数字功放(D类)中的EMC设计
D类功放原理与设计
D类功放原理与设计D类功放是一种利用数字技术来增强音频信号的功率的放大器。
它是一种以数字方式来放大音频信号的功放，以取代传统的A、B、AB类功放。
相较于传统的类A、B、AB功放，D类功放具有更高的效能和更小的体积。
它的设计原理基于PWM（脉宽调制）技术和一个能将模拟信号转换为数字信号的模拟-数字转换器（ADC）。
D类功放工作在开关状态，将输入的模拟音频信号转换为数字信号。
这个数字信号经过时钟和滤波器的处理，输出的是一个PWM波形。
PWM波形有两个状态，即高电平和低电平。
这两个状态之间的切换频率即为PWM频率。
高电平和低电平的占空比（高电平的时间占总周期的比例）根据输入音频信号的幅度进行调整。
PWM波形输出通过一个低通滤波器进行平滑处理，得到放大后的音频信号。
在这个过程中，由于D类功放开关状态的工作，功率损耗很小，效率非常高，达到了90%以上，远高于传统功放的30%～60%。
D类功放的优势不仅体现在效率上，还包括尺寸小、重量轻、发热量少等。
这使得D类功放非常适合应用在便携式电子设备、汽车音响和家庭影院等领域。
另外，由于D类功放的输出波形是PWM波形，因此它对输出的音频信号几乎没有非线性失真，能够提供高保真的音质。
在设计D类功放时，需要考虑以下几个方面：首先，要选择合适的ADC和PWM控制器。
ADC应具有高精度和高采样率，能够准确地将模拟信号转换为数字信号。
PWM控制器应具有稳定的时钟频率，能够产生高质量的PWM波形。
其次，要设计合适的滤波器。
滤波器的作用是平滑PWM波形，去除其中的高频成分。
设计滤波器时需要考虑的参数有截止频率、阶数和选择合适的滤波器类型（如二阶有源滤波器）。
另外，还需要设计适当的保护电路。
因为D类功放工作在高频开关状态，过电流、过压和过热都可能对电路造成严重损害。
因此，需要设计过电流保护电路、过压保护电路和过热保护电路来确保功放的稳定运行和安全性能。
最后，输出级的功率管选取也是设计D类功放时需要考虑的关键问题。
D类音频功率放大器的设计方案与测试
D 类音频功率放大器的设计与测试本系统由咼效率功率放大器（D 类音频功率放大器）、信号变换 电路、外接测试仪表组成，系统框图如图 1所示。
b ・ OluFf; *! ] W Yn.r -?.-.-击去vn g n图1系统方框图1. D 类功放的设计D 类放大器的架构有对称与非对称两大类， 在此讨论的D 类功 放针对的是对功率、体积都非常敏感的便携式应用，因此采用全电桥 的对称型放大器，以充分利用其单一电源、系统小型化的特点。
D 类 功率放大器由PWM 电路、开关功放电路及输出滤波器组成，原理框 图如图2所示。
采用了由比较器和三角波发生器组成的固定频率的 PWM fe 路，用 输入的音频信号幅度对三角波进行调制，得到占空比随音频输入信号 幅度储号变挟电路变化的方波，并以相反的相位驱动上下桥臂的功率管，使功率管一个导通时另一个截止，再经输出滤波器将方波转变为音频信号，推动扬声器发声。
采用全桥的D类放大器可以实现平衡输出，易于改善放大器的输出滤波特性，并可减少干扰。
全桥电路负载上的电压峰峰值接近电源电压的2倍，可采用单电源供电。
实现时，通常采取2路输出脉冲相位相反的方法。
图2 D类音频功率放大器组成框图D类功率放大器的工作过程是：当输入模拟音频信号时，模拟音频信号经过PWM调制器变成与其幅度相对应脉宽的高频率PWM脉冲信号，控制开关单元的开/关，经脉冲推动器驱动脉冲功率放大器工作，然后经过功率低通滤波器带动扬声器工作。
2.比较器比较器电路米用低功耗、单电源工作的双路比较器芯片 LM311构 成。
此处为提高系统效率，减少后级 H 桥中CMOS 管不必要的开合, 用两路偏置不同的三角波分别与音频信号的上半部和下半部进行比 较，当正端上的电位高于负端的电位时，比较器输出为高电平，反之 则输出低电平。
这样产生两路相互对应的PWM 波信号给后级驱动电路 进行处理，双路比较电路如图3所示。
图3比较器电路此处值得注意的是将上半部比较处理为音频信号接比较器的负 向端、三角波信号接正向端；下半部比较则相反，这样形成相互对应， 在音频信号的半部形成相应 PWM 波时，另半部为低电平，可保征后 级H 桥中的CMOS 管没有不必要的开合，以减少系统功率损耗。
D类功放的设计原理
D类功放的设计原理D类功放，全称为“数字功率放大器”，是一种电子功率放大器的类型，它的设计原理基于数字信号的处理和模拟功率放大电路的协同工作。
相比于传统的A类、B类、AB类功放，D类功放具有更高的功率效率，更小的尺寸和重量，更好的线性度，以及更低的功率损耗。
下面将详细介绍D类功放的设计原理。
1.PWM调制原理D类功放的核心设计原理是采用脉宽调制（PWM）技术。
PWM是一种通过调整信号的脉冲宽度来控制平均输出功率的方法。
D类功放通过将原始的模拟音频信号转换为数字信号，并通过比较器产生一个与模拟信号频率相同的矩形波，然后根据输入音频信号的幅值调整矩形波的脉宽，最后通过滤波器将调制后的PWM信号转换为模拟音频信号输出。
2.数字信号处理D类功放的设计中需要进行数字信号处理。
首先，输入的模拟音频信号需要经过模数转换器（ADC）转换为数字信号，然后通过数字信号处理器（DSP）进行数字信号的滤波、均衡、增益控制等处理，最后再经过数字模数转换器（DAC）转换回模拟信号。
3.比较器比较器是D类功放中的一个关键组件，用于将模拟音频信号与产生的PWM矩形波进行比较。
比较器的作用是根据输入信号的幅值调整PWM信号的脉宽，从而控制输出功率。
比较器通常由操作放大器和参考电压产生器组成。
4.滤波器在PWM调制之后，需要通过滤波器将调制后的PWM信号转换为模拟音频信号输出。
滤波器的作用是去除PWM信号中的高频分量，保留音频信号的低频成分。
常见的滤波器类型包括低通滤波器和带通滤波器。
5.输出级D类功放的输出级通常采用开关管（如MOSFET）构成。
开关管的特点是具有较低的开通电阻和较高的关断电阻，从而实现更小的功率损耗和更高的功率效率。
输出级通常由多个开关管组成，根据功率需求可以并联或串联排列。
输出级的设计需要考虑电压和电流的控制，包括过电压和过电流的保护。
6.反馈控制为了提高D类功放的线性度和稳定性，通常需要采用反馈控制。
通过对输出信号与输入信号进行比较，调整PWM信号的脉宽和幅值，以使输出信号尽可能接近输入信号。
emc设计方案
emc设计方案EMC（Electromagnetic Compatibility），即电磁兼容性，是指电子设备在同一环境中能够正常工作，而不会对周围其他设备产生干扰或被其他设备干扰的能力。
EMC设计方案是为了确保电子产品在电磁环境中的性能和稳定性而进行的设计。
首先，EMC设计方案需要充分了解产品的工作环境以及与其它设备的电磁相互作用。
通过对电磁场的测试和分析，可以确定产品所处的电磁环境特点，找出可能存在的问题和风险。
基于这些信息，可以制定合理的EMC设计方案。
其次，EMC设计方案需要采取适当的电磁屏蔽措施。
在设计产品时，应考虑到电子元件的布局、线路的走向以及适当的接地和屏蔽措施。
例如，可以通过合理设计线路布局，减小电磁辐射的可能性；采用屏蔽材料和屏蔽技术，减少电磁泄露和外部电磁干扰；增加滤波器和抑制器，阻止干扰信号的入侵。
同时，EMC设计方案还需要进行严格的电磁兼容性测试。
通过对产品进行各种电磁兼容性测试，可以评估产品的电磁兼容性，发现潜在的问题和故障，并及时采取改进措施。
常见的测试项目包括辐射测试、传导测试、抗扰度测试等。
只有通过了这些测试，产品才能够获得相应的认证和合格证书。
最后，EMC设计方案还需要考虑到产品的可维护性和可升级性。
在设计产品时，应考虑到后期维护和升级时可能对EMC 性能带来的影响。
例如，在设计产品外壳时，应预留适当的空间和接口，方便后期更换或升级EMC相关部件，提高产品的可维护性和可升级性。
综上所述，EMC设计方案是确保产品在电磁环境中正常工作的关键。
通过充分了解产品工作环境、采取电磁屏蔽措施、进行严格的测试以及考虑产品的可维护性和可升级性，可以有效保证产品的电磁兼容性，提高产品的稳定性和可靠性，减少产品在电磁环境中产生的干扰和受到的干扰。
这样不仅有助于提升产品竞争力，还有助于维护整个电子设备的正常运行和电磁环境的安全。
电路中的电磁兼容性(EMC)设计与测试
电路中的电磁兼容性（EMC）设计与测试在现代电子产品的设计与制造过程中，电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility，简称EMC）是一个至关重要的因素。
EMC设计与测试旨在确保电子设备能够在电磁环境中正常运行并且不会对其他设备和系统造成干扰。
本文将重点介绍电路中的EMC设计与测试的关键要点。
一、什么是电磁兼容性（EMC）设计与测试电磁兼容性（EMC）是指电子设备在实际应用中与周围环境的电磁场相互作用时能够正常工作的能力。
正常工作包括两个方面，一是设备本身不会受到来自外部电磁场的干扰，二是设备自身产生的电磁干扰不会超出规定的范围，不会对其他设备和系统造成干扰。
EMC设计与测试就是为了确保电子设备在现实环境中能够满足上述要求。
EMC设计的关键在于避免或减小电磁干扰的产生，而EMC 测试则是验证设计的有效性和设备的兼容性。
通过EMC设计与测试，可以提高电子设备的性能和可靠性，降低设备故障率和维修成本。
二、EMC设计与测试的关键要点1. 设计阶段的EMC考虑在电子产品的设计阶段，应该考虑EMC设计的要求。
首先，需要了解产品的使用环境和电磁兼容性的相关标准。
其次，要合理规划电路板的布局和内部组件的排列，避免干扰源之间的相互影响。
另外，需要合理选择电磁屏蔽材料和滤波器，减少电磁辐射和敏感元器件的干扰。
2. 线路板布局与屏蔽设计线路板布局是EMC设计中的重要环节。
应该避免长线和大回路的存在，缩短信号线长度，合理规划地线和电源线的走向。
此外，还应注意信号线与电源线的交叉和平行布局，减少互相之间的干扰。
屏蔽设计是减小电磁辐射和电磁感应的重要手段。
通过采用合适的屏蔽材料，如金属壳体或导电涂层，并合理设置接地结构，可以有效地屏蔽和隔离电磁波，减小干扰。
3. 滤波器的选择与应用滤波器在EMC设计中起到了重要的作用。
电子设备通常需要使用电源滤波器和信号滤波器，以减少干扰源对电源和信号线的影响。
电源滤波器主要工作在电源输入端，用于滤除电源线上的高频噪声。
d类功放的原理及电路设计
d类功放的原理及电路设计
D类功放是一种数字功放，采用全数字化的技术来放大音频信号。
它的工作原理是将输入的模拟音频信号转换为数字信号，然后利用PWM（脉宽调制）技术将数字信号转换为高频的数字脉冲信号，接着利用低通滤波器将高频信号滤除，得到放大后的模拟音频信号。
D类功放的电路设计包含以下主要组成部分：
1. 输入级：负责将模拟音频信号输入功放电路，通常采用差分输入，以提高抗干扰能力和动态范围。
2. ADC（模数转换器）：将输入的模拟音频信号转换为数字信号。
通常采用高速的Σ-Δ调制器，将音频信号转换为高速脉冲流。
3. PWM（脉宽调制器）：接收ADC输出的数字信号，并将其转换为一系列高频的数字脉冲信号。
脉宽的宽度根据输入信号的幅度来调节。
4. 输出级：将PWM输出的高频脉冲信号进行滤波处理，恢复为模拟音频信号。
一般采用低通滤波器，滤除高频信号，保留放大后的音频信号。
5. 功率放大器：将输出级的模拟音频信号放大到足够的电平，以驱动扬声器。
D类功放相比于传统的A类、B类功放具有高效率、低热量、小尺寸等优势，适用于各种音频放大应用，如音响系统、汽车音响、无线通信等。
D类功放原理与设计
D类功放原理与设计D类功放（Class-D Amplifier）是一种高效率的功放设计，它通过将输入信号转换为数字形式，然后使用PWM（脉宽调制）技术将数字信号转换为模拟音频信号，以驱动扬声器。
相比传统的A类、AB类功放，D类功放无论从效率、体积还是发热量都有着显著的优势。
下面将详细介绍D 类功放的工作原理与设计。
D类功放的工作原理主要有两个关键步骤：数字调制和输出滤波。
首先，输入音频信号经过采样、量化和编码等过程，转换为数字信号。
接下来，这个数字信号经过PWM调制，通过高频的开关器件（例如MOSFET）产生PWM信号。
PWM信号的占空比由输入信号的幅度决定，即信号越大，占空比越大。
PWM信号经过滤波器后，得到模拟音频信号。
滤波器主要起到去除PWM信号中的高频成分和输出重建滤波的作用。
滤波器采用带通滤波器，其截止频率一般设置在音频范围内。
在滤波器的设计中，为了保持D类功放的高效率，需注意滤波器的带宽不能太宽，否则会引起部分高频PWM成分通过滤波器，导致功放的效率下降。
D类功放的设计中，一般会用到两种反馈：输出滤波器反馈和比较器反馈。
输出滤波器反馈是将滤波器的输出信号与输入信号进行比较，从而实现在输出负载变化时的自动控制。
比较器反馈则是将滤波器输出的模拟信号与一个参考电压进行比较，并产生PWM信号。
这两种反馈的作用是保证输出信号的准确性和稳定性。
在D类功放的设计中，要考虑音频信号的失真问题。
由于PWM信号的存在，会引起PWM谐波失真。
这种失真一般通过PWM的频率设置和滤波器的设计进行抑制。
此外，功放电路中还需考虑开关器件的驱动问题，对于MOSFET等器件，要确保其能够快速地开关。
总的来说，D类功放通过将输入信号进行数字调制，并通过PWM技术转化为模拟音频信号，以驱动扬声器。
它具有高效率、小体积、低发热量等优势，在音频应用中广泛使用。
然而，D类功放的设计也面临一些挑战，如PWM谐波失真、滤波器选择等，需要借助合适的设计技巧和辅助电路来解决。
D类音频功放设计
D类音频功放设计D类音频功放是一种数字化放大技术，其设计基于PWM（脉宽调制）模块。
它以高效能的方式将模拟音频信号转化为数字形式，并通过快速切换音频信号的输出级来近似模拟音频信号。
这种设计异于传统的A类、B 类和AB类功放设计，在功率效率上有着显著的优势。
D类音频功放由输入级、PWM模块、滤波器以及输出级组成。
输入级主要负责将输入的音频信号转化为数字表示形式。
这可以通过使用采样器和模数转换器（ADC）来实现。
ADC将输入音频信号转换为离散的数位形式，通过采样和量化的过程实现。
然后，进一步的数字处理可以应用于信号，以改善音频质量。
PWM模块接收数字信号，并将其转换为脉冲宽度。
脉宽调制技术可以通过改变电平的脉冲宽度来近似模拟输入信号。
PWM模块根据输入信号的幅度，产生相应脉冲宽度调制的输出信号。
滤波器用于平滑输出信号，以去除PWM调制过程中产生的高频噪音。
通常采用低通滤波器用于过滤高频成分。
滤波器必须具有足够的带宽，以确保在不损失音频质量的情况下滤除尽可能多的高频噪音。
最后，输出级通过将PWM信号转换为模拟信号，从而得到放大后的音频信号。
它可以使用滤波器和放大器来实现这一转换。
滤波器用于去除PWM信号中的高频噪音，而放大器用于将信号放大到适当的水平。
在D类音频功放设计中，需要考虑以下几个关键因素：1.输出功率：根据设计需求，选择合适的输出功率。
这涉及到放大器的电源，散热系统等设计。
2.音质：在设计中要考虑到音频质量的损失问题。
在PWM调制过程中，可能会产生失真和噪音。
因此，需要仔细选择PWM调制方法和滤波器设计，以减少音频质量损失。
3.功率效率：D类功放以其高效能而闻名。
设计中需要考虑如何提高功率效率，降低功耗和热量产生。
4.保护电路：由于D类功放通常用于高功率应用，因此需要考虑到保护电路的设计。
这可以包括过热保护、过电压保护和过流保护等。
5.PCB设计：确保电路布局合理，减少干扰和噪音。
同时，需要考虑散热和电源线等布线问题。
D类功率放大器设计与制作
D类功率放大器设计与制作首先，我们需要明确D类功率放大器的工作原理。
它采用了脉冲宽度调制（PWM）技术，通过将输入信号转换为脉冲信号，并将其与高频的载波信号进行比较，以实现放大。
这样的设计使得D类功率放大器能够在输出功率为零或接近零时，电源能耗最低。
在设计D类功率放大器时，首先需要确定功率放大器的输出功率要求。
输出功率决定了需要使用的功率晶体管的尺寸和数量。
一般来说，功率放大器的输出功率越大，所需的功率晶体管尺寸和数量就越大。
接下来，需要确定功率放大器的负载阻抗。
负载阻抗是功率放大器输出末级与负载之间的阻抗匹配。
这样可以最大限度地传递功率，并减少功率放大器和负载之间的反射。
然后，需要确定驱动电路的设计。
驱动电路负责将输入信号转换为适合功率放大器的脉冲信号，并将其与载波信号进行比较。
通常，驱动电路采用运算放大器等器件，用于调整输入信号的幅值和偏置。
在设计完成后，我们可以着手制作D类功率放大器。
首先，需要根据设计要求选择合适的功率晶体管，并将其焊接到PCB板上。
然后，连接驱动电路和功率晶体管，以实现输入信号的转换和放大。
接下来，连接电源和负载，完成D类功率放大器的搭建。
在制作过程中，需要注意以下几个方面。
首先，确保电源和地线的连接正确可靠，以避免电路出现短路或断路的情况。
其次，注意散热问题，特别是功率晶体管的温度应控制在安全范围内。
此外，还要进行各种测试和调整，以确保D类功率放大器的性能和稳定性。
总结起来，D类功率放大器的设计和制作需要考虑功率要求、负载阻抗、驱动电路等因素。
通过选择合适的器件和进行正确的布线和连接，可以制作出高效率和低失真的D类功率放大器。
此外，制作过程中还需要注意电源和散热等问题，以确保功率放大器的稳定性和可靠性。
EMC设计在电子设备中的应用
EMC设计在电子设备中的应用EMC是指电磁兼容性，指的是电子设备可以在电磁环境下正常工作而不会造成电磁干扰或受到电磁干扰。
电子设备的EMC设计在现代电路设计中越来越重要，因为大量的电子设备正在被广泛应用，而这些设备之间的相互干扰频繁发生。
EMC设计广泛应用于各种电子设备中，例如通信设备、计算机、汽车、家电、医疗仪器等等。
EMC设计的目的是确保设备能够稳定地工作而不会受到电磁干扰或产生电磁干扰。
在通信设备中，EMC设计可以提高信号传输的质量，减少信号丢失和干扰，从而提高通信的效率。
在计算机中，EMC设计可以提高计算机的稳定性和可靠性，减少计算机系统的崩溃和损坏。
在汽车中，EMC设计可以保证电子设备和车辆系统的互连性，从而实现安全驾驶和良好的行车体验。
在家电和医疗仪器中，EMC设计可以保证设备在电磁环境下的安全和有效运行，避免对人身安全的威胁。
EMC设计的主要原则是在设计过程中考虑电磁兼容性的问题，通过在电路设计、PCB布线、屏蔽、接地、滤波等方面进行优化，使设备能够兼容不同频段、频率和功率干扰源。
在设计中需要考虑电磁兼容性的电路参数包括：噪声、干扰、辐射等。
合适的EMC设计可以有效地减少或消除这些不利于设备正常工作的因素，从而提高设备的性能和可靠性。
需要注意的是，EMC设计在电子设备中的应用是一项复杂而艰巨的工作，需要经验丰富的工程师和设计者，以确保电子设备可以在电磁环境中正常工作而不受干扰。
因此，在实践中，EMC设计要采用可靠的技术和测试方法，包括开展实际测试、模拟和模型设计等，以确保产品符合EMC标准和规范。
总之，EMC设计在电子设备中的应用是一项重要的工作。
通过实施EMC设计，可以确保电子设备能够在电磁环境下正常工作，同时保证安全性和可靠性。
这将有助于推动科技的发展，提高人们的生活质量。
D类功放（参数设计好）
D类功放（参数设计好）2.3 高效率音频功率放大器设计 2.3.1 设计任务及要求 1. 设计任务设计一个高效率音频功率放大器，功率放大器的电源电压为+5V ，电路其他部分的电源电压不限，负载为8Ω的电阻。
2. 设计要求○1 3dB 通频带为300Hz ～3400Hz 时，输出正弦信号无明显失真，最大不失真输出功率W 1≥，输入阻抗k Ω10>，电压放大倍数1～20连续可调；○2 在输出功率500mW 时，功率放大器的效率（输出功率/放大器总功耗）%50≥；○3 3dB 通频带扩展至300Hz ～20kHz 时，输出功率保持为m W 200。
2.3.2设计分析音频功率放大器的目的，是以要求的音量和功率水平在发声输出元件上重新产生真实、高效和低失真的输入音频信号。
衡量音频放大器优劣的主要性能，一是它的频率特性指标，包括频率响应、谐波失真度和互调失真度；二是它的时间特性指标，包括瞬态响应、瞬态互调失真和阻尼系数；三是信号噪声比、最大输出动态范围、最大功率和效率；尤其第三个方面的性能指标主要由功率放大器实现。
传统的低频功率放大器主要有：A 类(甲类)、B 类(乙类) 及AB (甲乙类)。
A 类放大器的晶体管总是处于导通状态，即在一个输入信号周期内，功率器件都是导通的，也就是说没有信号输入时，晶体管也有输出功率，因此晶体管功耗非常大。
因为通常有很大的直流偏置电流流过晶体管，而没有提供给负载，尽管其效率很低(约20%)，但精度非常高。
它的优点是输出信号的失真比较小，缺点是输出信号的动态范围小、效率低，理想情况下其效率为25 %。
B 类放大器采用两只晶体管推拉工作，每只晶体管工作半个周期：一只晶体管工作于输入信号的正半周，另一只晶体管则工作于输入信号的负半周，因此在理论上两只晶体管不会在同一时间内导通。
在没有输入的情况下，两只晶体管均处于截止状态且无输出功率，因此其效率高于A 类放大器。
由于晶体管都需要一定的开通时间，这样，在两只三极管交替工作过程中，输出端存在一个短暂的无输出功率状态，这个无功率区域称为交越区，这就造成了相对较大的信号失真。
D类音频功率放大器设计说明
滤波拓扑概况用于D类功率放大器的滤波器拓扑共有三种：(1) FB-C，铁氧体磁珠和电容；(2) LC，电感和电容；以及(3) “无滤波器”。
某个特定设计应该选择哪种滤波技术，取决于应用的扬声器电缆长度和PCB布局。
下面是这三种滤波器拓扑的优缺点：FB-C滤波如果扬声器电缆长度适中，FB-C滤波足以满足EMI限制。
与LC滤波相比，FB-C滤波方案更为精简，成本效益更高。
但是，由于只能在频率大于10MHz的情况下生效，FB-C滤波的应用围受到很大的限制。
而且，在频率低于10MHz的情况下，如果扬声器电缆走线不合理，也会导致传导辐射超标。
LC滤波相比之下，LC滤波可以在频率大约为30kHz的情况下即开始起到抑制作用。
当某设计中所用的电缆线较长，而PCB布局又不是很好时，LC滤波无疑是一个“保险的”选择。
但是，LC滤波需要昂贵而庞大的外部元件，这显然不适合便携式设备。
而且，当频率大于30MHz，主电感会自谐振，还会需要额外的元件来抑制电磁干扰。
“无滤波器”滤波“无滤波器”放大器拓扑是最具成本效益的方案，因为它省去了额外的滤波元件。
采用较短的双绞线扬声器电缆时，D类放大器完全可以满足电磁兼容性标准。
但是，和FB-C滤波一样，如果扬声器电缆走线不合理，可能出现传导辐射超标。
还需注意，Maxim的D 类放大器也可以实现“无滤波”工作，只要在放大器的开关频率下扬声器是感性负载。
在输出电压进行转换时，转换频率下的大电感值可使过载电流保持相对恒定。
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2 50-kHz的三角波相比较。
当音频输入电压大于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VOUT+(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。
d类数字功放共模电感
d类数字功放共模电感
D类数字功放是一种放大器，其效率通常比传统的AB类放大器高得多。
共模电感是一种电子元件，常用于抑制共模噪声。
在D类数字功放中，共模电感通常用于减少电源噪声和其他共模干扰。
共模电感的工作原理是，当两个磁芯线圈的电流方向相反时，磁场相互抵消，从而抑制共模噪声。
这种电感器通常被放置在电源线路上，以减少电源噪声对放大器性能的影响。
此外，共模电感还可以提高D类数字功放的效率。
因为共模电感可以有效地抑制共模噪声，从而减少放大器内部的能量损失，提高其效率。
总之，在D类数字功放中，共模电感是一种重要的元件，可以减少电源噪声和其他共模干扰，提高放大器的效率和性能。
D类功率放大器设计报告
D类功率放大器设计报告设计报告：D类功率放大器1.引言2.设计原理2.1开关管的选择开关管是D类功率放大器关键的组成部分，常用的开关管有MOSFET （金属氧化物半导体场效应晶体管）和IGBT（绝缘栅双极性晶体管）。
选择合适的开关管需要考虑功率、速度、成本和可靠性等因素。
2.2PWM调制电路PWM调制电路用于将音频信号转化为脉冲信号。
常用的PWM调制电路有比较器、计数器和DAC（数字模拟转换器）等组成。
PWM调制电路的设计需要考虑信号的动态范围、信噪比和失真等因素。
2.3输出滤波电路输出滤波电路用于滤除脉冲信号中的高频成分，以得到放大后的音频信号。
常用的输出滤波电路有LC滤波电路和RC滤波电路等。
滤波电路的设计需要考虑频率响应、衰减系数和阻抗匹配等因素。
3.参数设计在设计D类功率放大器时，需要确定一些关键参数，包括输出功率、工作电压、负载阻抗和失真程度等。
3.1输出功率输出功率是D类功率放大器的重要参数，决定了放大器可以驱动的音箱的大小和音量。
输出功率的选择应考虑实际应用场景和预算因素。
3.2工作电压工作电压直接影响到D类功率放大器的功率效率和失真程度。
工作电压越高，功率效率越高，但是也容易引起更大的功率损耗和失真。
3.3负载阻抗负载阻抗是D类功率放大器输出端连接的音箱或扬声器的特性参数。
负载阻抗的选择应根据音箱或扬声器的要求和放大器的输出功率来确定。
3.4失真程度失真程度是评估D类功率放大器性能的重要指标。
常见的失真包括谐波失真、交调失真和互调失真等。
为了提高放大器的音质，失真程度应尽量小。
4.结论D类功率放大器是一种高效率和低失真的功率放大器，广泛应用于音频功率放大领域。
在设计D类功率放大器时，需要选择合适的开关管并设计PWM调制电路和输出滤波电路。
关键参数的选择包括输出功率、工作电压、负载阻抗和失真程度。
通过合理的设计和优化，可以实现高质量的音频放大效果。
emc正向设计及流程
emc正向设计及流程EMC（Electromagnetic Compatibility，电磁兼容性）正向设计是指在电子产品设计的早期阶段，通过合理的设计和工程措施，预防和解决电磁兼容性问题。
下面是EMC正向设计的流程及相关内容：1. EMC需求分析，首先需要明确产品的应用环境和相关标准要求，包括电磁辐射和电磁抗扰度等方面的要求。
2. 电磁环境分析，对产品所处的电磁环境进行分析，包括电磁辐射源、电磁干扰源和电磁敏感设备等，以确定产品可能遇到的电磁干扰和敏感性。
3. 电磁设计准则，根据相关标准和规范，制定电磁设计准则，包括电路布局、接地设计、信号线和电源线的布线、滤波器的设计等，以减少电磁辐射和提高电磁抗扰度。
4. 电路设计，在电路设计阶段，采用合适的设计技巧和措施，如差模传输线、屏蔽设计、地线布线等，减少电磁辐射和提高电磁兼容性。
5. PCB布局与布线，在PCB布局和布线过程中，要遵循电磁设计准则，合理安排元器件的位置和信号线的走向，减少电磁干扰和交叉耦合。
6. 地线设计，地线是EMC设计中非常重要的一部分，合理的地线设计可以有效减少电磁干扰和提高抗干扰能力。
7. 滤波器设计，根据产品的需求和电磁环境分析结果，设计合适的滤波器来抑制高频噪声和滤除电磁干扰。
8. 屏蔽设计，在需要的地方采用屏蔽结构，如金属外壳、屏蔽罩等，来阻挡电磁辐射和外界电磁干扰。
9. 仿真与测试，在设计完成后，进行电磁仿真和实验室测试，验证设计的电磁兼容性，并根据测试结果进行优化和调整。
10. 文档记录，最后，对EMC设计过程进行完整的文档记录，包括设计准则、仿真结果、测试报告等，以备后续产品认证和追溯。
EMC正向设计的目标是在产品设计阶段就预防和解决电磁兼容性问题，减少后期修改和成本，提高产品的可靠性和市场竞争力。
通过合理的设计和工程措施，可以有效地减少电磁辐射和敏感性，提高产品的电磁兼容性。
D类音频功率放大器设计基础
D类音频功率放大器设计基础D功放是基于脉冲宽度调制技术的开关放大器，包括脉冲宽度调制器(几百千赫兹开关频率)，功率桥电路，低通滤波器。
本文从构成、拓扑结构对比、MOSFET的选择与功率损耗、失真和噪音产生、音频性能等D类音频功率放大器设计有关的基础问题作分析,并例举D类功率放大器参考设计。
1.D类功放基本构成目前有很多种不同种类的功放,如：A类、B类、AB类等。
但D类功放与其不同的是基本是一个开关功放或者是脉宽调制功放。
为此,主要将对说明这类D类功放作以说明。
在这种D类功放中，器件要么完全导通，要么完全关闭，大幅度减少了输出器件的功耗，效率达90-95%都是可能的。
音频信号是用来调制PWM载波信号，其载波信号可以驱动输出器件，用最后的低通滤波器去除高频PWM载波频率。
众所周知, A类、B类和AB类功放均是线形功放,那么D类功放与它们究竟有什么不同?我们首先应作讨论。
图1是D功放原理框图，在一个线性功放中信号总是停留在模拟区，输出晶体管(器件)担当线性调整器来调整输出电压。
这样在输出器件上存在着电压降，其结果降低了效率。
而D类功放采用了很多种不同的形式，一些是数字输入，还有一些是模拟输入，在这里我们将集中讨论一下模拟输入。
上面图1显示的是半桥D类功放的基本功能图，其中给出了每级的波形。
电路运用从半桥输出的反馈来补偿母线电压的变化。
那末D类功放是如何工作的呢?D类功放的工作原理和PWM的电源是相同的，我们假设输入信号是一个标准的音频信号，而这个音频信号是正弦波，典型频率从20Hz到20kHz范围。
这个信号和高频三角或锯齿波形相比可以产生PWM信号，见图2a中所示。
这个PWM信号被用来驱动功率级，产生放大的数字信号，最后一个低通过滤波器被用在这个信号上来滤掉PWM载波频率，重新得到正弦波音频信号，见图2b中所示。
2、从拓扑结构对比-看线性和D类不同值此将讨论线性功放(A类和AB类)和D类数字功放的不同之处。
D类音频功率放大器设计报告
D类音频功率放大器设计报告设计报告：D类音频功率放大器1.引言2.设计目标本次设计的目标是设计一个能够输出15W功率的D类音频功放。
其特点是高效率、低功耗和优质的音质。
3.设计原理D类音频功率放大器的工作原理是将音频信号进行脉冲宽度调制（PWM），并通过一个输出滤波电路转换为模拟音频信号。
具体来说，音频信号首先经过一个比较器，将其与一个高频三角波进行比较，然后产生一个脉冲宽度与音频信号幅度相关的脉冲序列。
这个脉冲序列经过一个电源级输出滤波器，将其转换为模拟音频信号。
4.设计步骤（1）根据设计目标和所选用的功放IC，确定所需的电源电压和电流。
（2）根据音频信号的功率要求，计算所需的输出功率和负载阻抗。
（3）选择合适的比较器和三角波发生器。
（4）设计输出滤波器，使其能够满足所需的频率响应和阻抗匹配。
（5）进行仿真和调试，验证设计的正确性。
（6）根据实际的电路布局和元件参数，进行实际的电路实现。
（7）测试和优化电路性能，确保其能够满足设计要求。
5.设计结果根据上述的设计步骤，设计了一个D类音频功率放大器。
采用了TDA7498E功放IC，输入电压为20V，输出功率为15W，负载阻抗为8Ω。
比较器和三角波发生器选用LM311和LM555、输出滤波器采用LC型，频率响应为20Hz-20kHz。
经过实际制作和测试，该D类音频功率放大器满足了设计要求。
输出功率稳定在15W，失真度低于1%，频率响应平坦度高于±0.5dB。
同时，该功放具有高效率和低功耗的特点，整体性能优良。
6.结论本次设计成功地实现了一个输出功率为15W的D类音频功率放大器。
其设计思路清晰，步骤明确，且实际测试结果良好。
该功放具有高效率、低功耗和优质的音质，适用于各种音频放大场景。
然而，设计中的元件选型、电路布局和参数调整等方面还有待进一步优化和改进。
同时，考虑到市场需求和技术发展，未来的设计可以进一步加入保护电路和调音控制等功能，以提高产品竞争力和用户体验。
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１ 引 言
进入２１世纪 以来 ，由于技术 的飞速发展 ，数字功放依靠着超高的效 率，应用越来越广泛，另外，近年来数字功放的音质也可和模拟功放相 媲美，首先 ，数字功放工作在开关状态 ，所 以它的过载能力与功率储备 远高于模拟功放；其次，数字功放不存在着交越失真 ，对功放管的配对 也没有模拟功放严格，所 以失配失直也小于模拟功放 ；最后 ，因为数字 功放没有任何放大反馈 电路 ，也可避免瞬态互调 失真 。
公式 ｌ：Ｅ＝２６３×１０ ·Ａ· ） 其 中 ，Ｅ为 电场 强 度 ，为伏 特／米 ，其 中伪 电流 的频 率ＭＨｚ，Ａ 为 电流 的环 路面 积 ，ｂ为 电流 幅度ｍＡ。 由公 式可 知 ，对场 强 的影 响有 频率 、电流 等 ，而振 铃 ，导致 了 频 率 的上 十上 百倍 的增 加 ，而 信号 幅度 的增加 也 引起 电流 的增 加 ， 所 以振 铃 的 出现 ，会使 电场强 度 急剧 的增 加 ，导致 电磁环 境 急剧 的 恶 化 ，造 成辐 射超标 、干扰 变大 ，所 以振 铃 是导致 数 字功 放ＥＭＣ问 题 的主 要 因素 ，所 以我 们 必须 对此 加 以抑 制 。而加 入Ｓｎｕｂｂｅｒ（缓 冲） 电路 ，可 以非 常有 效的抑 制 开关 电路 中 的振铃 。 如 图４所 示 ，Ｌ１／Ｃｌ／Ｒ１分 别是 放大 电路功率 管 中的等 效电感 、 电 容 与 电阻，Ｓｎｕｂｂｅｒ电路 可直接加 功率管 的输 出端 ，Ｓｎｕｂｂｅｒ电路 由一 个 小阻值 的电阻和 一个 电容 ｅ 串联构 成 。其 中电阻 ｒ用 来调节 ＬＣ谐 振 电路 的阻 尼系 数 。电容 ｅ 在 振铃 频率 （即ＬＣ谐振 频 率 ） 处 呈现 很低 的容抗 ，近似 于短路 。在 ＰＷＭ开 关频 率 又呈现 出较 高 的 容 抗 。如果没 有 电容ｅ 的存在 ，ＰＷＭ信 号一 直加在 电阻 两 端 ，电阻Ｒ 。 会消耗过 多的能量 。
ＥＬＥＣＴＲＯ ＮＩＣＳ Ｗ ＯＲＬＤ ·
数 字功放 （Ｄ类）中的ＥＭＣ设 计
深 圳三诺数 字科技 有 限公 司 邹传 彬 唐 波
【摘要 】在数 字功放 （Ｄ类 ）中，因为它是采用ＰｗＭ调制的方式以及功放管工作在开关状态 ，因而不可避免的产＿￣ｋ．ＥＭＣ，且因电流大、
幅度 高 ，所 以是 导 致ＥＭｃ问题 的 关键 因素之 一 。 为解 决 这 个 问题 ，本 文分 析 了数 字功放 产生 ＥＭｃ问题 的原 因，提 出 了从 电路 设 计ＸｃＰＣＢ Ｌａｙｏｕｔ￣个方 面 来解决ＥＭｃ的原 理及 方案 ，在 实际应 用 中，这 些措施 可 以很好 的 解决 大部 分数 字功 放 中的ＥＭｃ问题 。 【关键词 】数字功放；ＰＷＭ；ＥＭＣ；ＰＣＢ Ｌａｙｏｕｔ
·１２８ · 电 子 世 界
图３ ＰＷ Ｍ电路 中 的振 铃
３ 在电路设计中加入防止ＥＭＣ的措施
３．１ 加 入 Ｓｎｕｂｂｅｒ电 路 由 以上 分 析可 知 ， 在数 字 功 放 中 ，ＰＷＭ开 关 切 换时 ，会 伴 随
着 比较 大 的振 铃 ，而振 铃 的 出现 。会使 信 号的 上升 时 间变 陡 ，信 号 的幅度 变 大 ，且它 的谐 振 频率 往往 足工 作 频率 的几 十倍 甚 至是 上 百 倍 。根 据 电场 强度计 算 公式 ：
２ 数字功放的原理
和 寄生 电容构 成 了Ｌｃ谐 振 电路 。 图 ｌ中 的高端 ＭＯＳＦＥＴ导通 ，低端 ＭＯＳＦＥＴ截 止 时 ，可 以等 效 成 图２所 示 的Ｌｃ谐 振 电路 。 为 了提 高 电 路 的 效率 ，当 今 芯片 内部集 成 的 功 率ＭＯＳＦＥＴ的 都做 得 比较 小 ， 常 常 在 几十 毫 欧 到 几 百 毫 欧 之 间 。这 意味 着 谐 振 电路 的 阻尼 系数 可 能很 小 。造 成 的结 果 是在 ＰＷＭ开 关 切换 时 ，伴 随着 比较 大 的振 铃 ，因 为振铃 的存在 ，急 剧 的加大 了ＥＭＣ，所 图３所示 。
但数字 功放 也带 来另外 一个 问题 ，因为它 是工作 在开关状 态，且 基本是采用 脉宽调制原 理 （ＰｗＭ）的原理来设计 的。在进行 调制的时 候，开关在快速进行切换 ，这些特性使数字功放具有宽的频谱 ，且含有 大量的高频分量，导致 高频辐射及干扰 ，造成严重的ＥＭＣ问题 ，从而会 导致 设备工作 不正常或对人们的健康造 成影响 ，所 以必须加 以控制。
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图 ２ ＭＯＳ的 寄 生 电 容 与 电 感
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图 １数 字 功 放 基 本 电 路及 框 图 我们参 考图１来说 明数字功放 的工作原理 ，传 统 的Ｄ类放 大器采用 ＰＷＭ 的工作 方式 ，是脉 宽调 制 型的放 大器 。脉冲 调制 型放 大器 中有 一 个三 角波 发生 器 ，它产生一 个固定频 率 的三 角波 ，然后此三 角波与 模拟信 号输入 到一个 比较器 电路进行 比较 ，当输入 的模 拟信 号大于三 角波 的幅度时 ， 比较 器电路输 出高 电平 ， 当输入 的模拟 信号 小于三角 波的幅度 时 ，比较器 电路输 出低 电平 。 由此可 见 ，如 果输入 信号的幅 度越 高，那么 所对应 的输 出脉 冲宽度就 越 宽，如果输 入信号 的幅度越 低 ，那么所对应 的输 出脉冲 宽度就越 窄。所 以，模拟 信号及 三角波信 号通过 比较 器 电路 后，输出的就是 一个经过调制 的ＰＷＭ信 号。 调制 过 后ＰＷＭ信 号送入 到 门驱动 电路 ，然 后 由门驱动 电路 控制 开关 功率管 的导通与 截止 ，开 关功率 管工作 的实质就 是将 电源 的功率 转换 成ＰＷＭ的功 率 ，实 际上也 是一个 ＰＷＭ放大 的过程 ，功率 管工作 在开 关状 态 ，且导通 内阻非常 小 ，所 以输 出的脉冲幅度 基本 上与 电源 电压 相接近 ，放 大后 的ＰＷＭ再送 到滤波 电路 ，滤波 电路普 便采用 ＬＣ 低通滤波 电路，把高频 分量滤除后 ，把脉冲信号还 原成模拟信 号。 由以上 可知 ，数 字 功放 是工 作在 一 个高 速开 关状 态 ，为 了达 到 更好 的保 真 度及 在 高频 时有 足够 的采 样 点 ，要求 很 高 的三角波 载 波 频率 ，所 以三 角 波 的频率 一般 都 会达 到几 百ＫＨＺ，然 而 随着 开关 频 率 的升 高 ，必然 会带 来严 重的ＥＭＣ问题 。 另外 ，在 数 字 功放 电路 中 ， 片 退 耦 电 容 到 芯 片 电源 引脚 之 间 的ＰＣＢ走 线 ，芯 片 电源 引脚 到 内部 硅片 之 间 的邦定 线 可 以等效 成 一 个寄 生 电感 。在 功率 ＭＯＳＦＥＴ截 止时 ，功 率ＭＯＳＦＥＴ电极 之 间的 电 容 （ｃｊｄ／ ／ｃ ）可 等 效成 一个 寄 生 电容 。如 图２所 示 。这些 寄 生 电感