數(shù)字功放原理,電路原理圖詳解-KIA MOS管

數(shù)字功放原理

數(shù)字功放也稱(chēng)D類(lèi)功放，與模擬功放的主要差別在于功放管的工作狀態(tài)。

數(shù)字功放利用極高頻率的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電路來(lái)放大音頻信號(hào)，采用異步調(diào)制的方式，在音頻信號(hào)周期發(fā)生變化時(shí)，高頻載波信號(hào)仍然保持不變。

因此，在音頻頻率比較低的時(shí)候，PWM的載波個(gè)數(shù)仍然較高，因此對(duì)抑制高頻載波和減少失真非常有利，而載波的變頻帶原理音頻信號(hào)頻率，因此也不存在與基波之間的相互干擾問(wèn)題。

數(shù)字功放的特點(diǎn)

1.音樂(lè)信號(hào)不能直接放大，需要先轉(zhuǎn)換為開(kāi)關(guān)信號(hào)；

2.放大器工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，功率管是場(chǎng)效應(yīng)管；

3.功放輸出端有線圈、電容組成的低通濾波器。

基本原理

①誤差校正：用于消除功放產(chǎn)生的失真。方法是，將功放輸出的信號(hào)采樣與輸入信號(hào)比較，用負(fù)反饋方式消除功放產(chǎn)生的失真。

②脈沖調(diào)制：將音樂(lè)信號(hào)變換為開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，用以控制開(kāi)關(guān)橋。

③開(kāi)關(guān)橋：是數(shù)字功放的功率放大部分。功率管采用場(chǎng)效應(yīng)管，工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，因此可以獲得90%以上的效率。

④低通濾波器：將功率脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為音樂(lè)信號(hào)。開(kāi)關(guān)橋輸出的是大功率的脈沖信號(hào)，不能直接送喇叭。

⑤開(kāi)關(guān)模式電源：給功放各部分電路供電。相較于模擬功放的環(huán)牛電源，開(kāi)關(guān)電源的優(yōu)勢(shì)主要是：重量輕，能穩(wěn)壓。

數(shù)字功放電路原理圖

音頻信號(hào)（20~20K)經(jīng)過(guò)一個(gè)PWM的調(diào)制，然后通過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)功率放大電路，把PWM信號(hào)放大，最后通過(guò)濾波器，把PWM信號(hào)濾除掉，這樣就剩下一個(gè)大功率的音頻信號(hào)可以直接推動(dòng)喇叭。

一般數(shù)字功放方案的PWM頻率都是工作在300K~500k范圍，當(dāng)工作頻率為300K時(shí)，經(jīng)過(guò)解調(diào)電路之后，在1K以下的頻率響應(yīng)比較好的低音炮，在每個(gè)周期內(nèi)至少有300個(gè)PWM信號(hào)，因此可以完美的呈現(xiàn)低頻的音質(zhì)。但對(duì)于高頻音質(zhì)，比如音頻20K的模擬信號(hào)，每個(gè)音頻周期只能包含15個(gè)PWM脈沖，因此高音域音質(zhì)表現(xiàn)就會(huì)較差。要提高高頻域的音質(zhì)，就得提高音頻單周期內(nèi)的PWM脈沖個(gè)數(shù)，但比較困難，其本質(zhì)原因是因?yàn)檎{(diào)制鋸齒波的工作頻率越高，越難選擇開(kāi)關(guān)管，開(kāi)關(guān)的速度如果變慢了，容易發(fā)熱，想減輕發(fā)熱，就需要把死區(qū)調(diào)大，死區(qū)調(diào)大了，就導(dǎo)致失真變大。這個(gè)是一個(gè)兩難的選擇。于是選用極端快速的開(kāi)關(guān)管，是數(shù)字功放第一要?jiǎng)?wù)。當(dāng)工作頻率達(dá)到1~2M的時(shí)候，才能真正的把高音的失真減低，減低并不等于完美，這需要必須基于更先進(jìn)的器件（更高的工作頻率的功率管）。

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