D类音频功率放大器评估方法
D类音频功率放大器的设计方案与测试
D 类音频功率放大器的设计与测试本系统由咼效率功率放大器（D 类音频功率放大器）、信号变换 电路、外接测试仪表组成，系统框图如图 1所示。
b ・ OluFf; *! ] W Yn.r -?.-.-击去vn g n图1系统方框图1. D 类功放的设计D 类放大器的架构有对称与非对称两大类， 在此讨论的D 类功 放针对的是对功率、体积都非常敏感的便携式应用，因此采用全电桥 的对称型放大器，以充分利用其单一电源、系统小型化的特点。
D 类 功率放大器由PWM 电路、开关功放电路及输出滤波器组成，原理框 图如图2所示。
采用了由比较器和三角波发生器组成的固定频率的 PWM fe 路，用 输入的音频信号幅度对三角波进行调制，得到占空比随音频输入信号 幅度储号变挟电路变化的方波，并以相反的相位驱动上下桥臂的功率管，使功率管一个导通时另一个截止，再经输出滤波器将方波转变为音频信号，推动扬声器发声。
采用全桥的D类放大器可以实现平衡输出，易于改善放大器的输出滤波特性，并可减少干扰。
全桥电路负载上的电压峰峰值接近电源电压的2倍，可采用单电源供电。
实现时，通常采取2路输出脉冲相位相反的方法。
图2 D类音频功率放大器组成框图D类功率放大器的工作过程是：当输入模拟音频信号时，模拟音频信号经过PWM调制器变成与其幅度相对应脉宽的高频率PWM脉冲信号，控制开关单元的开/关，经脉冲推动器驱动脉冲功率放大器工作，然后经过功率低通滤波器带动扬声器工作。
2.比较器比较器电路米用低功耗、单电源工作的双路比较器芯片 LM311构 成。
此处为提高系统效率，减少后级 H 桥中CMOS 管不必要的开合, 用两路偏置不同的三角波分别与音频信号的上半部和下半部进行比 较，当正端上的电位高于负端的电位时，比较器输出为高电平，反之 则输出低电平。
这样产生两路相互对应的PWM 波信号给后级驱动电路 进行处理，双路比较电路如图3所示。
图3比较器电路此处值得注意的是将上半部比较处理为音频信号接比较器的负 向端、三角波信号接正向端；下半部比较则相反，这样形成相互对应， 在音频信号的半部形成相应 PWM 波时，另半部为低电平，可保征后 级H 桥中的CMOS 管没有不必要的开合，以减少系统功率损耗。
D类音频功率放大器1 (1)要点
D 类音频功率放大器(Class D Audio Power Amplifier近二十年来电子学课本上所讨论的放大器偏压(Bias分类不外乎A 类、B 类、C 类等放大电路,而讨论音频功率放大器仅强调A 类、B 类、AB 类而却把D 类放大器给忘掉了,事实上D 类放大器早在1958年已被提出(注一,甚至还有E 类、F 类、G 类、H 类及S 类等(注二,只是这些类型的电路与D 类很接近,运用机会低,所以也就很少被提及。
音频功率放大器最大目的在提供喇叭得到最大功率输出,而卫衍生与电源所供给功率不对等的关系,即所谓功率放大器的效率(输出功率与输入功率之比如表一所示:偏压分类 A 类 AB 类B 类 D 类理想效率25%介于A 与B 类之间78.5%100%随着轻、薄、短、小手持电子装置的发展,诸如手机、MP3、PDA 、IPOD 及LCD TV…数位家庭等,寻求一个省电的高效率音频功率放大器是必然的。
因此最近几年音频功率放大器由AB 类功率放大器转以D 类功率放大器为主流。
如图1所示(注三,在实际应用上D 类放大效率可达90%以上远超过效率50%的AB 类放大。
所以D 类放大的晶体管散热可大大的缩小,很适合应用于小型化的电子产品。
詹金萬表一各類功率放大器的效率比圖 1 D 類及 AB 類效率比較一、D 类放大器的架构D 类放大器又可称数字式功率放大,基本架构如图2所示,输入讯号经由脉波宽度调变器(Pulse Width Modulation将音频信号调制成数字信号后,由功率晶体管(Q1,Q2放大输出,再经由低通滤波器(Lf,Cf取出原输入端的音频讯号送至喇叭输出。
由于功率晶体管输入为一数字信号,Q1,Q2工作处于饱和与截止两个状态,因此Q1,Q2本身所消耗功率将非常小,提高整个放大器的效率,而使散热装置大幅减小进而在组件的设计上可以大大缩小其体积。
如图3所示MP7720具有20W 输出的D 类放大器的尺寸为4.8mm x 5.8mm x 0.135mm (注四二、D 类放大器的功率分析功率放大器的输出属开关状态,即输出为一方波波形,由傅利叶级数分析知: V o (t=πVcc4( t ωsin +31t ω3sin +51t ω5sin +71t ω7sin +… 高次谐波经由低通滤波器滤除后,输出信号的最大值为πVcc4,因此负载所能得到的最大功率P Lm 为圖3 MP7720 元件圖圖2 D 類放大器基本架構P Lm =L m R V 2=LR c 22c 8V π而电路的平均电流I av=πmV 2=L R c 2c 8V π,则电源输入功率P s=V cc *I av=LR c 22c 8V π 由P Lm 与P s 比值知, D 类放大效率达到100%。
d类功放_增益和功率_解释说明以及概述
d类功放增益和功率解释说明以及概述1. 引言1.1 概述在现代科技发展的进程中，功率放大器作为一种重要的电子设备，在各个领域中具有广泛的应用。
其中，D类功放作为一种高效率低功耗的功率放大器，近年来受到了越来越多人的关注和研究。
本文旨在对D类功放的增益和功率进行解释说明，并概述其相关概念、特点以及影响因素。
通过对D类功放增益和功率的详细讨论和分析，可以更好地理解该类型功放器件在实际应用中的优势与限制，并对未来的技术发展提出一些建议。
1.2 文章结构本文将分为五个主要部分进行说明。
除了引言部分外，还包括：功放定义与分类、D类功放增益解释说明、D类功放功率解释说明以及结论与总结。
在第二部分中，我们将介绍功放器件的基本概念和分类，并着重介绍D类功放，在不同应用领域中的具体使用情况。
第三部分将详细讨论D类功放增益的定义、重要性以及其特点。
同时还会探讨如何调节增益以及影响增益的因素。
第四部分将重点解释功率的概念和意义，并着重说明D类功放的功率输出特点。
此外，我们还会讨论容量和负载对功率输出的影响。
最后，第五部分将对D类功放的增益和功率进行综合评价和分析，讨论其在实际应用中的优势与局限，并提出未来技术发展的展望和研究方向建议。
1.3 目的本文旨在对D类功放的增益和功率这两个关键概念进行深入解释和阐述。
通过对这些内容的详细讨论，读者可以更全面地了解D类功放器件的特点、优势和局限性。
同时，我们希望借此机会提醒读者注意增益调节方法以及容量和负载等因素对功率输出产生的影响。
最后，我们也期望能够引起更多人对于D类功放技术未来发展方向的思考，并给予一些相关建议。
通过本文内容，希望能够为读者提供有关该主题领域内基础知识与进一步探索所需的背景信息。
2. 功放定义与分类2.1 功率放大器的概念及作用功率放大器是一种电子设备，用于增加电信号的幅度，从而增强信号的功率。
它在各个领域中广泛应用，包括音频和视频系统、通信系统、雷达系统等。
音频功率放大器(D类)
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5 6 6
6 6 7 7
2 .2 . 1 D 类 放 大 器 工 作 原 理 2 .2 .2 模 拟 脉 宽 调 制
2 .2 .3 数 字 脉 宽 调 制
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2. 3 D 类 功放 的输 出级
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2.4 免 除 滤 波 器 设 计 技 术
第三 章 D 类 音 频放 大 器 的设 计 因素 3. 1 合 适 的功 率 管 尺 寸 3.2 保 护 电路 3.3 絲 3.4 电磁 干扰 禾 口 布局
目
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Ab strac t
录
1
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3
1. 1 音频放大器背景
3
1.2 D 类 音频 功 率 放 大 器 的 发 展 动 态 1.3 主 要 研 究 内容 及 指 标
1.4 论 文 组 织 结 构 第二章 功 率放大器原理 2. 1 功率放大器种类
2 . 1. 1 A 类 放 大 器 2 . 1.2 B 类 放 大 器 2 . 1.3 A B 类 放 大 器 2 .2 D 类 放 大 器
class D am plifi er con sists of an op erational am p lifier, a com p arator, a tri-an gular g en erator, a
pow er output stage and the protection ci rcui ts. T he class-D am plifi er has been verifi ed i n
高 效 率 90% , 谐 波 失真 小 于 10% , 64 阶音 量 调 制 。
关 键 词 ：D 类 功 率 放 大 器 ，无 滤 波 器 ，脉 宽调 制 ，功 率 输 出级 。
d类功放 输出幅值
d类功放输出幅值【最新版】目录1.D 类功放的概述2.D 类功放的输出幅值的定义和计算方法3.D 类功放输出幅值的优势4.D 类功放输出幅值的应用领域正文一、D 类功放的概述D 类功放，全称为数字输出类功放，是一种采用数字技术实现的高效能音频放大器。
相较于传统的 A 类、B 类和 AB 类功放，D 类功放在效率、体积和音质方面具有明显的优势，因此在音响设备、家庭影院以及便携式音响设备等领域得到了广泛的应用。
二、D 类功放的输出幅值的定义和计算方法D 类功放的输出幅值，是指功放器在额定负载和额定电压下，输出信号的幅值。
通常用符号“Vout”表示，单位为伏特（V）。
计算方法如下：Vout = Vcc × (1 + 20log10(Ap/Aout))其中，Vcc 为输出电压，Ap 为输入信号的幅值，Aout 为输出信号的幅值。
三、D 类功放输出幅值的优势1.高效率：D 类功放的工作效率高达 70%～80%，远高于传统的 A 类、B 类和 AB 类功放，因此具有较小的体积和较低的发热。
2.高音质：D 类功放的输出信号波形接近于理想正弦波，失真度较低，可以提供较好的音质表现。
3.宽动态范围：D 类功放的动态范围较大，能够满足不同音量和音频信号的需求。
四、D 类功放输出幅值的应用领域1.音响设备：D 类功放在音响设备中具有广泛的应用，如家庭影院、汽车音响、专业音响等。
2.便携式音响设备：由于 D 类功放具有较高的效率和较小的体积，因此在便携式音响设备如蓝牙音响、MP3 播放器等中得到了广泛应用。
3.通信设备：D 类功放在通信设备中也有一定的应用，如手机、对讲机等。
D类放大器测量
2011/6/8
深圳安盛儀器有限公司
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額定輸出功率 Power Output Rating
• 測量功放的輸出功率: 1kHz, 1% THD+N. • 另一種有用的測試方法是在恒定的1%失 真條件下測量輸出功率與頻率的關係
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失真
• 最普遍的測量方法是測量THD+N (總諧波
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THD+N與輸出幅度的關係(1 kHz)
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典型的互調失真與功率的關係
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噪聲測量
存在多種表達方式 :
• 信噪比. • 絕對噪聲 • 平坦, 加權,帶寬限制
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噪聲加權濾波器
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功放效率測量
• 輸出功率與輸入功率的關係曲線. • 在輸入功率非常重要的汽車功放產品測 量中特別有用. • 線性功放典型值為 50 - 60%. • 設計優良的開關功放可達 80 - 95%
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噪聲測量
• 標準表達方式是 “信噪比”. • 絕對加權輸出噪聲與參考輸出功率的比 值.
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噪聲測量
• 常用的加權噪聲測量使用 “A-Weighting” 或“CCIR-Weighting” • 噪聲與頻率的關係(頻譜分析)也是常用的 方法. • 能夠突顯開關狀態的影響.
D类功放数据测量
深圳大学实验报告课程名称：工程实践
实验项目名称：D类功放
学院：
专业：
指导教师：
报告人：学号：班级：
实验时间：2019年5月
实验报告提交时间：2019年6月24日星期一
教务部制
三、制作总结：
（1）本次实验最大体会就是核心板的焊接，第一次焊接失败，由于管脚过于密集，很容易粘连在一起，粘连之后又用电烙铁触碰板子，造成板子的损坏。
针对这个问题，我总结出了“滚动锡球法”（自己造的名字），先用电烙铁把融化的锡球在芯片对应的铜片上滚一圈，然后用镊子夹取芯片，将管脚对准板子上的铜片，固定好之后，用电烙铁加热管脚，铜片上的少量焊锡就会融化在管脚上。
这个方法不易造成粘连，但是可能会虚焊。
（2）学会了将焊好的芯片从板子上取下，学会了使用万用表判断芯片管脚是否虚焊。
（3）本次的实验电路使用了很多电分和模电的基础知识，比如滤波电路，原本知识学习了基础知识，现在更加深刻的认识到了这些模块在电路中的作用。
指导教师批阅意见：
成绩评定：。
D类音频功率放大器的设计方案与测试
D 类音频功率放大器的设计与测试本系统由咼效率功率放大器（D 类音频功率放大器）、信号变换 电路、外接测试仪表组成，系统框图如图 1所示。
b ・ OluFf; *! ] W Yn.r -?.-.-击去vn g n图1系统方框图1. D 类功放的设计D 类放大器的架构有对称与非对称两大类， 在此讨论的D 类功 放针对的是对功率、体积都非常敏感的便携式应用，因此采用全电桥 的对称型放大器，以充分利用其单一电源、系统小型化的特点。
D 类 功率放大器由PWM 电路、开关功放电路及输出滤波器组成，原理框 图如图2所示。
采用了由比较器和三角波发生器组成的固定频率的 PWM fe 路，用 输入的音频信号幅度对三角波进行调制，得到占空比随音频输入信号 幅度储号变挟电路变化的方波，并以相反的相位驱动上下桥臂的功率管，使功率管一个导通时另一个截止，再经输出滤波器将方波转变为音频信号，推动扬声器发声。
采用全桥的D类放大器可以实现平衡输出，易于改善放大器的输出滤波特性，并可减少干扰。
全桥电路负载上的电压峰峰值接近电源电压的2倍，可采用单电源供电。
实现时，通常采取2路输出脉冲相位相反的方法。
图2 D类音频功率放大器组成框图D类功率放大器的工作过程是：当输入模拟音频信号时，模拟音频信号经过PWM调制器变成与其幅度相对应脉宽的高频率PWM脉冲信号，控制开关单元的开/关，经脉冲推动器驱动脉冲功率放大器工作，然后经过功率低通滤波器带动扬声器工作。
2.比较器比较器电路米用低功耗、单电源工作的双路比较器芯片 LM311构 成。
此处为提高系统效率，减少后级 H 桥中CMOS 管不必要的开合, 用两路偏置不同的三角波分别与音频信号的上半部和下半部进行比 较，当正端上的电位高于负端的电位时，比较器输出为高电平，反之 则输出低电平。
这样产生两路相互对应的PWM 波信号给后级驱动电路 进行处理，双路比较电路如图3所示。
图3比较器电路此处值得注意的是将上半部比较处理为音频信号接比较器的负 向端、三角波信号接正向端；下半部比较则相反，这样形成相互对应， 在音频信号的半部形成相应 PWM 波时，另半部为低电平，可保征后 级H 桥中的CMOS 管没有不必要的开合，以减少系统功率损耗。
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D 类音频功率放大器评估方法
为了解决节能和大功率音频输出之间的矛盾，D 类功放较之AB 类在效率上有了很大的提升，已逐步应用在一些高端产品中。
下面将简单介绍D 类功放的工作原理，以及基本的测试方法。
以安森美半导体公司NCP2820 为例，D 类功率放大器使用完全不同于AB 类的工作模式，如图1 所示，NCP2820 内部由三部分组成：预放大、采样及脉宽调制和H 型功率输出部分。
预放大，由一个全差分模拟运放构成，对输入的差分信号做相应的放大，增益由内部固定阻值的电阻Rf 除以Ri 得来。
Ci 和Ri 构成一个低通滤波电路，隔离输入信号中不需要的直流部分。
由于NCP2820 使用了全差分运放，所以如果输入为全差分信号，Ci 也可以省略。
采样及脉宽调制，把预防大以后的信号和一个250kHz 的三角波相比较后形成一个250kHz 脉宽调制的方波信号。
每个脉冲的宽度实时体现了输入信号的幅度。