本文要點(diǎn):
音頻放大器廣泛應(yīng)用于音響系統(tǒng)、樂(lè)器、無(wú)線電廣播系統(tǒng)、無(wú)線發(fā)射器和遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸系統(tǒng)。
D 類(lèi)放大器采用脈沖寬度調(diào)制 (PWM) 來(lái)產(chǎn)生接近模擬輸入信號(hào)的輸出電壓脈沖。
D類(lèi)功放因其重量輕、散熱好等特點(diǎn),成為最流行的音頻信號(hào)放大器
在設(shè)計(jì)帶有麥克風(fēng)、無(wú)線發(fā)射器或無(wú)線電設(shè)備的系統(tǒng)時(shí),學(xué)習(xí)如何放大音頻信號(hào)至關(guān)重要。音頻信號(hào)是大信號(hào),功率放大器用于增強(qiáng)這些音頻信號(hào)。D類(lèi)功放因其重量輕、散熱好等特點(diǎn),成為最流行的音頻信號(hào)放大器。它提供最低的音頻信號(hào)失真。在本文中,我們將討論音頻信號(hào)放大的工作原理以及 D 類(lèi)放大器的細(xì)節(jié)。
為什么放大音頻信號(hào)很重要?
有幾種情況必須放大音頻信號(hào)。以公共廣播系統(tǒng)為例。當(dāng)揚(yáng)聲器將他或她的聲音傳送到麥克風(fēng)中時(shí),聲音信號(hào)被轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。電信號(hào)是低電壓的,在毫伏范圍內(nèi)。低電壓信號(hào)無(wú)法驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器提供音頻輸出。低電壓信號(hào)需要被放大到足夠高的電壓電平。對(duì)于音頻信號(hào)放大,可以使用音頻放大器。放大器是輸出具有增益的輸入信號(hào)的電子電路。它們以最小的失真放大信號(hào)。放大器可以根據(jù)其工作模式、電路配置和耦合進(jìn)行分類(lèi)。
功放分類(lèi)
根據(jù)工作頻率,放大器分為:
1、直流放大器 -將信號(hào)從零頻率放大到大約 10 Hz。
2、音頻放大器- 音頻放大器的輸入頻率范圍為 30Hz 至約 15kHz。
3、寬帶放大器或視頻放大器 -視頻放大器處理頻率高達(dá)幾 MHz 的輸入信號(hào)。
4、射頻放大器 - 射頻放大器的輸入信號(hào)在幾 kHz 到數(shù)百 MHz 的范圍內(nèi)。
如何使用音頻放大器放大音頻信號(hào)
音頻放大器用于放大聲音信號(hào)。音頻放大器屬于信號(hào)放大器。它們是需要高開(kāi)關(guān)信號(hào)的功率放大器。應(yīng)用中的大多數(shù)音頻放大器都是多級(jí)放大器。
音頻放大器由有源半導(dǎo)體器件組成,例如雙極結(jié)型晶體管(BJT) 或場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (FET)。音頻放大器和晶體管連接的配置取決于噪聲、工作頻率、失真和增益要求等因素。
當(dāng)來(lái)自麥克風(fēng)的電信號(hào)到達(dá)晶體管時(shí),它會(huì)啟動(dòng)多數(shù)和少數(shù)電荷載流子的運(yùn)動(dòng)。根據(jù)所需的放大,放大器電路中包含更多晶體管,從而增加了級(jí)數(shù)。隨著電荷載流子的運(yùn)動(dòng),信號(hào)到達(dá)多級(jí)放大器的最后一級(jí)。輸出端的信號(hào)是帶增益的輸入信號(hào)的復(fù)制品。
D類(lèi)音頻放大器音頻放大器廣泛應(yīng)用于音響系統(tǒng)、樂(lè)器、無(wú)線電廣播系統(tǒng)、無(wú)線發(fā)射器和遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸系統(tǒng)。音頻放大器有不同的分類(lèi),如 A 類(lèi)、B 類(lèi)、AB 類(lèi)、D.G、DG 和 H 類(lèi)。使用最廣泛的音頻放大器類(lèi)是 D 類(lèi)放大器。D 類(lèi)放大器與 A、B 和 AB 類(lèi)放大器不同,因?yàn)樗鼈儾粫?huì)在輸出級(jí)消耗大功率。D類(lèi)放大器的一些優(yōu)點(diǎn)包括:
- 低功耗
- 更少的熱量產(chǎn)生
- 需要更少的熱管理
- 占用更少的電路板空間
- 延長(zhǎng)電池壽命
- 更低的花費(fèi)
在 D 類(lèi)放大器中,輸出電壓脈沖在正電源和負(fù)電源之間切換。這些放大器采用脈沖寬度調(diào)制(PWM) 來(lái)產(chǎn)生接近模擬輸入信號(hào)的輸出電壓脈沖。不切換時(shí),輸出級(jí)中的晶體管完全關(guān)閉。在這種狀態(tài)下,這些晶體管不消耗電流,從而顯著降低了功耗。功率損耗減少,因?yàn)榫w管要么完全打開(kāi),要么完全關(guān)閉。晶體管在開(kāi)關(guān)區(qū)域而不是在其他音頻放大器中的有源區(qū)域中工作。D 類(lèi)放大器功率損耗的降低提高了效率,通常約為 90%。
如何在便攜式音頻設(shè)備中放大音頻信號(hào)的解決方案在于使用 D 類(lèi)放大器。因?yàn)檫@些放大器價(jià)格實(shí)惠、可靠性高,并在汽車(chē)和家庭音頻放大器中展示了卓越的性能。它們通過(guò)差分輸入提供低爆音和降噪。
為了設(shè)計(jì)可靠、高效的音頻放大器電路,可以使用 Cadence PCB 設(shè)計(jì)分析軟件。領(lǐng)先的電子供應(yīng)商依靠 Cadence 產(chǎn)品來(lái)優(yōu)化各種市場(chǎng)應(yīng)用的功率、空間和能源需求。
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