数字功放原理和实际应用电路

数字功放原理和实际应用电路 —??L—$ 西—I月刊(每月1日出版) 强鼬?—曩{誊…?一 电路实作? iishul}1i, ll1li_.'隔小_ 嚣 鬻嘲薅目一鬓疆萋廊哪一'IJI曼i_【}I,-朋J_cj一 蠹羹.j一一—n;日口山D F 大用阳 一——一 —i_曩口钱志远l 一 数字功放原理消耗功率.所以,作为控制元件的晶体 数字功率放大器一般称D类放大,还有T类,S类,他们与模拟功放的主要管本身不消耗功率.电源的利用率就 差别在于功放管的工作状态.特别高. 乙类和甲乙类,丙类等分类.一般的小信号放大图1足数字传统模拟放大器有甲类, 功放的f作原理框. 都用甲类放大,即A类,放大器件需要偏置,放大输出的最大幅度不能超出偏其中的数字功放电路足门驱动,开关 置范围.所以,能量转换效率很低,理论效率最高才25%.乙类放大,也称B类元件和输出低通滤波器蔓大部分.. 放大,放大管不置偏置,靠信号本身来导通,理想效率高达78.5%但因为这样D类功 放放大的足经脉宽凋制 的放大,小信号时失真严重,实际电路都要略加一点偏置,形成所谓的甲乙类(PWM)或脉冲密度调制(PDM)的音频 功放,这么一来,效率也就随之下降.虽然,高频发射电路中还有一种丙类,即数字信号.声音信息埋藏在脉冲的占 C类放大,效率可以更高,但电路后处理复杂,波形失真严重音质更差,无法用空比或脉冲密度【{lil]信号的PWM渊 于音频放大.制方法最为直观,信号幅度越高.脉冲 这几种模拟放大的共同特点是晶体管都工作在线性放大领域中,它按照宽度越宽.低通滤波器对信号有积分 输入音频信号的大小控制输出的大小.就像串在电源与输出间的一只可变电作用.正脉冲幅度宽,积分的时间就 阻,控制输出,但同时自身要消耗一定的电能.长,输出的电压就高.这样,一个简单 数字功放的功放管工作在开关状态.理论状态晶体管导通时内阻为零.的LC积分电路,就能完成音频信号的 两端没有电压,当然没有功率消耗;而截止时.内阻无穷大.电流又为零,也不数模转换. 数字功放较多时候采用脉冲密度 9+V来 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示信号的大小.脉冲密度大的地 数字信号输入, 麓萆瞢!开关元件 方,表示电压高;稀的地方,电压就低. ……… 一辩捷:一lul0UU双向信号还可用其他方式调制.如占空tt50%,即脉冲宽度与间隔宽度1:1,表模拟信号输入, ji'r ,示信号幅值为零.占比大于50%. 幅取样点 一富低通滤波器=蛔度为正.这时数值越大,正幅度越高,}(f_l几门几『ll'广I占空比 小于50%,幅度为负.越小越波形发生 器脉冲宽度调制码PwM一.L -II1日LlII嗍I/\. ^负. .因为这些数字信号的变换都在IC 肝J,-p甾『豆司币U?与ruM'v 滤波后的模拟信号电路内部进行,并不需要与外在设备 相连.也就不需要格式完全统一.各厂 图1数字功放原理和主要波形示意可按自行研发的最佳方案调制.留给 ?54?2005年第5期 表1TDA7482主要电气指标 参鼓值项目符号条件单位 最小 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 最大 电静电压Vs?10?25V 空豌电漉I40】m^ 丁lfD=1%l4【8一W …13=I【I%25一 矗大精耗劫辜PlR=8n"qlr:?2IV,1]OIn=25W.YHD=1%]8W 敢亭I't:8nV=?2IV.Pr—LJl=I8W,H19=1(]%——87I—' 总高次谐踱失真T…1h=fPout=IW一01 过疏保护工作电流『r1)~XR-~qD,,3j5一{ I闭环增益c:Y293(33llH l开关翔率lO0l20I40kl'lz l电豫纹赦衰减I'L~vrVripple-(}.5V1001l?466(】tm l齄^阻抗R…一2030kf1 l静音衰减60800dB 用户的H足模拟府号妁输^端和不戈 正件的输端 数字青编码-可耐种边停韭 导,?,对模拟音信j』圭行桎微变按 直接生成PWM或PDM数字肯蜘:二 对其他编码的数背叛.~IICI)I'I.LtpcM 编码.通过数字信号处理技术蹙按收 PWM码,然后用此信号去控制不关 晶体管, 现在一般都川小信号就能控制太 电漉的开关MOSFEl1功宰管,J句率 管的输出就是一十太聊苹的数字 信号输出电压的凡小由电电压高 低决定,输出的电漉由负轨喇的 抗和电路形决定.从而完成功率救 大 功宰管忭庄开关状态}』委Jr荧 功驶的输出电压筒.时选取电容晌耐爪成 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 .},I址电感最大允许电流 要注'J_正礁 数字功救fb干效阜高.昔子的耗损小.功被呐散热}啕-一I13.IE常小巧简 单啦咀路u以做得,}{小所Ll,首先被笔记木电脑仃胤葙和声再上. 带fi数字功放的ih"}可直接接普堪奇箱,债用就方俺僻g.振声公}}{J笔 丰电1埔USb功放I一0】,二讲的数字功放钉谦爵葙等隧蓿拈术的发性教 功般也已世^青lH铜域.TAC]"公司2000年推…过数字功敲TACT土l】'll? "黄金时代".使发烧响扞改变r对数字功放的成见Mf,3播放机的趟长播 艘功能得靛于数字功啵 从 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 可以I舀}ij数字功放的另一太忧是?r以血挂蛇天数fi-蝴.CD手? r)?)碟片取褂的音频f青是数化的一般播放噼『I_}fi彳瞿经过数摸变 换.变成模拟圩赶后再送I{l而采f_】数字r』J放后就rq把解l的I.M数肯 接世^数字信号处理电路处理成PwM码进行放大什,r播放机ri的散 横变换手l1毁.功披-1,的模数变换两个较贵重部丹.不fI1卉厩受掏少.成【I王 可l洋低 利用数字功般技术生产整机时.苦嗣打寨台量.化简单的Ih电 位器衰溅模拟佰旧墒^幅睦.实现青螽碱.叫数'信号的量化比特 1…IJ,I'R#jl1:一,?J世0毕舒小刘九计刊川./—]—————,—/—一=====)c… 比音响埘管低._r业控制上这娄MOS—小音量时信嵘垃f::=====)?=== =)t…^FET瞥已用得很普遍.取材方便虽然降.动态范刚变小二二二=二二二)vR? 矸戈管导通时的饱和压降和敝止时的较好的方案震===]+… 二二二=二=)51.uTE 漏电流也会损失t些电能.但总技率ll_渊廿电源电爪妁方=====]IN 仍有百丹之九十JL为各臻放大电路式柬衰碱_爵丛川1政=====]clB 二二二=二)5o,洲0 设率之冠变加到低通蘸被器l二二二=二二二)P~4EQ =====二)F眦^P 开戈晶体管输出的星脉宽调制谜的脉冲电压幅度轻战二二二==二二)NC 形.要成为nf听的模拟音颧.需经过童输出】率. 这样量二二二二二)90oTJ 二二二=二二二)B000D,l ====]OUT'路带宽为20kHz的低通滤波器. 滤化比特宰们lJJ充竹利\J—————,L—二一 去脉冲被形中的岛频成抒一般蜕米垌.由于电压F降.持;2TOA7482,夏彗脚分配 I 2005年第5期?55? 月刊(每月1日出版) . 技术?电路实作?.ji~}llm,P:ia~"1 图3应用TDA7482的25W(THD=IO%)单声道音频功率电路 化噪声也随之下降,所以,音量减小了,信噪比和动态范围仍能保持不变. 用集成数字功放芯片来制作数字功放并不困难,下面介绍适应面不同的 集成数字IC芯片制作的功放.以加深对数字功放实际制作的了解. :釉溆嘲TDA7482 TDA7482是ST微电子公司出品的一款集成数字功放,内部电路简单,整 合度高,属~ALL-IN—ONEC!~部在一片)类芯片.内部仅有功率放大和保护电 路各一个.失真不能算小,但外接电路少.数字信号处理使用的振荡电路为模 拟多谐振荡器.这是一片属于低价位,普及型.符合基本指标的高效率数字功 放.主要电气指标见表1.外形管脚见图2. TDA7482的内部结构和应用电路见图3.内部电路不作详述.仅对应用电 路的外部主要元件略作介绍.以便实装时调整. 图中R4和C8为振荡电路中决定振荡频率的RC时间常数元件.公司的C8 推荐值为270pF.R4可按1.4x108/fs求出.参数表中fs的取值范围为100kHz一 140kHz.公司推荐值为120kHz.由此可算出R4取12kf~. C4是反馈电路的接地电容.反馈电阻Rf已制作在IC芯片内部.两者共同 构成一个一阶低通反馈电路.对开关频率以下的信号 有负反馈作用.图标电容量也是~=120kHz时的相对 值.由于外部采用了C11作自举电容,估计PWM功能 块中的开关管MOSFET接成半桥形式 内部保护电路里具有过压保护,输出过流保护和 热关闭机能,使用安全.还有静音,待机等辅助功能. 待机功能采用外部控制信号关闭内部振荡器的方法. 切断无信号时的电源电流,使待机电流减,tb~1]3mA. 待机/静音/32作三种状态的功能控制是通过对第10 脚输入三种不同电压来实现. 电路中另一关键元件就是无源低通滤波L1和 C14.L1和Cl4的取值是根据喇叭阻抗,最高要求通 过的频率fc和电路的Q值要求来确定的.这里L1: 22p~H,C14=1.5F,Rl=81-/可倒算出fe= 1,2LC=27kHz,Q=RlC/L=0.53.若 R1._5Q,fc3<变,Q值将变为0.33.一般Q 值小.高频响应高端下降得较早,但下 降斜率小.电路较稳定;Q值等于0.7称 最平坦响应.截止频率点前后变化最 均匀;高于0.7以后截止频率fc处就会 出现上冲.频响变化剧烈,不宜采用. 其中Ll需要自行制作,可用羰基 铁粉芯磁环绕制.由于电流较大.穿绕 的漆包线线径需用0.8ram.先找到合 适大小的磁环单元穿100圈.实测出电 感量L(1O0).然后用公式UN)=IJ(1O0)x N2/1o0:计算出N圈的电感量.或由需 要的电感量算出匝数. 数字功放电源线上的高频退耦也 非常重要.C5,C6,C9都采用低感抗型 如独石电容,需紧靠IC相应管脚 电容. 焊接.以防止自激.必要时还需在输人 输出及电源线上穿小磁珠,用以消耗 高频信号能量.防止自激.这些在模拟 功放上效果不甚显着的小技术.在数 字功放上至关重要.这些要求对任何 数字功放都相同.以后不再重复. 图4为用rDA7482制作的单声道 25W数字功率放大器印刷电路图. (未完待续1 图4用TDA7482构成的单声道25W数字功率放大器印刷板图 ?56?2005年第5期