d类功放阻抗匹配
耳机的功放原理及原理介绍
耳机的功放原理及原理介绍耳机的功放原理是指将音频信号经过放大电路放大输出，使其能够驱动耳机单元产生声音。
耳机功放的设计目标是保证音频信号的高保真度和输出功率足够大，以便满足不同用户对音质和音量的需求。
耳机功放的主要原理包括：放大电路设计、功率放大、电流放大、输出阻抗匹配及耳机单元驱动等方面。
放大电路设计方面，耳机功放通常采用运放放大电路。
运放是一种电压放大器，具有高增益、低失真和宽频响的特点。
放大电路中的运放可以根据需要选择不同类型的运放，以实现不同的功率输出和音频特性。
功率放大是耳机功放的核心部分，其主要作用是将音频信号的电压进行放大，增加其输出功率。
常用的功率放大电路有A类、B类、AB类和D类等。
A类功放具有高保真度和低失真的特点，但功率效率低；B类功放可以提供较高的功率输出，但存在交叉失真问题；AB类功放则是A和B类的结合，既具有高保真度又能提供较高的功率输出；D类功放则是采用脉冲宽度调制（PWM）技术，具有高功率效率和低功耗的特点。
电流放大是保证功放输出足够大的关键。
耳机功放需要能够提供足够的电流驱动耳机单元，以产生足够的音量和动态范围。
电流放大电路一般由功率放大电路和电流放大电路组成，通过正负反馈控制，使得输入电流经过放大后得到足够大的输出电流。
输出阻抗匹配是为了保证功放输出电路和耳机之间的阻抗匹配，从而避免信号反射和损耗。
耳机单元的阻抗通常在几十欧姆到几百欧姆之间，而功放输出电阻通常在几欧姆到几十欧姆之间，因此需要通过合适的输出阻抗匹配来实现信号的传递和耦合。
驱动耳机单元是将放大后的信号通过耳机单元转换成音频信号的过程。
耳机单元是将电流信号转换为声音的器件，通常由动圈、电容或电磁等原理实现。
功放输出电路需要根据耳机单元的特性来设计，以保证输出信号能够驱动耳机单元并产生良好的声音效果。
总之，耳机功放的原理是通过放大电路将音频信号进行放大输出，同时保证功率输出和信号质量，并通过输出阻抗匹配和耳机单元驱动来实现音频信号的转换和传递。
ab类d类功放
ab类d类功放
AB类和D类功放是两种常见的功放类型。
下面是它们的一些区别：
效率：D类功放的效率非常高，可达到90%以上，而AB类功放的效率最好只有60%。
因此，D类功放的电源器件成本更低，电源器件和功放散热器的成本以及电路板空间成本也会大大降低。
音质：虽然D类功放的效率高，但它的音质可以与A类功放相媲美。
相比之下，AB类功放在小信号时容易出现交越失真，功率大时也容易发热，所以音质相对较差。
工作原理：AB类功放通过对电路中的两个晶体管进行偏置，使信号接近零时两个晶体管导通；大信号时，晶体管转换到B类工作方式。
而D类功放的输出为开关波形，开关频率远远高于需要恢复的音频信号的最高频率。
经过低通滤波后，输出波形的平均值与实际的音频信号保持一致。
总的来说，AB类和D类功放各有优缺点。
在选择时，应该根据具体的应用场景和需求来选择最适合的功放类型。
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。
超声波换能器的匹配设计
超声波换能器的匹配设计一、匹配概述超声波发生器与换能器匹配包括两个方面，一是通过匹配使发生器向换能器输出额定的电功率，这是由于发生器需要一个最佳的负载才能输出额定功率所致，把换能器的阻抗变换成最佳负载，也即阻抗变换作用；二是通过匹配使发生器输出效率最高，这是由于换能器有静电抗的原因，造成工作频率上的输出电压和电流有一定相位差，从而使输出功率得不到期望的最大输出，使发生器输出效率降低，因此在发生器输出端并上或串上一个相反的抗，使发生器负载为纯电阻，也即调谐作用。
由此可见匹配的好坏直接影响着功率超声源的产生和效率。
二、阻抗匹配为了使功率放大器输出额定功率最大；在电源电压给定条件下主要取决于负载阻抗。
一般在D类开关型功放中其发生器变压器初级等效负载Rl'上的输出功率表达式为：式中，V Am为等效负载上的基波幅度；vcc为电源电压；vces为功放管饱和压降，故为了保证系统有一定功率余量(因输出变压器，末级匹配回路及晶体管损耗电阻都有损耗，po' 需要乘上一个约等于1．4—1．5的系数。
即输出功率po为1．5Po'；从上式可知，在电源电压给定之后，输出功率的大小取决于等效负载RL’。
目前大多数功率超声发生器的负载为压电型换能器，其阻抗约为几十欧姆至几百欧姆间，为了要达到要求的额定功率，因此需要对换能器负载RL进行阻抗变换。
由高阻抗变换为低阻抗。
一般常用的方法，通过输出变压器的初次级线圈的匝数比进行变换。
变压器次初级匝数比为n／m，则输出功率PO时的初级电阻举例：要求一发生器输出在换能器上的功率为1000W，设直流电VCC为220V，VCES=10V，功率应留有一定余量，则PO=1.5PO'=1500W。
则变压器初级的若换能器谐振时等效电阻RL＝200Ω，则输出变压器次级／初级圈数比以上称谓阻抗变换，是通过输出变压器实行的。
输出变压器是超声波发生器阻抗匹配、传输功率的重要部件，它的设计与绕制工艺对发生器的工作安全是十分重要的。
D类数字功率放大器
3.3 D类数字功放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..3.3.1 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;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..电路结构组成如图3.22所示..图3.22 D类功放的组成其中第一部分为PWM调制器..最简单的只需用一只运放构成比较器即可完成..把原始音频信号加上一定直流偏置后放在运放的正输入端;另外通过自激振荡生成一个三角形波加到运放的负输入端..当正端上的电位高于负端三角波电位时;比较器输出为高电平;反之则输出低电平..若音频输入信号为零时;因其直流偏置为三角波峰值的1/2;则比较器输出的高低电平持续的时间一样;输出就是一个占空比为1：1的方波..当有音频信号输入时;正半周期间;比较器输出高电平的时间比低电平长;方波的占空比大于1：1；音频信号的负半周期间;由于还有直流偏置;所以比较器正输入端的电平还是大于零;但音频信号幅度高于三角波幅度的时间却大为减少;方波占空比小于1：1..这样;比较器输出的波形就是一个脉冲宽度被音频信号幅度调制后的波形;称为PWMPulse Width Modulation脉宽调制或PDMPulse Duration Modulation脉冲持续时间调制波形..音频信息被调制到脉冲波形中;脉冲波形的宽度与输入的音频信号的幅度成正比..第二部分为脉冲控制的大电流开关放大器..它的作用是把比较器输出的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..第三部分为由LC网络构成的低通滤波器..其作用是将大功率PWM波形中的声音信息还原出来..利用一个低通滤波器;可以滤除PWM信号中的交流成份;取出PWM信号中的平均值;该平均值即为音频信号..但由于此时电流很大;RC结构的低通滤波器电阻会耗能;不能采用;必须使用LC低通滤波器..当占空比大于1：1的脉冲到来时;C的充电时间大于放电时间;输出电平上升；窄脉冲到来时;放电时间长;输出电平下降;正好与原音频信号的幅度变化相一致;所以原音频信号被恢复出来..D类功放的工作原理见图3.23..a原理简图 b工作波形图3.23D类功放原理图对于数字音频信号输入时;经数字内插滤波器和等比特调制器后;即可得到脉冲宽度与数字音频的采样点数据成正比的PWM信号..其中数字内插滤波器是在数字音频信号的数据之间再插入一些相关联的数据;以内插方式提高数字音频信号的采样点数采样频率;等比特调制器是将数字信号的数据大小转换为脉冲的宽度;使输出信号的脉冲宽度与输入数据的大小成正比..3．D类功放的要求1对功率管的要求..D类功放的功率管要有较快的开关响应和较小的饱和压降..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;更重要的是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;管子的饱和压降小不但效率高;且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;限制了D类功放的发展;现在小电流控制大电流的MOSFET已在Hi-Fi功放上得到广泛应用..2对PWM调制电路的要求..PWM调制电路也是的一个特殊环节;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三角波的频率应在音频信号频率的10~20倍以上..当频率过低时要达到同样要求的THD总谐波失真标准;则对无源LC低通滤波器的元件要求就高;结构复杂..如果三角波的频率高;输出波形的锯齿小;就能更加接近原波形;使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构成低通滤波器;造价相应降低..但是;晶体管的开关损耗会随频率的上升而上升;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..而在实际的中小功率D类数字功放中;当三角波的频率达到500kHz以上时;也可以直接由扬声器的音圈所呈现的电感来还原音频信号;而不用另外的LC低通滤波器..另外在PWM调制器中;还要注意到调制用的三角波的形状要好、频率的准确性要高、时钟信号的抖晃率要低;这些参数都会影响到后面输出端由LPF所复原的音频信号的波形是否与输入端的原音频信号的波形完全相同;否则会使两者有差异而产生失真..3对低通滤波器的要求..位于驱动输出端与负载之间的无源LC低通滤波器也是对音质有重大影响的一个重要因数..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;一般应用的已有集成电路芯片;用户只需按要求设计低通滤波器即可..4D类功放的电路保护..D类功率放大器在电路上必须要有过电流保护及过热保护..此二项保护电路为D类功率IC或功率放大器所必备;否则将造成安全问题;甚至伤及为其供电的电源器件或整个系统..过电流保护或负载短路保护的简单测试方法：可将任一输出端与电源端Vcc或地端Ground 短路;在此状况下短路保护电路应被启动而将输出晶体管关掉;此时将没有信号驱动喇叭而没有声音输出..由于输出短路是属于一种严重的异常现象;在短路之后要回到正常的操作状态必需重置Reset放大器;有些IC则可在某一延迟Delay时间后自动恢复..至于过热保护;其保护温度通常设定在150°~160°C;过热后IC自动关掉输出晶体管而不再送出信号;待温度下降20°C~30°C之后自动回复到正常操作状态..5D类功放的电磁干扰..D类功率放大器必须要解决AB类功率放大器所没有的EMIElectro Magnetic Interference;电磁干扰问题..电磁干扰是由于D类功率放大器的功率晶体管以开关方式工作;在高速开关及大电流的状况下所产生的..所以D类功放对电源质量更为敏感..电源在提供快速变化的电流时不应产生振铃波形或使电压变化;最好用环牛变压器供电;或用开关电源供电..此外解决EMI的方案是使用LC电源滤波器或磁珠bead滤波器以过滤其高频谐波..中高功率的D类功率放大器因为EMI太强目前采用LC滤波器来解决;小功率则用Bead处理即可;但通常还要配合PCB版图设计及零件的摆设位置..比如;采用D类放大器后;D类放大器接扬声器的线路不能太长;因为在该线路中都携带着高频大电流;其作用犹如一个天线辐射着高频电磁信号..有些D类放大器的接线长度仅可支持2cm;做得好的D类放大器则可支持到10cm..3.3.2 D类功放实例下面以荷兰飞利浦公司生产的TDA8922功放芯片为例;对D类功放电路进行介绍..TDA8922是双声道、低损耗的D类音频数字功率放大器;它的输出功率为2×25W..具有如下特点：效率高可达90%;工作电压范围宽电源供电±12.5V~±30V;静态电流小最大静流不超过75mA;失真低;可用于双声道立体声系统的放大SE接法;Single-Ended或单声道系统的放大BTL接法;Bridge-Tied Load;双声道SE接法的固定增益为30dB;单声道BTL接法的固定增益为36dB;输出功率高典型应用时2×25W;滤波效果好;内部的开关振荡频率由外接元件确定典型应用为350kHz;并具有开关通断的“咔嗒/噼噗”噪声抑制;负载短路的过流保护;静电放电保护;芯片过热保护等功能..广泛应用于平板电视、汽车音响、多媒体音响系统和家用高保真音响设备等..1．内部结构与引脚功能TDA8922的内部结构如图3.24所示;包含两个独立的信号通道和这两个通道共用的振荡器与过热、过流保护及公共偏置电路..每个信号通道主要包括脉宽调制和功率开关放大两个部分..图3.24 TDA8922内部结构1脉宽调制..输入的模拟音频信号经电压放大后;与固定频率的三角波相比较;全部音频信息被调制在PWM 信号的宽度变化中..三角波的产生由压控振荡器实现;三角波的频率由7脚外接的RC定时元件确定..比较器是一个带锁相环的脉宽调制电路;调制后的电路与功率输出级的门控电路相连;地线被连接到公共地端..当音频信号幅度大于三角波信号幅度时;比较器输出高电平;反之;比较器输出低电平..PWM 信号是一个数字脉冲信号;其脉宽的变化反映音频信号的全部信息..脉冲信号的高、低电平控制两组功率管的通/断;高/低两值之间的转换速度决定两组功率管之间的通/断的转换时间..电路中采用触发器来调整比较器输出的波形;通过快速转换使输出波形得到明显的改善..2功率开关放大..功率开关放大部分由门控电路、高电平与低电平驱动电路、MOSFET功率管所组成..门控电路用于输出级的功率开关管在开关工作时的死区校正;防止两个MOSFET管在交替导通的瞬间的穿透电流所引起的无用功耗;因为在高频开关工作时;需要分别将两个MOSFET管的截止时间提前而将导通时间滞后;防止两个管子在交替导通的瞬间同时导通而产生贯通电流;这一贯通电流是从正电源到负电源直通而不流向负载的..PWM 信号控制着MOSFET功率管的通/断;驱动扬声器发声..开关功率管集成在数字功率IC内;有利于缩小整个功放的体积;降低成本;提高产品竞争力..在输出端与高电平驱动器之间接有自举电容;用于提高在上管导通期间的高电平驱动器送到上管栅极的驱动电平;保证上管能够充分导通..3工作模式选择与过热过流保护电路..TDA8922芯片中除了每个声道中的脉宽调制与功率开关放大电路外;还有工作模式选择与过热保护与过流保护..6脚为工作模式选择端;当6脚外接5V电源时为正常工作模式;此时D 类功放各电路正常工作；当6脚接地0V时为待机状态;此时芯片内的主电源被切断;主要电路都不工作;整机静态电流极小；当6脚电平为电源电压的一半约2.5V时为静音状态;此时各电路都处于工作状态;但输入级音频电压放大器的输出被静音;无信号输送到扬声器而无声..过热保护与过流保护是通过芯片温度检测和输出电流检测来实现的..当温度传感器检测到芯片温度>150 oC时;则过热保护电路动作;将MOSFET 功放级立即关闭；当温度下降至约130 oC时;功放级将重新开始切换至工作状态..如果功放输出端的任一线路短路;则功放输出的过大电流会被过流检测电路所检出;当输出电流超过最大输出电流4A时;保护系统会在1μs 内关闭功率级;输出的短路电流被开关切断;这种状态的功耗极低..其后;每隔100毫秒系统会试图重新启动一次;如果负载仍然短路;该系统会再次立即关闭输出电流的通路..除过热过流保护外;芯片内还有电源电压检测电路;如果电源电压低于±12.5伏;则欠压保护电路被激活而使系统关闭；如果电源电压超过±32伏;则过压保护电路会启动而关闭功率级..当电源电压恢复正常范围±12.5V~±32V时;系统会重新启动..4输出滤波器..输出滤波器的用途是滤除PWM 信号中的高频开关信号和电磁干扰信号; 降低总谐波失真..LPF参数的选择与系统的频率响应和滤波器的类型有关..音频信号的频率在20Hz～20 kHz;而开关脉冲信号和电磁干扰信号的频率都远大于音频信号频率;因此LPF所用的LC元件参数;可选择在音频通带内具有平坦特性的低通滤波器..TDA8922包含两个独立的功率放大通道;这两个独立的通道可接成立体声模式;也可接成单声道模式..立体声模式采用SESingle-Ended接法;如图3.24所示;L、R输入的模拟音频信号分别送入各自声道的输入端;L、R扬声器分别接在各自声道输出端的LPF上;从而构成立体声放音系统；单声道模式采用平衡桥式BTL接法;如图3.25所示;此时两个通道的输入信号的相位相反;扬声器直接跨接在两个通道的输出端;此时扬声器获得的功率可增加一倍6dB..图3.25 TDA8922用于单声道的BTL接法TDA8922TH各引脚的功能如表3.2所示..表3.2TDA8922各引脚功能2．典型应用电路TDA8922的典型应用电路如图3.26所示..图3.26 TDA8922的典型应用电路当将TDA8922用于双声道立体声的D类数字功放时;左、右声道的模拟音频信号分别加至输入端的in1和in2..左、右声道的扬声器采用SE接法;分别接在各自声道功放输出端的LPF后与地之间;扬声器的阻抗选用4Ω;此时输入端的4个开关的状态为：J1和J2处于接通状态;J3和J4处于断开状态..两个声道各自独立..当将TDA8922用于单声道的D类数字功放时;电路采用平衡桥式接法BTL..单声道模拟音频信号加在in1或者in2端子上;此时输入端的4个开关设置状态为：J1和J2处于断开状态;J3和J4处于接通状态;两个声道输入端所加的模拟音频信号的相位正好相反..功放输出端的扬声器选用8Ω;直接跨接在双声道功放输出端LPF的两端;构成BTL的接法..正常工作时;6脚的模式选择开关置于“on”位置;即6脚接在5.6V的稳压源上..。
功率放大器原理及电路图PPT课件
uA=（EC-UCES1） 。
ωt
VT2 ub2
ic2
RL uL
ui负半周时VT2管饱和导通，VT1管截止。VT2管的直流电源由电容C上充 的电尽荷管供每给管，饱u和A=导U通CE时S2的≈0电流很大，但相应的管压降很小，这样，每管的管 耗就很小，放大器的效率也就很高
uA近似为矩形波电压，幅值为（EC-2UCES）。若L、C和RL串联谐振回路调谐 在输入信号的角频率ω上，且回路的Q值足够高，则通过回路的电流ic1或ic2是角频 率为ω的余弦波，RL上可得相对输入信号不失真的输出功率。
0.5fβ fβ 0.2fT fT
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1 高频功率放大器的动态特性
1、 放大区动态特性方程 当放大器工作在谐振状态时，其外部电路电压方程为：
若设： ub Ubm cost
ic
由上两式消除cos t 可得：
uBE
U BB
Ubm
EC uce U cm
又利用晶体管的内部特性关系式（折线方程）：
Icmax
ic
ic1
ic2 ic3
Ico
ωt
θc
θc
其中各系数分别为：
1
I co 2
icd (t )
I cmax
sinc c cosc ) 1 cosc
I cmax 0
c
1
I cm1 2
c c
ic
costd(t )
1
I cmax (
c
sin c cos c 1 cos c
(4)不能用线性模型电路分析，一般采用图解法分析和折线法
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功率放大器按工作状态分类：
A（甲）类：导通角为 180o
D类数字功率放大器
3.3 D 类数字功放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。
3.3.1 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）类。
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。
DAM 10kW广播发射机天线调配网络
浅谈DAM 10kW广播发射机天线调配网络 浅谈dam 10kw广播发射机天线调配网络 秦婕 甘肃省嘉峪关广播转播台,甘肃嘉峪关 735100 摘要 发射机的输出网络由带通滤波器和t型网络组成。为了使高频能量在馈线中得到最佳的传输,要求输出阻抗与馈线特性阻抗相匹配。在天线调配网络中对射频倒送也要很好的抑制。由于天线的互逆性,高大的发射机同样也是性能良好的天线,我们通常使用陷波电路如lc串联或并联谐振电路可以有效抑制射频倒送。天线调配网络中的防雷措施除了采用石墨放球外还要加电感、电容。天线调配系统在整个工作过程中,是一个很重要的环节,在日常的检修维护中要引起足够的重视。 关键词 效应管;功放模块;t型网络 中图分类号tn93 文献标识码a 文章编号 1674-6708(2010)31-0242-01 数字调幅是世界上效率最高的一种调制方式,其工作原理是将模拟的音频复合调制信号数字化,并经编码控制“数字化”的功率放大模块,再对功放模块输出的“数字”信号电压迭加,使输出网络模拟化,实现正常的调幅信号。该机的控制系统按不同的时间序列运行,能作遥控,有完善的接口,尤其在显示和故障检测方面采用了大量的数字电路,取消了传统的音频功放,射频部分全都采用d类开关,因而大大提高了整机效率。该机具有高效节能、运行稳定可靠、数字化程度高、维护费用低、便于从模拟向数字转换等优点,可满足广播发射领域对广播发射机更新换代的要求,达到国际同类产品的先进水平。目前,该设备已在国内的90多个广播电台推广应用,使用效果良好。 甘肃省嘉峪关广播转播台现使用10kw dam广播发射机。它的输出功率由一定数量的功放模块的输出功率合成得到。当负载为纯阻并等于所要求的阻值时,各功率场效应管均工作在接近理想开关状态,加在场效应管上。 电压、电流相位差接近90度,因此场效应管的功耗很小,整机效率高。这就要求它的输出网络必须注意以下几点: 1)天线调配网络和射频电缆的阻抗必须严格匹配,并具有良好的通带特性; 2)发射台的其它发射频率以及周边的电台频率功率倒送对发射机影响必须降低到最低; 3)天线及调配网络招雷击后,可能引起发射机场效应管损坏,必须采取多种防雷措施。 甘肃省嘉峪关广播转播台发射机的输出网络由带通滤波器和t型网络组成。带通滤波由串联谐振和并联谐振组成,作用之一是圆滑滤波,以便滤除输出信号中的不必要的杂波成分。作用之二是将合成器输出约4ω转换到50ω完成阻抗变换使输出络的输入阻抗与槽路谐振阻抗相匹配。输出网络的输出阻抗与馈线特性阻抗相匹配。阻抗匹配可使能量得到有效的传输,使负载获得最大的有效功率。输出网络使发射机输出的高频能量在馈线中得到最佳的传输。因为甘肃省嘉峪关广播转播台使用的发射机的桥式功放工作在开关状态,其电压输出根据付里叶分解式可得出它的第一项是基波成分,其余为奇次谐波,谐波中三次谐波振幅最大。而且次数越高振幅越小。为了抑制高次谐波向外辐射,发射机设计了仅让基波通过的带通滤波器。但是,为了保持较好的稳定性,防止调制边频造成负载变化过大,滤波器的q植取的较低,这样,滤波器对三次谐波的抑制度就够大,为了达到足够的滤波度,又在阻抗匹配网络中加了三次谐波陷波器。t型网络不仅完成阻抗匹配的任务而且还起到了抗击雷电的作用。 在天线调配网络中对射频倒送也要很好的抑制,由于天线的互逆性,高大的发射机同样也是性能良好的天线。当本台其它发射机正在工作,或距离较近的大功率电台正在工作时,该天线就会接受到较高的高频电压。这种射频电压倒送无论对电子管或发射机都会带来负面影响。就发射机而言,由于场效应管工作在开关状态,内阻低,虽然也会产生杂频和串音,但比电子管不明显。射频倒送对发射机的危害有俩方面;一是射频电压倒送到功放电路。由于该电路工作在丁类开关状态,要求激励波形具有陡峭的前沿,以减小场效应管的功耗。倒送严重时,倒送的电压和发射机的激励电压叠加在一起,使激励波形发生畸变,管子功耗加大,瞬间损坏大量场效应管。而且由于发射机激励和外界倒送电压相叠加,使欠激励、过激励等检测电路难以正常工作,造成播音中断。我们通常使用陷波电路如lc串联或并联谐振电路可以有效抑制射频倒送。 天线一般是较高的建筑物,容易招引雷电。如果天线没有得到良好的保护,由它引入的雷电对发射机和天线调配网络严重的破坏。通常采用两种措施,一是减少地网接地电阻,天线地网是为射频信号提供回路,同时它也是为雷电提供通畅的入地点;二是接地要讲究,地阻越小,雷击地电压越小,为了降低地电位差必须只有一个接地点,机房也必须集中接地。 天调网络中的防雷措施除了采用石墨放球外还有加电感、电容。石墨放电球的间隙是可调的,其放电电压的变化随面积的增加而降低。雷电的主要能量集中在低频和直流部分,因此在天线下并联一只微亨级电感,应主要作为天线调配的一部分。同时为雷电提供静电泄放通路。选择线圈导线时直径要尽可能粗些。加电容的作用是隔离。也是因为雷电的能量集中在低频和直流部分,电容防止了雷电的能量通过天调网络进入发射机。它的选择是伏安量、耐压植越大越好。 总之,天线调配系统在整个工作过程中,是一个很重要的环节,在日常的检修维护中要引起足够的重视。做好防护工作以免造成机器不稳定及损害元器件。 参考文献 [1]刘迎晨.数字调幅中波广播发射机天线调配网络的设计[j].中国科技信息,2006(11):212-213. [2]杨帆.dam中波数字调制发射机的特点及维护[j].西部广播电视,2006(9):65-66. [3]邓克义.数字调幅发射机天调网络的调试[j].广播与电视技术,2003(7):82-83.
功放参数的解释
一台严格出炉的功放，其技术参数绝不含糊：〔Power Band Width〕：音域20Hz ～ 80KHz ，而喇叭频响由低音至高音相应要求有20Hz ～ 20KHz 这范围的响应能力。
但作为信号传输的“瓶颈”的功放的频响则要求更宽，如：7Hz ～ 80KHz Hz，以保证信号的完整。
信噪比〔Signal To Noise Ratio 〕：这是最直接反映功放素质的参数，一般都在80dB的比值以上，高质素的产品往往达105dB以上，追求声底纯洁，不容无视。
〔THD〕：这个可结合功放另外两个重要的指标：额定功率〔Rms〕和最大功率〔Peak Power〕一齐讨论。
一台功放在其Rms功率情况下工作，失真应该比较小，一般达0.5% ～0.01%这个范围。
Peak 功率或桥接时，信号可能产生变形、削波等失真，比值会高：0.5% ～ 1%都是正常的。
比值越小，当然越理想.〔Input Sensitivity〕：这是针对不同厂家，不同品牌的主机、前级音源而设置的调校电平，范围由100mv ～ 4V甚至更高，调音时须与音源匹配。
〔Input Impedance〕：一般要求功放输入阻抗要高，输出阻抗要低，输入阻抗越高，越有效阻隔各类杂讯，常见值10KΩ或更高。
〔Load Impedance〕：家用功放一般是8Ω/4Ω两种；车用功放、立体声时：2Ω至8Ω；桥接：4Ω至8Ω。
但个别特别设计的功放，阻抗可以低至0.1Ω，能力非凡。
这个时候，一台功放，则可以并接几十个低音单元，营造理想的声压级。
这个场景，恐怕要在音响比赛时才能见到。
六.工作电压：车用一般是10V ～ 15 V正常工作。
〔Damping Factor〕：由额定负载〔4Ω〕输出阻抗计算出来，普遍认为：输出阻抗越小，阻尼系数越高，则该功放越好。
事实上高素质的功放，比值大多50以上，个别甚至超500，虽则专家认为：50左右已经足够。
我个人经验：系数高，则线材要求可放宽。
d类功放lc滤波的选择和计算
d类功放lc滤波的选择和计算D类功放是一种数字放大器，具有高效能功放的特点，其输出信号通过脉冲宽度调制（PWM）技术产生。
在使用D类功放时，为了滤除输出信号中的高频噪声和混叠失真，需要添加一个合适的LC滤波器。
选择适当的LC滤波器需要考虑几个因素，包括输出功率、输出负载的特性和所需的频率响应。
首先，要选择适当的电感值。
电感器的作用是提供阻抗，使高频信号被滤除。
电感值越大，滤波效果越好。
但是，电感器的尺寸和重量随电感值的增加而增加，这是一个需要平衡的问题。
当选择电感值时，应该考虑到功放的功率和所需的频率响应。
一般来说，较大功率的功放需要较大的电感值。
其次，选择合适的电容值。
电容器在LC滤波器中的作用是提供对低频信号的滤波。
电容值越大，滤波效果越好。
然而，电容器的尺寸和成本随着电容值的增加而增加。
因此，需要考虑到电容器的最大尺寸和成本限制。
选择电容值时，应该考虑到所需的频率响应和输出负载的特性。
在计算LC滤波器的数值时，可以使用以下公式：f = 1 / (2π√(LC))其中，f为所需的截止频率，L为电感值，C为电容值。
根据所需的截止频率和已选择的电感值，可以计算出所需的电容值。
反之亦然，根据所需的截止频率和已选择的电容值，可以计算出所需的电感值。
在实际应用中，还需要考虑到电感器和电容器的容差。
容差是指元件在额定值上或下的最大可接受偏差。
在计算LC滤波器的数值时，应该考虑到容差范围，以确保滤波器的性能在容差范围内。
此外，还需要考虑到滤波器的带宽。
带宽是指滤波器能够传递的频率范围。
带宽越宽，滤波器对于高频和低频信号的滤除效果就越好。
然而，在实际应用中，需要平衡带宽和成本的要求。
总而言之，选择和计算D类功放的LC滤波器需要考虑到输出功率、输出负载的特性、所需的频率响应、电感值和电容值的平衡、容差范围和带宽要求。
在选择和计算过程中，还应该遵循工程设计的原则和标准，以确保滤波器的性能和可靠性。
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d类功放阻抗匹配
我们需要了解什么是d类功放和阻抗匹配。
d类功放是一种数字放大器，它通过将模拟音频信号转换为数字信号来实现放大，然后再将数字信号转换回模拟信号输出。
相比传统的a类或ab类功放，d 类功放具有更高的效率和更低的功耗。
然而，d类功放在输出端的阻抗较高，需要进行阻抗匹配才能获得最佳的音质和输出功率。
阻抗匹配是指将功放的输出阻抗与负载（如扬声器）的输入阻抗相匹配，以确保信号传输的最大功率和最小失真。
在d类功放中，输出阻抗通常较高，一般在几十欧姆到几百欧姆之间。
而扬声器的输入阻抗一般在几欧姆到几十欧姆之间。
因此，我们需要通过合适的方式来降低功放的输出阻抗，以匹配扬声器的输入阻抗。
一种常用的方法是使用输出阻抗匹配电路，如共尺阻抗变压器或电感电容网络。
这些电路可以将功放的输出阻抗变换为与扬声器输入阻抗相匹配的阻抗值。
共尺阻抗变压器是一种常用的输出阻抗匹配电路，它通过调整变压器的匝数比例来实现阻抗变换。
电感电容网络则通过调整电感和电容元件的数值来实现阻抗匹配。
这些方法都可以有效地降低功放的输出阻抗，提高音质和功率输出。
除了输出阻抗匹配电路，还可以使用负反馈来实现阻抗匹配。
负反馈是一种将一部分输出信号引入到功放的输入端进行比较，并校正输出信号的方法。
通过合适地调整负反馈电路的增益和相位，可以
使功放的输出阻抗与负载的输入阻抗相匹配。
负反馈可以有效地改善功放的频率响应和失真性能，提高音质和输出功率。
除了以上的方法，还可以使用并联或串联扬声器的方式来实现阻抗匹配。
并联扬声器可以将总阻抗降低到与单个扬声器的输入阻抗相匹配。
而串联扬声器则可以将总阻抗提高到与单个扬声器的输入阻抗相匹配。
这些方法需要根据具体的扬声器和功放特性来选择合适的方式。
d类功放的阻抗匹配是提高功放效能和音质的重要一环。
通过使用输出阻抗匹配电路、负反馈、并联或串联扬声器等方法，可以有效地降低功放的输出阻抗，提高音质和输出功率。
在实际应用中，我们需要根据具体的需求和条件选择合适的阻抗匹配方式，以获得最佳的效果。