关于无后级滤波器的D类放大器这个如何理解？配图

guo132 · 发表于 2010-10-29 12:12:15

这个是摘自美信的官方文档。。。。
有玩D类放大器的吗？想做个无后级滤波器的CLASS D。有兴起的想想这个怎么实现的？

省去输出滤波器—免滤波器调制器

传统D类放大器的一个主要缺点就是它需要外部LC滤波器。这不仅增加了方案总成本和电路板空间，也可能因滤波元件的非线性而引入额外失真。幸好，很多现代D类放大器采用了先进的"免滤波器"调制方案，从而省掉或至少是最大限度降低了外部滤波器要求。

图1给出了MAX9700免滤波器调制器拓扑的简化功能框图。与传统的PWM型BTL放大器不同，每个半桥都有自己专用的比较器，从而可独立控制每个输出。
调制器由差分音频信号和高频锯齿波驱动。当两个比较器输出均为低电平时，D类放大器的每个输出均为高。与此同时，或非门的输出变为高电平，但会因为RON和CON组成的RC电路而产生一定延时。一旦或非门延时输出超过特定门限，开关SW1和SW2即会闭合。这将使OUT+和OUT-变为低，并保持到下个采样周期的开始。这种设计使得两个输出同时开通一段最短时间(tON(MIN))，这个时间由RON和CON的值决定。如图2所示，输入为零时，两个输出同相并具有tON(MIN)的脉冲宽度。随着音频输入信号的增加或减小，其中一个比较器会在另一个之前先翻转。这种工作特性外加最短时间导通电路的作用，将促使一个输出改变其脉冲宽度，另一个输出的脉冲宽度保持为tON(MIN) (图2)。这意味着每个输出的平均值都包含输出音频信号的半波整流结果。对两路输出的平均值进行差值运算，便可得到完整的输出音频波形。

1 (原文件名:1.JPG)
图1. 该简化功能框图展示了MAX9700免滤波器D类调制器的拓扑。

2 (原文件名:2.JPG)
图2. MAX9700免滤波器调制器拓扑的输入和输出波形。

由于MAX9700的输出端在空闲时为同相信号，所以负载两端没有差分电压，从而最大限度降低了静态功耗，并且无需外部滤波器。Maxim的免滤波器D类放大器从输出中提取音频信号时并不依靠外部LC滤波器，而是依靠扬声器负载固有的电感以及人耳的听觉特性来恢复音频信号。扬声器电阻(RE)和电感(LE)形成一个1阶低通滤波器，其截止频率为：

对大多数扬声器而言，这个1阶滚降足以恢复音频信号，并可防止在扬声器电阻上耗散过多高频开关能量。即使依然存在残余开关能量使扬声器组件产生运动，这些频率也无法被人耳听到或影响听觉感受。使用免滤波器D类放大器时，为获得最大输出功率，扬声器负载应保证在放大器开关频率下仍为感性负载。

请教：这个或非门控制的RC延时开关怎么实现比较好呢？

guo132 · 发表于 2010-10-29 13:00:18

DING下

roseason · 发表于 2010-10-29 13:04:18

这种结构只适合小功率及便携设备使用，可以降低成本，但不能有效降低失真、也不适合在大功率下使用

guo132 · 发表于 2010-10-29 17:00:38

不需要功率很大的，几十W够了，有详细点的资料吗？

guo132 · 发表于 2010-10-29 19:45:38

真的无人知道啊》？斑主有什么建议吗》？

guo132 · 发表于 2010-10-29 22:12:30

是不是问的太冷门了，贴沉的太快了。

roseason · 发表于 2010-10-29 22:17:53

回复【3楼】guo132

有详细点的资料吗？
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呵呵~你楼主位的资料已经够详细了，稍微改一下，驱动再加个死区时间就可以用了~

如果还不能理解你楼主位的图，那就是你的基础问题了。。，多看些相关的书吧，电力电子类的书有比较多介绍~

guo132 · 发表于 2010-10-29 22:28:19

晕。倒被人BS了，
不要动不动提看书之类的，
LS的大侠你明白这个时间常数延时RC以什么取值标准吗？

roseason · 发表于 2010-10-30 00:25:08

呵呵，没有鄙视你的意思~

从波形图上看，引入ON（MIN）的用意主要是用于消除空闲时的差分电压（传统的PWM BTL结构不接输出LC滤波器，扬声器也能响，但扬声器两端一直都会有PWM载频的交流电压，并且空闲时也会有），并且SW会在下一个周期的开始自动复位，如果没理解错的话，t on(min)只要小于一个三角波周期Tsw，应该都是可行的

damoplus · 发表于 2010-10-30 01:22:40

好像要点只是空闲时无载波输出

guo132 · 发表于 2010-11-2 00:19:23

RC延时电路如果根据图上的取大概小于锯齿载波周期的话，那么阀值以多少为准来控制这个开关呢？用模拟开关或者普通J型FET可以吗？

real_sugar · 发表于 2010-11-2 00:31:08

去掉RC电路输出加上电感估计会比较实际~

guo132 · 发表于 2010-11-2 11:41:22

换回普通的调制方式？那也不能单单去掉RC输出加个电感了事的。
还是回到现在的这个问题吧。呵

guo132 · 发表于 2010-11-2 17:01:02

没人有兴趣啊

guo132 · 发表于 2010-11-3 14:23:07

ding

roseason · 发表于 2010-11-3 15:51:44

(原文件名:1.jpg)

以上是基本实现过程，“开关”的阀值电压有逻辑芯片决定（CMOS 逻辑芯片的阀值为0.5VDD）

另，8楼分析有误，t on(min)限制了最大占空比，应限制其在小于5%Tsw内

guo132 · 发表于 2010-11-3 20:37:27

Tsw?载波开关频率的5%？为什么呢？

roseason · 发表于 2010-11-3 20:52:57

回复【16楼】guo132

tsw?载波开关频率的5%？为什么呢？
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Tsw是锯齿波周期，因为要保证最大输出占空比大于95%（这一数值太小，比如最大占空比70%，会导致功放的动态范围减小，电源利用率降低）

guo132 · 发表于 2010-11-3 21:45:13

输出只是锯齿波与正弦调制波的交点来控制开关的，无调制信号时，占空比为50%。
假如如你所说，锯齿波载波频率在上MHZ时候，这个5%取值不是很小了？有点恐怖啊

myqiang1990 · 发表于 2010-11-4 22:20:00

帮你顶顶。。。

guo132 · 发表于 2010-11-9 23:09:44

恩，，

huangdog · 发表于 2011-9-11 10:05:21

记号下~

gujiamao_love · 发表于 2012-5-29 16:40:03

不是很懂哇。。。

关于无后级滤波器的D类放大器这个如何理解？配图

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