什么是 D 类放大器?D 类放大器原理讲解,手把手教你设计 D 类放大器
大家好,我是李工,创作不易,希望大家多多支持我。今天给大家分享的是 D 类放大器。
在过去的几十年里,音频内容已经取得了非常大的进步,从经典的电子管放大器到现代媒体播放器,技术进步了改变了数字媒体的消费方式。扬声器技术取得了非常大的进步,但放大器方法的改进 发挥了重要作用,尤其是 D 类放大器 。
这篇文章主要是分享: D 类放大器 ,D 类放大器的优缺点 ,D 类放大器原理、D 类放大器电路图、D 类放大器设计、D 类放大器测试。
一、D 类放大器教程
什么是 D 类音频放大器?最简单的一个说法 D 类音频放大器 是一个开关放大器 。为了了解 D 类音频放大器的工作原理,我们需要了解 D 类音频放大器的功能以及开关信号是如何产生的。下面给出了框图帮助大家理解。
D 类音频放大器工作原理图
二、 D 类放大器怎么样?
D 类放大器效率高。 与 A 类、B 类和 AB 类放大器相比,D 类音频放大器的效率可高达 90-95% ,AB 类放大器的最大效率为 60-65%,因为它们工作在有源区并表现出低功率损耗,如果将集电极 - 发射极电压乘以电流,你就会发现这一点。
三、D 类放大器原理
现在,回到 D 类音频放大器 的功能简化框图。
D 类放大器原理
你在同相端看到的,有音频输入;在反相端,有高频三角信号。
此时,当输入音频信号的电压大于三角波的电压时,比较器的输出变为高电平,当信号为低电平时,输出为低电平。 有了这个设置,我们只是用高频载波信号调制输入音频信号,然后连接到 MOSFET 栅极驱动 IC,顾名思义,驱动器用于驱动两个 MOSFET 的栅极侧和低侧一次。
在输出端,得到一个强大的高频方波,我们通过一个低通滤波器来获得我们最终的音频信号。
D 类放大器工作原理图
四、D 类放大器设计所需组件
了解了 D 类放大器的基础知识后,我们可以来 DIY D 类放大器。这是一个比较简单的测试项目,组件也比较通用,你直接在网上就可以买到大部分组件,下面给出了带图片的组件列表。
构建 D 类功率放大器的零件清单
构建 D 类功率放大器的零件清单:
构建 D 类功率放大器的零件清单图
五、D类音频放大器电路图
D 类放大器电路电路图 如下所示:
D 类放大器电路电路图
六、D 类放大器的使用方法
这里主要是讲一下 D 类音频放大器的主要每个功能模块 ,并且解释每个模块的工作原理。
1、输入电压调节器
输入电压调节器
首先使用 5V 稳压器 LM7805 和 12 伏稳压器 LM7812 调节输入电压 。这里非常重要,因为我们要用 13.5V 直流适配器为电路供电,而为 NE555 和 IR2110 IC 供电,需要 5V 和 12V 电源。
2、带有 555 非稳态多谐振荡器的三角波发生器:
带有 555 非稳态多谐振荡器的三角波发生器
从下图可以看出,我们使用了一个带有 2.2K 电阻的 555 定时器来产生一个 260KHz 的三角信号。
3、调制电路:
调制电路
从上图中可以看出,我们使用了一个简单的 LM358 运算放大器来调制输入音频信号 。说到输入的音频信号,我们使用了两个 10K 输入电阻来获取音频信号,并且由于我们使用的是单电源,因此我们连接了一个电位器来抵消输入音频中存在的零信号。
当输入音频信号的值大于输入三角波时,该比较器的输出将为高电平,在输出端,我们将获得调制方波,然后将其馈送到 MOSFET 栅极驱动器 IC。
4、IR2110 MOSFET 栅极驱动器 IC:
我们使用了 MOSFET 栅极驱动器 IC 来正确驱动 MOSFET。 所有必要的电路都按照IR2110 IC 数据表的建议放置。
为了正常工作,该 IC 需要输入信号的反相信号,所以我们使用BF200高频晶体管来产生输入信号的反相方波。
5、MOSFET 输出级:
MOSFET 输出级
从上图中可以看出,我们有 MOSFET 输出级,它也是主要的输出驱动器 ,因为我们正在处理高频和电感,所以总是涉及瞬态 ,所以我们使用一些 UF4007 作为反激防止 MOSFET 损坏的二极管。
6、LC 低通滤波器:
LC 低通滤波器
MOSFET驱动级的输出是高频方波 ,这种信号绝对不适合驱动扬声器等负载。
为了防止它,我们使用了一个 26uH 电感和一个 1uF 无极性电容来制作一个低通滤波器 ,记为 C11。这就是简单的电路功能。
七、测试 D 类放大器电路
测试 D 类放大器电路
从上图中可以看出,使用了一个 12V 电源适配器为电路供电, 它发出的电压比 12V 略高,准确地说是 13.5V,非常适合我们的板载 LM7812 稳压器。
负载使用的是 4 Ω、5 W 的扬声器 。对于音频输入 ,我使用的是带有 3.5 毫米长音频插孔的笔记本电脑。
当电路通电时,不会像其他类型的放大器那样发出明显的嗡嗡声,但是这个电路在较高的输入电平下会出现削波问题,所以这个电路有很大的改进空间。当驱动中等低负载时,MOSFET 根本没有变热,因此对于这些测试,它不需要任何散热器。
八、进一步增强
这个 D 类放大器电路 是一个简单的原型,有很大的改进空间,这个电路的主要问题是采样技术,需要改进。为了减少放大器的削波,需要计算适当的电感和电容值以获得完美的低通滤波器级 。与往常一样,可以在 PCB 上制作电路以获得更好的性能,可以添加一个保护电路,以保护电路免受过热或短路的影响。
以上就是关于 D 类放大器 的知识,希望大家多多支持 我,得点赞 ,关注 ,有问题欢迎在评论区留言 ,大家一起讨论 。
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「手机自学维修教程」苹果6S音频功放IC u3800的电路分析 扬声器
苹果6S的铃声放大电路跟IPHONE6、5的差不多,其实搞懂了芯片的工作条件,维修起来就比较简单了。苹果6S主板上的IC u3800负责下扬声器的音频功放处理和功放驱动。如果想正确修复振铃电路,就必须熟悉这个IC的工作条件。今天跟朋友们一起交流分享一下。
一、首先来列举一下IC u3800的工作条件。
1 芯片供电:
(1)PP VCC MAIN 送到A2 B2,A4 A5脚,电压4V。
(2)主电源u2000的V1输出PP1V8 VAS 送到F5脚。
(3)A1 B1 C1 D1外部滤波电容与内部电路共同形成PP ARC VBOOST 升压8V。
2复位信号:
CPU u0600的F2脚输出 AP TO SPEAKERAMP RESET L 到音频功放IC U380的A6脚。
3总线控制:
Cpu u600 AG4脚输出I2C1 AP SDA 到音频功放IC U3800的D5脚。
Cpu u600 AH1脚输出I2C1 AP SCL 到音频功放IC U3800的D6脚。
4中断信号:
Cpu u600 E2脚输出SPEAKERAMP TO AP INT L到音频功放IC U3800的A7脚。
5启动信号:
Cpu u600 F2脚输出AP TO SPEAKERAMP STAYIN ALIVE到音频功放IC U3800的D7脚。
6控制总线:
Cpu u600 U32脚输出I2S AP TO SPEAKERAMP MCLK到音频功放IC U3800的E7脚。
Cpu u600 V33脚输出I2S AP TO CODEC ASP BCLK到音频功放IC U3800的E6脚。
Cpu u600 U33脚输出I2S AP TO CODEC ASP LRCLK到音频功放IC U3800的F6脚。
Cpu u600 V34脚输出I2S AP TO CODEC ASP DOUT到音频功放IC U3800的F7脚。
Cpu u600 T33脚输出I2S CODEC TO AP ASP DIN到音频功放IC U3800的E5脚。
音频功放IC得到上面的工作条件后,从D2脚输出铃音信号送到排线座I4600的1脚,经过扬声器回到排线座J4600的2脚,并从2脚回到IC U3800的C2形成回路,来电音乐响起。
为了避免出现驱动信号太强,烧坏扬声器,音频功放电路设计了电流取样和电压取样电路。电流取样信号SPEAKERAMP ISENSE 分别从电阻R3703两端取电流信号到音频功放IC U3800的F1 E1脚。从扬声器的两端获得取样电压SPEAKERAMP VSENSE分别从排线座J4600的4# 3#送到音频功放IC u3800的 E3和E2脚。在内部进行参考比较后,调控D2脚的输出铃音信号到最佳状态。
熟悉了上面这些电路基本就明白了铃声工作的整个流程。
遇到铃音不响的机器,就可以理清自己的思路了。
二、维修思路分析
1首先拨打电话,启动免提,看看能否从下扬声器听到声音,如果可以听到。就说明通路没什么问题,看看是不是设置静音了,铃音是否调到最低了。
2拆机,更换下扬声器,看能否解决问题。
3更换尾插排线看是否可以解决问题。
4检查J4600的1 2脚对地阻值,如果1脚阻值无限大,看看是否电阻R3703断路,否则U3800虚焊或损坏;2脚无限大,u3800虚焊或损坏。主板断线概率一般很小。
5这些工作都做完了。就按照U3800的工作条件从1开始查起。哪路出现问题就修哪路。
供电可以利用电压法进行测试,控制信号和总线之类可以测对地阻值法。
6还要注意B7的参考电压,重点关注R3835 44K左右。
7 U3800周围的电容,注意观察,好多是内部电路的滤波元件,看看有没有人为摘除。
介绍不全的地方,请谅解,大家可以在下面补充。相关数据的实测,我们在下一篇文章中发出。
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