基奇D类放大的高效率音频功率放大器设计.PDFVIP

第 19卷 第 11期 电子设计工程 2011年 6月 V01．19 No．11 ElectronicDesignEngineering Jun．2011 基奇D类放大的高效率音频功率放大器设计 王 妍 ，刘帅威 ，金丽洁 (武汉大学 电子信息学院，湖北 武汉 430079) 摘要 ：为提高功放效率，以适应现代社会高效、节能和小型化的发展趋势，以D类功率放大器为核心，以单片机 89C51和可编程逻辑器件 (FPGA)进行控制及对数据的处理 ，实现 了对音频信号的高效率放大。系统最大不失真输 出 功率大于 1W ，可实现 电压放大倍数 l一20连续可调 ，并增加 了短路保护 断电功能 。输 出噪声低 。系统可时功率进行计 算显示．具有4位数字显示．精度优于5％。 关键词 ：D类功率放大 ；PWM 调制 ；高速开关 电路 ；低通滤波 中图分类号 ：TN722．5 文献标识码 ：A 文章编号 ：1674—6236(2011)11-0152—04 DesignofefficientaudiopoweramplifierbasedonclassD amplification WANGYan，LIUShuai—wet，JINLi-jie (SchoolofElectronicInformation，WuhanUniversity，Wuhan430079，China) Abstract：In orderto improvetheefficiency ofhteamplifierto adapttohtemodem developmenttrendofeffective， energy-savingandtheminiaturization，the system isdesigned．WithclassD poweramplifierasthecore，basedonthe microcontroller89C51andtheprogrammablelogicdevices (FPGA)todowiththecontrolanddataprocessing，thesystem realizedthehighefficiency amplificationforaudiosigna1．Thesystem undistortedpoweroutputismorethan1W andthe ~o|tagemagnificationisl～20continuousadjustable．andshortcircuitprotectionisincreasedandtheoutputnoiseisvery low．System cancalculateanddisplaythepower．withaccuracybetterthan5％． Keywords：classD poweramplifier；PulseWidthModulation；high—speedswitchtubes；low—passfilter 传 统的音频功率放大器主要有 A类 (甲类)、B类 (乙类) PWM波给人后级功率放大部分，进行放大。此种方案硬件电 和 AB(甲乙类)。A类功率放大器在整个输入信号周期 内都 路简单 ，但会引入较大数字噪声。 有电流连续流过功率放大器件 。它的优点是输 出信号的失真 方案② ：硬件电路方案。三角波产生及比较、PWM产生 比较小．缺点是输 出信号的动态范围小、效率低 ．理想情况下 仍由硬件 电路实现 ，此方案噪声较小、且幅值能做到更大，效 其最高效率为50％。B类功率放大器在整个输入信号周期 内 果较好 ．故采用此方案 。 功率器件的导通 时间为 50％，它的优点是在理想情况下效率 1．2 三角波产生电路设计 可达 78．5％，但缺点是会产生交越失真，增加噪声