D 类提高音频放大器的效率 - 易迪拓培训.PDF

D 类提高音频放大器的效率 联络我们 关于TI 中国合作伙伴 中国大学计划 TI全球网站 my.TI Keyword Part Number 返回目录页 D 类提高音频放大器的效率 作者：德州仪器公司Mike Score D 类采用脉宽调制 (PWM) 信号取代AB 类放大器通常采用的线性信号。PWM 信号包括音频信号以及PWM开关频率与谐 波。D 类音频放大器比AB 类放大器效率高得多，因为输出MOSFET 可从极高阻抗转变为极低阻抗，从而在作用区操作只 有几纳秒。利用上述技术，输出级上损失的功率极低。此外，LC 过滤器或扬声器的感应元件在各周期还能存储能量，并 可确保切换功率不会在扬声器中损失。 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。 B 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 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 /customer/article/2004/06/0607_5.asp (1 of 6)2005-12-10 21:13:22 D 类提高音频放大器的效率 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低时，反相比较器输出为高。平 均 PWM非反相输出电压V OUT +(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。 V OUT +(avg) = D * Vcc (1) D = t(on) / T (2) 反相输出的忙闲度V OUT - 与VOUT +为1。如输入只有一半，则V OUT - 与VOUT +1的忙闲度为0.5。 V OUT -(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 TPA2005D1中无过滤器的调制方案。利用这种调制方案，正输出V + 与典型D 类PWM