一方面,开关工作模式也增加了输出信号的失真。
D类放大器的电路共分为三级:输入开关级、功率放大级以及输出滤波级。D类放大器工作在开关状态下可以采用脉宽调制(PWM)模式。利用PWM能将音频输入信号转换为高频开关信号,通过一个比较器将音频信号与高频三角波进行比较,当反相端电压高于同相端电压时,输出为低电平;
当反相端电压低于同相端电压时,输出为高电平。 在D类放大器中,比较器的输出与功率放大电路相连,功放电路采用金属氧化物场效应管(MOSFET)替代双极型晶体管(BJT),这是由于前者具有更快的响应时间,因而适用于高频工作模式。
D类放大器需要两只MOSFET,它们在非常短的时间内可完全工作在导通或截止状态下。当一只MOSFET完全导通时,其管压降很低;而当MOSFET完全截止时,通过管子的电流为零。
两只MOSFET交替工作在导通和截止状态的开关速度非常快,因而效率极高,产生的热量很低,所以D类放大器不需要很大的散热器。
D类功放还有其它许多的称法,如T类等,它们都是D类功放的一种变形。在实际应用中,直到1980以后,由于MOSFET的出现,这种开关式功放才得以迅速发展。
在实际的发展过程中,虽然有高效率,但同时也有高失真,高噪声以及较差的阻尼因素。随着技术的发展,这类缺陷将越来越少,估计未来D类功放在汽车音响领域中会得到更加广泛的应用。
扩展资料:
功率放大器简称功放,俗称"扩音机",是音响系统中最基本的设备,它的任务是把来自信号源(专业音响系统中则是来自调音台)的微弱电信号进行放大以驱动扬声器发出声音。
功放的作用就是把来自音源或前级放大器的弱信号放大,推动音箱放声。一套良好的音响系统功放的作用功不可没。按功能不同,可以前置放大器(又称前级)、功率放大器(又称后级)与合并式放大器。
选购要点:
一是看接口是否齐全。
一部AV功放应当具备的最基本输入输出接口,应当包括以下这些:同轴、光纤、RCA多声道输入接口,用于输入数码或模拟音频信号;喇叭输出接口,用于向音响输出信号。
二是看环绕声格式是否齐备。
流行的环绕声格式主要有DD和DTS,以上两种均为5.1声道。现在这两种格式已发展到DD EX和DTS ES,均为6.1声道。
三是看所有声道功率是否单独可调。
有的廉价功放是将双声道分成五个声道,声道要大就一块大,要小就一块小,而真正合格的AV功放每个声道都可以单独调节。
四是看功放的重量。
一般来说,应尽量选择较重的机种,理由是较重的器材首先电源供应部分较强,功放大部分的重量都来自于电源与机箱,器材较重,就表示他使用的变压器数值较大,或使用了容量较大的电容,这些对于放大器而言是提升品质的做法。其次是机箱较重,机箱的材料与重量对声音有着一定程度的影响,某些材质做成的机箱,对于机箱内电路和外界散步的无线电波隔绝有着一定的帮助。机箱的重量较高或结构较稳定,还可以避免器材受到无谓的振动而影响声音。三是较重的功放,用料通常较为丰富扎实。
功率是音响系统中最重要的参数,表示音响系统带负载的能力。这也是我们在购买时首先应注意的地方。但如果各个厂家都用各自不同的测定基准来标识产品性能,缺少足够的认识往往很难作出客观比较。功放亦是如此,在查看功放功率的标识时应注意以下三点:
其一,电池电压。
汽车电池的电压是经常变化的,对于两种常用标识:14.4V/100W、12V/100W的功放是完全不同的两种功率说明。由于汽车在行驶过程中的电压基本上在12V左右,因此在12V电压状态下所测得的功率值更为接近真实情况。而且以持续电压12V为基准标识功率的功放在达到12V以上时可以达到获得更大的功率。
其二,谐波失真率THD。
在比较功放的持续输出功率时,需在相同(或是较为接近)THD值下进行。不同的THD值下测试出的音质差别是十分明显的,有的时候其标识的最大功率很高,但很有可能它的失真和噪音也同样很高。因此在检查最大功率的同时也应留意其所标识的THD值。
其三,频率范围。
功放的持续功率输出应在其实际使用的频率范围内进行检测。对于功放的功率,应要求标识完整的检测范围,仅标识某个频率时功率值没有任何意义。在确定了同一基准后,我们就可以来比较功放功率了。通常,在选购音响系统时一般来说遵循大功率输出原则。功放的输出功率越大,表明它们驱动扬声器的能力也越强。功放的功率应大于喇叭的指示功率,如果选用的功率偏小,在长期使用大功率输出时,容易烧坏,还会导致音质差、失真等故障的出现。
参考资料:百度百科-功放
什么是d类功放
D类功放指的是D类音频功率放大器(有时也称为数字功放)。通过控制开关单元的ON/OFF,驱动扬声器的放大器称D类放大器。D类放大器首次提出于1958年,近些年已逐渐流行起来。已经问世多年,与一般的线性AB类功放电路相比,D类功放有效率高、体积小等特点。
D类功放是放大元件处于开关工作状态的一种放大模式。无信号输入时放大器处于截止状态,不耗电。工作时,靠输入信号让晶体管进入饱和状态,晶体管相当于一个接通的开关,把电源与负载直接接通。理想晶体管因为没有饱和压降而不耗电,实际上晶体管总会有很小的饱和压降而消耗部分电能。这种耗电只与管子的特性有关,而与信号输出的大小无关,所以特别有利于超大功率的场合。在理想情况下,D类功放的效率为100%,B类功放的效率为78.5%,A类功放的效率才50%或25%(按负载方式而定)。
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标签: d类功率放大器电路
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