D类功率放大器

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d类功率放大器特点

d类功率放大器特点

d类功率放大器特点D类功率放大器是一种高效率的功率放大电路,主要用于对高功率信号进行放大。

它的特点是具有高效率、低失真、小尺寸、低成本和高稳定性等优点。

D类功率放大器的高效率是其最显著的特点之一。

传统的A类功率放大器在工作过程中会产生较大的静态功率损耗,而D类功率放大器通过不同的工作方式,使得输出功率信号的平均功率损耗大大降低。

这是因为D类功率放大器在放大过程中,只有输入信号大于某个阈值时,才会开启功率放大器进行放大,而在其余时间内功率放大器处于关断状态,从而大大减少了功率损耗。

D类功率放大器具有较低的失真。

传统的A类功率放大器在放大过程中,由于电流和电压都是连续变化的,会产生较大的非线性失真。

而D类功率放大器采用开关式工作方式,只需要对输入信号进行开关控制,从而有效降低了失真程度。

此外,D类功率放大器还可以通过一些技术手段,如负反馈、预失真等来进一步降低失真。

第三,D类功率放大器具有较小的尺寸。

由于D类功率放大器具有高效率和较低的功率损耗,因此可以采用较小的散热器和功率器件,从而使整个功率放大器的尺寸变小。

这对于一些对空间要求较高的应用场景,如便携式音箱和车载音响等非常有利。

第四,D类功率放大器具有较低的成本。

由于D类功率放大器采用的器件和散热系统相对较小,而且由于其高效率特点,使得其在制造成本上有一定的优势。

这使得D类功率放大器的成本较低,更加适合大规模生产和应用。

D类功率放大器具有较高的稳定性。

由于D类功率放大器采用开关式工作方式,输出信号的稳定性主要取决于开关控制电路的设计和实现。

在现代电子技术的支持下,可以通过采用精确的控制电路和反馈机制,使D类功率放大器具有较高的稳定性,能够在不同的工作条件下保持较好的放大性能。

D类功率放大器具有高效率、低失真、小尺寸、低成本和高稳定性等特点。

它在音频放大、功率放大和无线通信等领域得到了广泛的应用。

随着科技的不断进步和电子技术的不断发展,D类功率放大器还将继续发展和完善,为各种应用场景提供更加高效、稳定和优质的功率放大解决方案。

D类功放的设计原理

D类功放的设计原理

D类功放的设计原理D类功放,全称为“数字功率放大器”,是一种电子功率放大器的类型,它的设计原理基于数字信号的处理和模拟功率放大电路的协同工作。

相比于传统的A类、B类、AB类功放,D类功放具有更高的功率效率,更小的尺寸和重量,更好的线性度,以及更低的功率损耗。

下面将详细介绍D类功放的设计原理。

1.PWM调制原理D类功放的核心设计原理是采用脉宽调制(PWM)技术。

PWM是一种通过调整信号的脉冲宽度来控制平均输出功率的方法。

D类功放通过将原始的模拟音频信号转换为数字信号,并通过比较器产生一个与模拟信号频率相同的矩形波,然后根据输入音频信号的幅值调整矩形波的脉宽,最后通过滤波器将调制后的PWM信号转换为模拟音频信号输出。

2.数字信号处理D类功放的设计中需要进行数字信号处理。

首先,输入的模拟音频信号需要经过模数转换器(ADC)转换为数字信号,然后通过数字信号处理器(DSP)进行数字信号的滤波、均衡、增益控制等处理,最后再经过数字模数转换器(DAC)转换回模拟信号。

3.比较器比较器是D类功放中的一个关键组件,用于将模拟音频信号与产生的PWM矩形波进行比较。

比较器的作用是根据输入信号的幅值调整PWM信号的脉宽,从而控制输出功率。

比较器通常由操作放大器和参考电压产生器组成。

4.滤波器在PWM调制之后,需要通过滤波器将调制后的PWM信号转换为模拟音频信号输出。

滤波器的作用是去除PWM信号中的高频分量,保留音频信号的低频成分。

常见的滤波器类型包括低通滤波器和带通滤波器。

5.输出级D类功放的输出级通常采用开关管(如MOSFET)构成。

开关管的特点是具有较低的开通电阻和较高的关断电阻,从而实现更小的功率损耗和更高的功率效率。

输出级通常由多个开关管组成,根据功率需求可以并联或串联排列。

输出级的设计需要考虑电压和电流的控制,包括过电压和过电流的保护。

6.反馈控制为了提高D类功放的线性度和稳定性,通常需要采用反馈控制。

通过对输出信号与输入信号进行比较,调整PWM信号的脉宽和幅值,以使输出信号尽可能接近输入信号。

D类功率音频放大器的设计

D类功率音频放大器的设计

D 类放大器的基本结构D 类放大器的电路共分为三级:输入开关级、功率放大级及输出滤波级。

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),这是因为:(1)功率MOSFET 是一种高输入阻抗、电压控制型器件,BJT 则是一种低阻抗、电流控制型器件。

(2)从二者的驱动电路来看,功率MOSFET 的驱动电路相对简单,BJT 可能需要多达20%的额定集电极电流以保证饱和度,而MOSFET 需要的驱动电流则小得多,而且通常可以直接由CMOS 或者集电极开路TTL 驱动电路驱动。

(3)MOSFET 的开关速度比较迅速,他是一种多数载流子器件,没有电荷存储效应,能够以较高速度工作。

(4)MOSFET 没有二次击穿失效机理,他在温度越高时往往耐力越强,发生热击穿的可能性越低。

他还可以在较宽的温度范围内提供较好的性能。

(5)MOSFET 具有并行工作能力,具有正的电阻温度系数。

温度较高的器件往往把电流导向其他MOSFET ,允许并行电路配置。

而且,MOSFET 的漏极和源极之间形成的寄生二极管可以充当箝位二极管,在电感性负载开关中特别有用。

场效应管有两种工作模式,即开关模式或线性模式。

所谓开关模式,就是器件充当一个简单的开关,在开与关两个状态之间切换。

线性工作模式是指器件工作在某个特性曲线中的线性部分,但也未必如此。

此处的"线性"是指MOSFET 保持连续性的工作状态,此时漏电流是所施加在栅极和源极之间电压的函数。

他的线性工作模式与开关工作模式之间的区别是,在开关电路中,MOSFET 的漏电流是由外部元件确定的,而在线性电路设计中却并非如此。

d类功放原理

d类功放原理

d类功放原理D类功放原理。

D类功放(Class-D Amplifier)是一种高效率的功率放大器,它利用数字调制技术将音频信号转换成脉冲宽度调制(PWM)信号,然后通过功率开关器件进行放大。

与传统的A类、B类功放相比,D类功放具有更高的效率和更小的体积,因此在音响设备、汽车音响和无线通信等领域得到了广泛的应用。

D类功放的工作原理可以简单地分为两个部分,信号调制和功率放大。

首先,音频信号经过模数转换器(ADC)转换成数字信号,然后经过数字信号处理器(DSP)进行数字调制,将其转换成PWM信号。

PWM信号的脉冲宽度与音频信号的幅度成正比,频率与音频信号的频率相同。

这样就实现了对音频信号的数字化处理。

接下来,PWM信号通过功率开关器件(如MOSFET、IGBT)控制输出级的功率开关,将电源电压施加在负载上,从而实现对音频信号的功率放大。

在输出级,PWM信号经过滤波器进行滤波处理,去除高频成分,得到原始的音频信号。

最后,经过放大器输出到扬声器或其他负载上。

D类功放相比传统的A类、B类功放具有很多优点。

首先,D类功放的效率非常高,通常可以达到90%以上,而A类、B类功放的效率只有50%左右。

这意味着D类功放在同样输出功率下,可以减少很多功率损耗,从而减小散热器的尺寸和成本。

其次,D类功放的失真度较低,因为功率开关器件的开关速度非常快,可以更准确地跟随音频信号的变化,减少失真。

此外,D类功放的体积小、重量轻,适合于便携式音响设备和汽车音响系统的应用。

然而,D类功放也存在一些缺点。

首先,由于功率开关器件的开关频率较高,会产生一定的高频谐波,需要进行滤波处理,增加了设计的复杂度。

其次,功率开关器件的开关损耗会产生一定的电磁干扰,需要进行屏蔽和抑制。

另外,D类功放对电源的要求较高,需要较为稳定的直流电源,以保证输出的音频质量。

总的来说,D类功放作为一种高效率、高保真度的功率放大器,已经成为现代音响设备和汽车音响系统的主流选择。

D类功率放大器简介

D类功率放大器简介

D类数字功放简介D类功放也叫丁类功放,是指功放管处于开关工作状态的功率放大器。

早先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透明,具有很高的保真度。

但A类功放的低效率和高损耗却是它无法克服的先天顽疾。

后来效率较高的B类功放得到广泛的应用,然而,虽然效率比A类功放提高很多,但实际效率仍只有50%左右,这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,如今效率极高的D类功放,因其符合绿色革命的潮流正受着各方面的重视,并得到广泛的应用。

一、D类功放的特点与电路组成1.D类功放的特点(1)效率高。

在理想情况下,D类功放的效率为100%(实际效率可达90%左右)。

B类功放的效率为78.5%(实际效率约50%),A类功放的效率才50%或25%(按负载方式而定)。

这是因为D类功放的放大元件是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。

(2)功率大。

在D类功放中,功率管的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,输出功率可达数百瓦。

(3)失真低。

D类功放因工作在开关状态,因而功放管的线性已没有太大意义。

在D 类功放中,没有B类功放的交越失真,也不存在功率管放大区的线性问题,更无需电路的负反馈来改善线性,也不需要电路工作点的调试。

(4)体积小、重量轻。

D类功放的管耗很小,小功率时的功放管无需加装体积庞大的散热片,大功率时所用的散热片也要比一般功放小得多。

而且一般的D类功放现在都有多种专用的IC芯片,使得整个D类功放电路的结构很紧凑,外接元器件很少,成本也不高。

2.D类功放的组成与原理D类功放的电路组成可以分为三个部分:PWM调制器、脉冲控制的大电流开关放大器、低通滤波器。

汽车 常用d类功放

汽车 常用d类功放

汽车常用d类功放
常用D类功放是指数字功率放大器(digital power amplifier),用于汽车音响系统。

D类功放的特点是高效率、小尺寸、低能耗和低发热,是现代汽车音响系统中常用的功放类型之一。

常见的D类功放品牌包括JL Audio、Rockford Fosgate、
Alpine等。

根据不同的需求,D类功放有不同的输出功率和通
道数可选择,可以根据车辆的音响要求来选择合适的D类功放。

D类功放的优点是能够以高效率将电能转化为声音输出,并且可以提供高质量的音频效果。

同时,由于D类功放的体积较小,安装方便,能够节省车辆空间。

需要注意的是,选择D类功放时,需要考虑到汽车音响系统
的功率需求、音质要求等因素,以及与其他音响设备的兼容性。

最好在购买前咨询专业人士或参考相关的产品评测和用户评价,选购适合自己需求的D类功放。

d类功放与g类功放

d类功放与g类功放

d类功放与g类功放
D类功放和G类功放都是音频功放的类型,它们在音频放大领
域有着不同的特点和应用。

首先来看D类功放,D类功放是数字功率放大器的一种,它的
工作原理是通过对输入信号进行脉冲宽度调制(PWM),然后经过滤
波器滤除掉高频脉冲,最终得到模拟信号输出。

D类功放的优点是
效率高,能够在不牺牲音质的情况下实现较高的功率输出,因此在
功率放大器中得到了广泛的应用。

另外,D类功放还具有体积小、
发热低等特点,适合于一些对功率和体积有要求的应用场合。

而G类功放则是混合功率放大器的一种,它结合了A类功放和
H类功放的特点,能够在保持音质的前提下提供较高的效率。

G类功
放在信号的低功率部分采用A类放大技术,而在高功率部分则采用
H类放大技术,这样既能保证音质,又能提高功率放大的效率。

因此,G类功放在音频放大领域也备受青睐,尤其在高保真音响系统
中得到广泛应用。

总的来说,D类功放和G类功放都是现代音频放大技术的代表,它们分别以高效率和高保真著称,并且在不同的应用场合都有着广
泛的应用前景。

在选择使用哪种类型的功放时,需要根据具体的应用需求和预算来进行综合考虑,以选取最适合的方案。

d类功放并联

d类功放并联

d类功放并联标题:D类功放并联引言:D类功放是一种高效的功率放大器,具有高效率和低失真的特点。

在某些应用场景中,我们需要增加输出功率,这时可以使用D类功放并联的方法。

本文将介绍D类功放并联的原理、实现方法以及应用案例。

一、D类功放的原理D类功放是一种脉冲宽度调制(PWM)放大器,其工作原理是将音频信号转化为脉冲信号,通过调节脉冲的宽度和频率来实现信号的放大。

D类功放的优点是功率转换效率高,但单个功放的输出功率有限。

二、D类功放并联的原理D类功放并联是通过将多个D类功放器件并联连接,使它们同时工作,以增加整体的输出功率。

并联连接的功放器件可以分担负载,从而实现更高的输出功率。

三、D类功放并联的实现方法1. 电路连接:将多个D类功放器件的输出端连接在一起,并将它们的输入端与同一音频源相连。

2. 控制信号同步:通过同步电路,确保多个功放器件的脉冲信号同步,以避免相位差和失真。

3. 负载均衡:使用负载电阻、电感等元件,确保多个功放器件的输出功率均衡分配,提高系统的稳定性。

四、D类功放并联的应用案例1. 家庭影院系统:通过D类功放并联,可以实现更高的音响输出功率,提供更震撼的影音效果。

2. 演出场所:在大型演出场所,通过D类功放并联可以满足高音量的要求,确保音乐的传达效果。

3. 车载音响系统:通过D类功放并联,可以提供更强大的音响输出,增强车载音响的音质和音量。

结论:D类功放并联是一种有效的方式来增加功放输出功率。

通过合理的电路连接和控制信号同步,可以实现多个功放器件的协同工作,提供更高的输出功率。

D类功放并联在家庭影院、演出场所和车载音响等应用中具有重要意义,可以提供更好的音响效果和体验。

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D类功率放大器设计报告指导老师:王全洲制作者:张满归制作时间:2010-6-201 引言一般认为,功率放大器根据其工作状态可分为5类。

即A类、AB类、B 类、C类和D类。

在音频功放领域中,C类功放是用于发射电路中,不能直接采用模拟信号输入,其余4种均可直接采用模拟音频信号输入,放大后将此信号用以推动扬声器发声。

其中D类功放比较特殊,它只有两种状态,即通、断。

因此,它不能直接放大模拟音频信号,而需要把模拟信号经“脉宽调制”变换后再放大。

外行曾把此种具有“开关”方式的放大,称为“数字放大器”,事实上,这种放大器还不是真正意义的数字放大器,它仅仅使用PWM调制,即用采样器的脉宽来模拟信号幅度。

这种放大器没有量化和PCM编码,信号是不可恢复的。

传统D类的PWM调制,信号精度完全依赖于脉宽精度,大功率下的脉宽精度远远不能满足要求。

因此必须研究真正意义的数字功放,即全(纯)数字功率放大器。

数字功放是新一代高保真的功放系统,它将数字信号进行功率转换后,通过滤波器直接转换为音频信号,没有任何模拟放大的功率转换过程。

CD唱机(或DVD机)、DAT(数字录音机)、PCM(脉冲编码调制录音机)都可作为数字音源,用光纤和同轴电缆口直接输出到数字功放。

此外,数字功放也具备模拟音频输入接口,可适应现有模拟音源。

国外对数字音频功率放大器领域进行了二三十年的研究。

在20世纪60年代中期,日本研制出8bit的数字音频功率放大器;1983年,国外提出了D类(数字)PWM功率放大器的基本结构。

但是这些功放仅能实现低位D/A功率转换,若要实现16bit、44.1KHz采样的功率放大器。

随着数字信号处理(DSP)和音频数字压缩技术的结合、新型离散功率器件及其应用的发展,使开发实用化的16bit数字音频功率放大器成为可能。

国内外一些从事数字信号处理的技术人员,专门研究音频数字编码技术,在不损伤音频信号质量的情况下,尽量压缩数据库。

经过多次实验,终于将末级功放开关频率由没有压缩数据时的约2.8GHz减至小于1MHz,从而降低了对开关功放管的要求。

同时在开关功率放大部分,采用了驱动缓冲器和平衡电桥技术,实现了在不提高工作电压的情况下能够输出较大的功率,并且设计了完善的防止开关管击穿的保护电路。

国内外一些公司研制出的数字功放,直接从CD唱机的接口(光纤和数字同轴电缆)接受数字PCM音频信号(模拟音频信号必须经过内置的A/D转换变成数字信号后才能进行处理),在整个信号处理和功率放大过程中,全部采用数字方式,只有在功率放大后为了推动音箱才转化为模拟信号。

数字功放的主要技术特点为:(1) 采用两电平(0、1)多脉宽脉冲差值编码。

(2) 采用平衡电桥脉冲速推技术。

(3) 采用高倍率数字滤波技术。

(4) 利用数字算法处理噪声问题。

(5) 采用非线性抵消技术。

1.1背景学习模电数电以来,设计过模拟功放,只了解了一些理论上的概念及分析方法,加上模电部分的不确定性,所以通过此次D类功率放大电路的设计,复习模电和数电,去应用理论并加深理解,学会分析问题,解决问题,并从中学些解决问题的经验。

我们此次实验室以小组进行的,所以通过各组员的相互配合,相互指出不足,相互学习,培养我的交际能力和团队合作精神。

1.2 设计名称D类功率放大电路1.3 参考资料【1】《新型集成电路及其应用实例》何希才编著科学出版社2002【2】《全国大学生电子设计竞赛试题精解选》陈永真等编著电子工业出版社2007年6月2 设计原理2.1 D类音频功率放大器基本原路如图1所示,数字功放从光纤或数字同轴电缆接口接受数字PCM音频编码信号,或通过模拟音频输入接口接收模拟音频信号,并通过内部A/D转换器得到数字音频信号,再通过专用音频DSP芯片进行码型变换,得到所需要的音频数字编码格式,经过小信号数字驱动电路送入开关功率放大电路进行功率放大,最后将功率脉冲信号通过滤波器,提取模拟音频信号。

图1全数字音频功放电路的组成框图由图1可知,音频数字信号经过DSP编码后,直接控制场效应管开关网络的工作状态。

场效应管驱动器用来缓冲DSP并增强信号,使之能驱动大功率MOSFET开关管。

由于高电平脉冲信号只有微分分量,故需通过积分电路才能得到大功率原始音频信息。

下面用一个简单的数字和物理模型来阐述数字功放的编码过程,如图2所示。

图2数字功放编码过程示意图图中表示两个相邻采样点N和N+1的采样值为A N和A N+1,中间点a1、a2、a3……为超采样点。

超采样点是由数字滤波器计算产生的。

通过数字滤波器后,所有采样点包括超采样点所构成的音频信号是比较平滑的。

在数字功放中,首先建立一组不同脉宽的脉冲单元,它的脉宽虽然各不相同,但其宽度始终固定的,都是系统时钟周期的倍数。

第一个超采样点a1与数值A N的差为Δx1,即a1-A N=Δx1,得到Δx1后,即用上述脉冲单元去量度它,仅用一个脉冲单元表示,余数保留至下次量度,假设余数为ΔΔx1。

接着传送的第二个差值编码为a2-a1=Δx2,由于上次还保留余数ΔΔx1,所以还应加上,即当前应用一个脉冲单元去量度Δx2+ΔΔx1,同样余数保留至下一次累计。

由此看出,用脉冲单元表示后的余数,即低于最小量度单位的部分并没有丢失,而是累加至相邻超采样点上。

而从音频信号的角度来说,曲线A N,a1,a2,a3……A N+1下方的面积和原值相等,因此音频信号并没有产生失真,但曲线增加了以ΔΔx1,ΔΔx2……ΔΔx N幅度上下波动的噪声,这种噪声分量不大,频率很高,用一个较简单的滤波器就可滤除,不会影响到音频信号还原。

在能量放大部分,采用平衡电桥开关技术,每通道使用四只MOSFET开关功放管构成平衡电桥开关网络。

当功放管处于开关放大状态时,输出波形和输入的脉冲信号波形相同,但幅度近似于工作电压,即V OUT=V BUS,经滤波器滤波后,输出到负载上的波形峰值为V BUS。

设MOSFET管内阻为r DSON,负载阻值为R LOAD,电源电压为V BUS,滤波器阻抗为R x,则负载上均方值电流I RMS=V BUS/[(2r DSON+R LOAD+R x)]所以负载上承受的功率为PLOAD=I2RMS XR LOAD={V2BUS/[2(2r DSON+R LOAD+R x)2]}XR LOADη=[R LOAD/(2r DSON+R LOAD+R x)]/[1+fX(■+▲)]其中■=16V BUS/[π2XI RATE X(2r DSON+R LOAD+R x)]▲=2I RATE(t2RR/V BUS)(2r DSON+R LOAD+R x)当包含有开关损耗时,效率可由下式计算:采用RFP22N10 MOSFET功放,内阻r DSON为0.08Ω,负载R LOAD为8Ω,工作电压V BUS为40V,开关频率f为700KHz,变换速率I RATE为50A/µs,翻转恢复时间t RR为100ns,滤波器内阻R x为0.04Ω,可算出:P LOAD=95W,η=78%。

在滤波器设计时,我们采用六阶巴特沃斯低通滤波器,用于将大功率数字脉冲信号转换为模拟音频信号。

巴特沃斯滤波器的特点是带内平坦度高,从而使得输出音频信号幅频特性较好。

2.2 三角波发生电路为了获得调制与解调后的信号能够如实的反映模拟输入信号,调制时的线性度是最关键的指标之一。

因此,需要产生良好的三角波与模拟信号比较调制。

产生三角波最常见的方法就是将方波通过积分电路得到,方波可以又多谐振荡器产生。

最简单的方法就是用CMOS逻辑门电路中的施密特触发器产生,这种电路所用的元件最少,除了一个施密特触发器外,仅需要外接一个电阻、一个电容即可。

为了简化电源,整个电路均由5V电源供电,作为积分器电路的集成运算放大器可以选用满幅输出幅度集成运算放大器。

如果方波从此反向输入,则同向输出要用两个电阻分压,将电压设置在电源电压的中点。

尽管积分器电路从原理上输出端到反相输入端之间只需要接积分电容器,但是在实际应用中,为了保证集成运算放大器的静态工作点位于电源中点,需要利用反馈获得。

因此,在积分电路的积分电容器上还需要并联电阻。

电阻的阻值则需要根据集成运算放大器偏置电流的大小确定,对于LM741一类的通用运算放大器,电阻值可以选用2.2M Ω。

对于新型集成运算放大电路一般可以选用10 MΩ。

由于,这个三角波电路所产生的三角波频率比较高,大约需要200KHZ甚至更高。

其电压摆动速率很高。

如200KHZ,幅度为4v,三角波的电压摆动速率将达到1.6v/us,运算放大器需要选择不低于3v/us才能尽可能地减小三角波的失真,通常需要选择单位增益带宽不低于3MHz的集成运算放大器。

根据仿真软件提供的元件库,我们首先如下的三角波发生电路。

图3 三角波发生电路由于此电路在仿真是发现它的最大输出频率是1K左右,这样下来就使模拟信号转换成数字信号时的精度降低了,于是我们又选用下面三角波发生电路。

图4 三角波发生电路2.3 PWM调制电路结构图5 PWM调制电路的电路VCCPWM调制电路的电路结构如上图所示。

为了获得对称的反相信号,调制电路选用双比较器方式。

PWM比较器可以采用最常见的LM393,为了提高LM393的输出电压上升沿的速率,采用了跟随器上拉电路,其中电阻可以选择10kΩ,二极管可以选择1N4148,晶体管可以选择S9014。

为了改善驱动能力,在每一路端接有缓冲器,可以选用高速CMOS 的反相器MC74HC04A,由于仿真的考虑,我们选用史密斯触发器2SC1815,其功能和反相器一样。

2.4 输出级与输出滤波器的电路结构考虑电源电压仅有5V,并且输出功率很低,仅1W,可以选用导通阀值电压为3.5V的通用MOSFET,由于高的导通阀值电压可以避免共同导通的问题,为了简化驱动电路,可以采用P沟道MOSFET与N沟道MOSFET组合,采用这些措施后,使得输出级的电路大大简化。

输出级的开关管选用P沟道的IRFD9120和N沟道的IRFD120。

输出级与输出输出滤波器的电路结构如下图所示:图6 输出级与输出输出滤波器的电路原理如下:如果MOSFET得导通阀值电压低于电源电压的1/2时,当栅极驱动电压从地电位向高点位转换或由高电位向低电位转换的过程中,肯定会出现栅极电压经过电源电压的1/2,这是,桥臂的两个MOSFET将均匀进入导通状态,造成共同导通现象,是电源短路,尽管这个过程极其短暂,但是这个极其短促的短路电流会对MOSFET造成不可逆的损毁,不仅如此,这个极其短促的短路电流所造成的损毁还会降低放大器的效率。

采用全MOSFET的输出级是为了防止共同导通,需要在各MOSFET的栅极驱动信号中设置死去时间,死去时间设置的太大将会导致模拟电压输出的电眼幅度不足和可能产生因死区时间而造成的附加失真,死去时间设置过小则还会出现共同导通现象。

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