D类音频功率放大器设计.doc

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1、__________________________________________________滤波拓扑概况 用于D类功率放大器的滤波器拓扑共有三种：(1)FB-C，铁氧体磁珠和电容；(2)LC，电感和电容；以及(3)“无滤波器”。某个特定设计应该选择哪种滤波技术，取决于应用的扬声器电缆长度和PCB布局。下面是这三种滤波器拓扑的优缺点：FB-C滤波 如果扬声器电缆长度适中，FB-C滤波足以满足EMI限制。与LC滤波相比，FB-C滤波方案更为精简，成本效益更高。但是，由于只能在频率大于10MHz的情况下生效

2、，FB-C滤波的应用范围受到很大的限制。而且，在频率低于10MHz的情况下，如果扬声器电缆走线不合理，也会导致传导辐射超标。LC滤波 相比之下，LC滤波可以在频率大约为30kHz的情况下即开始起到抑制作用。当某设计中所用的电缆线较长，而PCB布局又不是很好时，LC滤波无疑是一个“保险的”选择。但是，LC滤波需要昂贵而庞大的外部元件，这显然不适合便携式设备。而且，当频率大于30MHz，主电感会自谐振，还会需要额外的元件来抑制电磁干扰。_______________________________________

3、_____________________________________________________________“无滤波器”滤波 “无滤波器”放大器拓扑是最具成本效益的方案，因为它省去了额外的滤波元件。采用较短的双绞线扬声器电缆时，D类放大器完全可以满足电磁兼容性标准。但是，和FB-C滤波一样，如果扬声器电缆走线不合理，可能出现传导辐射超标。还需注意，Maxim的D类放大器也可以实现“无滤波”工作，只要在放大器的开关频率下扬声器是感性负载。在输出电压进行转换时，转换频率下的大电感值可使过载电流保持相

4、对恒定。D类提高音频放大器的效率德州仪器公司MikeScore引言 尽管D类放大器推出已经有一段时间了，但许多人仍不理解D类放大器工作的基本原理，也不明白其为什么会提供更高效率。本文将解释脉宽调制(PWM)信号是如何创建的，以及说明您听到的是音频频率而非PWM波形的开关频率。本文将详细说明输出PWM波形为什么比输出线性波形效率高很多，还将说明为什么某些D类放大器要求LC过滤器，而某些则不需要。__________________________________________________________

5、__________________________________________ D类输出信号(PWM)如何包含音频信号？ TPA3001D1结构图（见图1）有助于解释PWM信号是如何形成的。首先，模拟输入D类采用前置放大器获得输入音频信号，并确保差动信号。随后，积分器级(integratorstage)可低通过滤音频信号以实现抗失真与稳定性。音频信号而后与三角波相比较，以创建脉宽调制(PWM)信号。门驱动电路系统采用PWM驱动输出FET，其将在输出端创建高电流PWM信号。 图1：TPA3001D1结

6、构图____________________________________________________________________________________________________图2显示了典型的PWM信号是如何从图1中的比较器功能块形成的。可将音频输入与250-kHz的三角波相比较。当音频输入电压大于250-kHz三角波电压时，非反相比较器输出状态为高，而当250-kHz三角波大于音频信号时，非反相比较器输出状态为低。非反相比较器输出为高时，反相比较器输出为低；而当非反相比较器输出为

7、低时，反相比较器输出为高。平均PWM非反相输出电压VOUT+(avg)为忙闲度乘以电源电压，此外D表示忙闲度，或"开启"时间t(on)除以总周期T。 VOUT+(avg)=D*Vcc(1) D=t(on)/T(2) 反相输出的忙闲度VOUT-与VOUT+为1。如输入只有一半，则VOUT-与VOUT+1的忙闲度为0.5。 VOUT-(avg)=(1-D)*Vcc(3) 图2：比较器的输入与典型D类放大器的PWM输出TPA3001D1与TPA3002D2均采用________________________

8、____________________________________________________________________________TPA2005D1中无过滤器的调制方案。利用这种调制方案，正输出VOUT+与典型D类PWM相同，但负输出VOUT-并不完全与VOUT+相反。在这种情况下，就有两个比较器，并且正积分器输出与三角波相比较可创建VOUT+的PWM，而积分器的负输出则与三角