D類音頻放大器輸出波形

2020-11-25 電子發燒友

D類音頻放大器輸出波形

發表於 2020-03-23 11:03:57

D類音頻放大器輸出波形。

一般情況下，我們測試的音頻輸出的波形是下面這樣的。

在沒有信號時，應該是一條直線。而D類放大器輸出不是這樣的，用示波器測量會看到是一個個方波脈衝，即使沒有信號輸入時，也是方波的波形，如下圖。

為什麼class D的波形會是這樣的呢？下面介紹下D類功放的基本原理就會明白。

D類功放工作原理

如下圖，D類放大器是由鋸齒波發生器，放大器，功率放大等組成。

波形如下圖：

在音頻信號幅度大於鋸齒波時輸出1，在音頻信號幅度小於鋸齒波時輸出0。於是，在有音頻信號輸入時，功放輸出波形為寬度不一的脈衝，而在輸入信號為0時，輸出就是佔空比為50%的方波了。

所以，其實工作原理很簡單，一句話就可以概括：D類功放輸出波形其實就是脈寬調製波形，調製通常是幾百Khz。

原理很簡單，但肯定也會有以下幾個問題。

這波形根本就不是音頻波形的形狀啊，這個調製後的波形能直接給喇叭嗎？還是必須濾波？

輸出波形是可以直接驅動喇叭的，在不考慮EMI的情況下，只考慮音頻聽覺上是可以的。

輸出波形頻譜=音頻+PWM調製頻率+調製頻率n次諧波。

儘管多出了很多高頻分量，但是PWM波是幾百Khz，人耳能聽覺的頻段是20Hz-20Khz，即使即使高頻送到喇叭，也是聽不見的呀。所以不考慮EMI的情況下，是可以通過喇叭直接放的。

為什麼很多D類功放前級接了LC濾波，或者是磁珠+電容濾波呢？

原因就是那些高頻分量的存在，雖然我們聽不見，但是這些高頻分量會造成EMI的問題。

畢竟是功放，屬於功率器件，能量強，對外輻射還是挺可觀的，因此對周邊電路可能會造成幹擾。因此為了減少幹擾，也為了能夠使我們的產品能過CE，FCC，CCC等認證，是需要加上濾波器的。

常用濾波器如下圖（TI的功放TPA3100D2）：

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