D类音频功率放大器的设计方案与测试

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D类音频功率放大器设计

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) F B-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，F B-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，F B-C滤波的应用范围受到很大的限制。

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F B-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。

/disp_art/1010010/13444.html输出级数模转换机制所有D类系统的共同特点及其超群的功率效率的奥秘就在于输出级（通常是MOSFET）的电源器件总是要么全通要么全关。

这与线性放大器形成对比，线性放大器输出晶体管的导通状态随时间变化。

晶体管消耗的功率是其压降与流过电流之积（P=IV），通常占到线性放大器消耗的总功率的50%或更多。

在D类系统中不是这样。

D类音频功率放大器设计与实践

电子报/2009年/7月/12日/第014版器件与制作D类音频功率放大器设计与实践西安刘翔宇白瑞系统由前级放大器、三角波振荡器、脉宽调制器、H桥功率放大电路、滤波电路、测量电路组成(见图1)。

前级放大器对输入的音频信号进行1～10倍放大。

振荡器输出125kHz三角波供PWM调制用。

脉宽调制器就是一个比较器，反相端输入三角波信号，同相端输入音频信号，经电压比较后将音频信息搭载到方波的脉宽之上实现调制。

H桥功率放大电路将数字电压信号转换为功率信号。

滤波电路把方波信号中的音频成分滤出来。

整机效率78%(输出10W时测试)。

前级放大器P1是音频信号输入插座。

前级放大器对输入信号进行1～10倍放大处理，双电源+5V、-5V 供电，带宽20Hz～50kHz，最大输入无失真电压200mVp-p，Ri=9.78kΩ。

R105为音量调节旋钮。

见图2。

三角波发生器振荡器由迟滞比较器和反相积分电路构成。

利用对c200充放电性质，可产生线形度较好的三角波信号。

如图3所示。

该电路输出信号频率125kHz，幅度V op-p3.2V。

振荡器输出信号频率:fo=R202/(4xR203xR204xC200)振荡器输出信号幅度:V op-p=2xR203xVz/R202；Vz是IC20A输出方波信号的幅值。

电压比较器D类功率放大器使用普通的电压比较器实现PWM调制，主芯片LM311，+5V、-5V双电源供电。

输出信号下降沿时间0.4μs，上升沿时间0.1μs，V op-p=7.8V。

电路图如图4所示。

CD4069用于产生差分信号供H桥正常工作使用，该芯片最大可加15V电源。

C点、D点处产生V op-p=10V的差分信号。

H桥功率放大电路见图5。

当Vc=+4V，VD=-4V时,V400的Vgs=-1V截止，V401的Vgs=9V导通；V402的Vgs=-9V导通，V403的Vgs=1V截止；电流从+5V经V402、滤波器、RL、V401流向-5V。

D类功率音频放大器的设计

D 类放大器的基本结构D 类放大器的电路共分为三级：输入开关级、功率放大级及输出滤波级。

D 类放大器工作在开关状态下可以采用脉宽调制(PWM)模式。

利用PWM 能将音频输入信号转换为高频开关信号。

通过一个比较器将音频信号与高频三角波进行比较，当反相端电压高于同相端电压时，输出为低电平；当反相端电压低于同相端电压时，输出为高电平。

在D 类放大器中，比较器的输出与功率放大电路相连，功放电路采用金属氧化物场效应管(MOSFET)替代双极型晶体管(BJT)，这是因为：(1)功率MOSFET 是一种高输入阻抗、电压控制型器件，BJT 则是一种低阻抗、电流控制型器件。

(2)从二者的驱动电路来看，功率MOSFET 的驱动电路相对简单，BJT 可能需要多达20％的额定集电极电流以保证饱和度，而MOSFET 需要的驱动电流则小得多，而且通常可以直接由CMOS 或者集电极开路TTL 驱动电路驱动。

(3)MOSFET 的开关速度比较迅速，他是一种多数载流子器件，没有电荷存储效应，能够以较高速度工作。

(4)MOSFET 没有二次击穿失效机理，他在温度越高时往往耐力越强，发生热击穿的可能性越低。

他还可以在较宽的温度范围内提供较好的性能。

(5)MOSFET 具有并行工作能力，具有正的电阻温度系数。

温度较高的器件往往把电流导向其他MOSFET ，允许并行电路配置。

而且，MOSFET 的漏极和源极之间形成的寄生二极管可以充当箝位二极管，在电感性负载开关中特别有用。

场效应管有两种工作模式，即开关模式或线性模式。

所谓开关模式，就是器件充当一个简单的开关，在开与关两个状态之间切换。

线性工作模式是指器件工作在某个特性曲线中的线性部分，但也未必如此。

此处的"线性"是指MOSFET 保持连续性的工作状态，此时漏电流是所施加在栅极和源极之间电压的函数。

他的线性工作模式与开关工作模式之间的区别是，在开关电路中，MOSFET 的漏电流是由外部元件确定的，而在线性电路设计中却并非如此。

D类功放

测试报告课程名称：电子综合设计辅导项目内容：D类功率放大器学院：机电工程学院专业：电气工程及其自动化班级：C08电气1班姓名：王延萍学号：081310138指导老师：陈庭勋时间：2010年6月15日测试项目 D类功率放大器一、设计任务设计一个高效D类功率放大器，供电电压为单20V，输入信号幅度小于100mV，上限截止频率10kHz，输出负载阻抗8Ω～4Ω。

二、对设计任务的分析所谓D类功率放大器，就是将音频信号转成脉宽变化的形式，再由脉冲放大器放大输出，然后通过低通滤波电路还原成音频信号。

由于脉冲放大器工作在开关状态，电路本身的损耗只限于三极管（或场效应管）导通时饱和压降引起的损耗和元件开关损耗，适当选择元件，可以使得总损耗较小，因而电路工作效率较高。

这类方式的放大电路实际是工作在非线性状态。

为了实现线性信号的传送，采用了PWM技术，即音频信号幅度的大小体现在脉冲信号的宽度中。

脉冲宽度大代表音频信号幅度大；反之，脉冲宽度小则代表音频信号幅度低。

对正弦信号进行调制时，称为SPWM调制，调制后的脉冲宽度按正弦规律变化，如图2-1所示。

图2-1 SPWM波形图这类电路的损耗主要是开关器件的开关损耗。

每一个开关管在每一个周期中都要开、关动作一次，损耗量的大小受器件性能制约。

在器件性能确定后，为了进一步减少损耗，可以采用SSPWM型调制方式。

所谓SSPWM调制，是指对正弦信号进行单边调制，其理想的工作波形图如图2-2所示。

在正弦信号的一个周期内，只有一半的开关元件处于开关工作状态，理论上可以使原功率电路的开关损耗减小一半。

D类功率放大器的输出以全桥驱动为宜，这样在有限的工作电源电压下，可以获得最大的输出功率。

在输出电路中，还需要连接LC 低通滤波电路，以滤除高频脉冲信号，保留原来的音频信号输出，防止开关脉冲影响声音质量。

低通滤波电路的阶数越高，滤波效果越好，一般都采用二阶以上的滤电路。

目前，只有在开关频率特别高的小功率D类功率放大器中，省略了后续的滤波电路。

D类功率放大的高效率音频功率放大器设计

D类功率放大的高效率音频功率放大器设计1.1 整体计划计划①：数字计划。

输入信号经前置放大调理后，即由A/D采入举行处理，三角波产生及与音频信号的比较均由软件部分完成，然后由单片机输出两路彻低反向的波给入后级功率放大部分，举行放大。

此种计划硬件容易，但会引入较大数字噪声。

计划②：硬件电路计划。

三角波产生及比较、PWM产生仍由硬件电路实现，此计划噪声较小、且幅值能做到更大，效果较好，故采纳此计划。

1.2 三角波产生电路设计计划①：利用NE产生三角波。

该电路的特点是采纳恒流源对线性冲、放电产生三角波，波形线性度较好、频率控制容易，信号幅度可通过后加衰减电位器控制。

计划②：对方波积分产生三角波。

积分器与级联，通过对照较器产生的方波积分得到三角波，频率与幅值控制只需调节某些值，控制容易。

但考虑积分电路存在积分漂移。

此处采纳挑选计划①。

1.3 PWM波产生计划设计计划①：挺直比较。

取偏重与输入音频信号信置相同，幅度略大的三角波信号与音频信号挺直比较，产生PWM波，后再经反向器产生一路与之彻低反向的PWM波信号给后级放大电路。

计划②：双路比较。

用两路偏置不同的三角波信号与音频信号的上下半部分离比较。

此种计划可削减后缀H桥电路中管的开合次数，削减功率损耗，提高效率。

计划③：将音频信号挺直反向。

在对音频输入信号举行放大调理后挺直将其反向，再对处理后信号分离举行三角波比较，从而产生两路反向的PWM波。

因计划②的效率较高且对抑制共模噪声有一定作用，故选用计划②。

1. 4 短路庇护计划设计第1页共2页。

PWM型D类音频功率放大器的设计

引言D 类放大器是一种具有极高工作效率的开关功率放大器，被放大的信号并非为直接输入信号，而是经采样变换为脉宽变化的开关信号，使功率开关管均处于开关状态。

理想状态下，功率开关管导通没有电压降，关断时没有电流流过，效率可达100%.但实际中，由于受器件限制（如开关速度、漏电流、导通电阻不为零等）和设计上的不完善，其实际效率通常可达到90% 以上，同线性放大器相比，具有较大的优势，目前已经在一些高档产品中得到应用并投放市场。

本文设计的D 类音频功率放大器主要基于以下三个方面考虑：保证高保真度、提高效率和减小体积。

1 D 类音频功放的系统设计本文所设计的D 类音频功率放大器的系统结构如图1 所示。

该放大器结构是基于双边自然采样技术方案实现的，在任一时刻输出所包含的信息量都是单边采样方案的两倍，通过双边自然采样还可以把输出音频信号中大量的失真成分移除到人耳所能感应到的音频带宽范围之外，达到去除D 类音频功率放大器输出端低通滤波器的目的。

图1 D 类音频功率放大器结构系统采用单电源供电，脉冲信号“out1”和“out2”的高低电平分别为VDD 和GND，输入放大级由运算放大器OTA 的闭环结构实现，误差放大器则由运算放大器OTA 与电容Cs 构成。

系统工作时，音频输入信号Vin 首先经过输入放大级后输出两路差分信号，再与反馈信号求和送到误差放大器中产生误差信号VE1、VE2，对三角波载波信号VT 进行调制，输出两路脉冲信号“out1”和“out2”以驱动扬声器发声。

系统包含两个反馈环路，第一个由R1、Rf1 和OTA 组成，用来设置输入放大级和整个D 类音频功率放大器的增益，第二个由R2、Rf2 和后端音频信号处理电路组成，用来减小系统的THD 指数。

在图1 中，对电容Cs 充放电的电流I1、I2 由Vout1、Vout2、Vin、R1、Rf1、R2 和Rf2 共同决定，其中电阻和电容必须具有良好的线性度和匹配性，以获得良好的闭环性能。

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类音频功放设计

D类音频功放设计 Revised by Petrel at 2021D类音频放大器的设计与制作摘要：本项目涉及高效节能、数字化、体积小、重量轻等特点的D类功率音频放大器。

适应便携设备高效及节能的客观要求。

顺应了市场的客观要求。

从而在音频集成领域具有很大的优势。

随着设计技术不断进步D类功率放大器的要求也在不断提高本文通过基于CMOS工艺的D类功率音频放大器构成，驱动实现、失真度等方面的特性来进行电路的设计。

本课题的目标是设计一个D类音频功率放大器，能对音频信号进行放大，放大器的通频带达到300~10000Hz，输出功率IW,输出信号无明显失真。

根据D类功放的原理分别设计了前置放大模块、三角波产生模块、比较器模块、驱动模块、H桥互补对称输出及低通滤波模块等。

其中三角波产生器及比较器共同组成脉宽调制(PWM)模块，H桥互补对称输出电路采用驱动电流小、低导通电阻及良好开关特性的VMOSFET管，滤波器采用Butterworth低通滤波器。

关键词：D类功率放大器H桥驱动脉宽调制目录1.引言...................................................................................................... 错误!未指定书签。

2.系统方案.............................................................................................. 错误!未指定书签。

2.1总体方案设计................................................................................... 错误!未指定书签。

2.2三角波模块设计方案....................................................................... 错误!未指定书签。

d类音频放大器介绍及设计

结合人工智能技术，实现语音识别和音频处理功能，为用户提供更加智能化的音频体验。
07
结论
D类音频放大器的优势与不足
效率高
D类音频放大器具有很高的能量转换效率，能够有效地减少能源浪费。
动态范围大
D类音频放大器具有较大的动态范围，能够在较大的音量范围内保持音频质量。
D类音频放大器的优势与不足
• 体积小、重量轻：D类音频放大器通常采用集成电路设计，体积小、重量轻，便于携带和安装。
电磁兼容性设计
电磁兼容性
电磁兼容性是指电子设备在电磁环境中正常工作的能力。在D类音频放大器设计中，需要考虑电磁干扰、电磁辐射、静电等电磁兼容性问题，以确保放大器的稳定性和可靠性。
电磁兼容性措施
为了提高电磁兼容性，可以采取多种措施，如合理布局布线、增加屏蔽、使用滤波器等。这些措施可以有效降低电磁干扰和电磁辐射，提高放大器的性能和可靠性。
03
D类音频放大器的特点
效率高
效率高
D类音频放大器采用开关模式工作，理论上效率可以达到100%，相比传统线性放大器，能够显著减少能量损失和热量产生。
节能
高效率意味着低能耗，有助于减少能源浪费和设备运行成本。
体积小
体积小
由于D类音频放大器内部结构相对简单，不需要像线性放大器那样使用庞大的滤波器和散热器，因此体积相对较小。
采样率与分辨率
输入的模拟信号需进行采样，转换为数字信号，采样率和分辨率决定了音频的质量和还原度。
脉冲宽度调制
脉冲宽度调制
将数字信号转换为模拟信号的一种方式，通过调节脉冲宽度来控制输出电压，实现音频信号的放大。
调制精度与失真
脉冲宽度调制过程中需保持高精度，以降低失真，提高音频质量。

D类功率放大器设计报告

D类功率放大器设计报告目录摘要关键字1.设计分析2.系统方案2.1前置放大电路的论证与选择2.2三角波产生电路的论证与选择2.3调制电路的设计2.4整形、延时、驱动及功放输出电路设计2.5低通滤波器设计3.测试方案与测试结果3.1电路测试3.2测试结果与改进方案4.测试结果4.1测试结果4.2结果数据分析附录1：参考文献附录2：电路图摘要本文主要论述了D类功率放大器的系统设计方案、理论分析与计算和系统硬软件设计等，D类功率放大器由+5V电源供电，整个系统主要由前置放大电路、三角波产生电路、PWM调制电路、功率放大电路、低通滤波电路组成。

通过该系统的各个部分的功能实现了对音频信号的放大作用。

关键词D类功率放大器、PWM脉宽调制、功率放大、四阶巴特沃斯滤波器、H 桥功率放大器电路D类功率放大器1.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。

D类高效率音频功率放大器设计[设计+开题+综述]

开题报告电气工程与自动化D类高效率音频功率放大器设计一、选题的背景与意义随着微电子制造技术的不断发展，电子产品正向着薄型化、便携式迅速发展，人们对音频功放的要求更加趋向于高效、节能和小型化。

因为移动设备受电池容量、散热、体积的限制，对音频功放要求高效、节能、发热少、体积小、便于集成。

普通功放电路复杂，体积较大；而且效率较低，输出功率不可能做的很大。

而D类功放工作于开关状态，理论效率可达100%，实际运用时也可达到较高的效率。

功率器件的耗散功率小，产生热量少，可大大减小散热器的尺寸；功率MOS管有自保护电路，可大大简化保护电路，而且不会引人非线性失真；这样就可以极大地降低能源损耗，降低放大器的体积。

所以D类音频功放越来越受到人们的重视，正越来越多地被用在移动电话、PDA及其他类似便携式应用中，以取代AB类放大器。

由于D类音频功率放大器具有更高的效率，这使得采用D类音频功率放大器可延长电池供电中断产品的工作时间，并产生更少的热量，从而解决设备的散热问题。

近年来国际上加进了对D类音频功率放大器的研究与开发，并取得了一定进展，这一技术一问世立即显示出其高效、节能、数字化的显著特点，引起了科研、教学、电子、商业界的特别关注。

不久的将来，D类音频功率放大器必将取代传统的模拟音频功率放大器。

二、研究的基本内容与拟解决的主要问题：研究的基本内容：1、话筒。

主要用于将声音信号转化为电信号，以便后续装置处理。

2、前置放大模块。

由话筒输入的信号一般都比较微小，为了能够与三角波进行比较，必须对信号进行放大，拟采用运放对输入信号进行放大。

3、带通滤波模块。

输入的音频信号难免会有干扰，为了去除干扰，需要对音频信号进行滤波。

本设计采用有源滤波器滤除低频和高频干扰，实现对输入输出的隔离。

4、三角波产生模块。

系统需要使用三角波作为载波，对音频信号进行调制，根据奈奎斯特采样定理，产生的三角波的频率至少为基波最高频率的2倍，为了后级滤波的方便，载波的频率应尽可能大。

D类音频功率放大器设计

D类音频功率放大器设计本文首先就D类音频放大器的基本概念进行了一定的分析，然后简要的阐述了其系统结构，最后根据这些概念综合性的给出D类音频功率放大器的设计要素及解决方案，供相关人士做参考。

标签：功率放大器；调制器；拓扑结构1 引言从整体上对音频放大器进行划分可以分为四种，其中D类放大器占据的优势性比較大，是比较理想的应用型音频放大器。

D类功率放大器主要优势在于其功耗较小，在器件的组合上D类放大器绝大多数情况下只是充当一个开关的作用，其最主要的额外功耗在于晶体管的阻抗所致，由于其对散热装置的需求很低，因此D类放大器能够在很大程度上增加电池的使用寿命。

2 D类音频功率放大器的分析（1）D类音频功放和其他音频功放的比较。

1）AB类放大器。

AB类放大器的主要特点可以从两个方面出发，一个是B 类放大器的交越失真，另外一个是AB类放大器消除交越失真的情况，二者主要形成一个对比的作用。

由于AB类放大器在其晶体管的导通时间上有一定的特殊性，这段导通时间通常情况下会比半周期持续的时间要长，因此在两管推挽的特点之下AB类放大器交替失真的特性能够在很大程度上消除交越失真的影响。

2）D类放大器。

D类放大器在性能上和AB类放大器有着明显的区别，在PWM和PDM的作用之下D类放大器能够将输入进来的模拟音频信号通过一定的转换作用而形成相应的脉冲信号。

由于D类放大器在作用上大部分是充当一个开关的作用，因此也被称之为开关放大器。

相比较其他放大器而言，D类放大器的效率非常高，除此之外，其体积小的特点能够为设备提供更大的空间，而在失真方面其概率低的特点使得D类放大器在调试和应用上都能够保持很大的稳定性。

（2）D类音频功放的工作原理。

D类音频放大器在工作中主要的功能是在于将输入的部分信号进行一定的转换，经过相关的滤波处理之后能够有效的使得电平进行转移。

振荡器在D类音频放大器中的作用至关重要，其振荡周期在发生变化的情况下对整个采样周期的影响都是非常大的。

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。

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。