50 puntos. Por favor ayúdenme a escribir mi tesis de graduación (Amplificador de audio programable)
Bai, Shao Guangcun, Chang Xinglian.
(Instituto Láser de la Academia de Ciencias de Shandong, Jining 272100, Shandong)
Resumen: este diseño se centra en un amplificador de potencia de clase D de alta eficiencia y el transistor de conmutación de salida utiliza un transistor de efecto de campo de alta velocidad, conectado para formar un puente H simétrico complementario.
Estructura, con salida 1: 1 de circuito doble a simple y función de protección contra cortocircuitos de salida, la potencia de salida es superior a 2w y se puede lograr la eficiencia promedio.
Amplificador de potencia de sonido 75 de alta eficiencia.
Palabras clave: amplificador de potencia de audio clase D; modulador PWM; amplificador de potencia de puente h
Número de clasificación de biblioteca china: TN722.
Introducción
La ola de digitalización en el campo del audio global y la atención de las personas al entorno de ahorro de energía del audio
Las necesidades de seguridad nos exigen desarrollar sistemas eficientes y energéticos. -guardar los parlantes digitales lo antes posible.
Amplificador de potencia de frecuencia. Los amplificadores de potencia de audio tradicionales funcionan con amplificación lineal.
El área y el consumo de energía son grandes. Aunque se utiliza salida push-pull, todavía es difícil satisfacer grandes cargas de trabajo.
Tasa de salida; y además requiere el diseño de complejos circuitos de compensación así como de sobrecorriente, sobretensión y sobrecalentamiento.
Circuito de igual protección. El amplificador de potencia de audio con conmutación de clase D funciona en modo PWM.
Escriba, compare la señal de audio con la frecuencia de muestreo y obtenga el pulso mediante muestreo natural.
Impulsa una onda PWM cuyo ancho varía en proporción a la amplitud de la señal de audio.
El circuito se agrega a la puerta del tubo MOS para controlar el interruptor del dispositivo de alimentación para lograr la amplificación.
La señal PWM amplificada se envía al filtro y se restaura a un. señal de audio. Para convertirse en un verdadero amplificador de potencia de audio de alta potencia y alta eficiencia.
Circuito del sistema
Este artículo utiliza un circuito amplificador de potencia Clase D con puente H, como se muestra en la Figura 1.
Tal como se muestra en la imagen.
Figura 1 circuito amplificador de potencia de audio
(1) Circuito de generación de ondas triangular
El multivibrador compuesto por NE555 está conectado a la fuente de alimentación en forma de fuente de corriente constante
Permite que pulsos lineales y descargas produzcan ondas triangulares. Cuando se enciende la alimentación, el chip NE555
genera tres pines de alto nivel, los diodos D2 y D3 se apagan, D1 y D4 se encienden y Vcc se enciende.
El condensador C1 se carga con corriente constante a través de T1, T2, R1 y D1. Cuando el voltaje en C1 alcanza
2/3Vcc, la salida del chip NE555 cambia, es decir, la salida de los tres pines es baja.
En este momento, D2 y D3 se encienden, D1 y D4 se apagan y el capacitor C1 se descarga con una corriente constante a través de D2, T3,
T4 y R2 hasta el voltaje de C1 es igual a 1/3Vcc, el capacitor comienza a cargarse nuevamente.
Electricidad, en este ciclo el condensador C1 puede obtener una onda triangular con buena linealidad.
Para mejorar la capacidad de carga, la salida pasa por un seguidor de tensión compuesto por LM358A.
Subordinado
Cálculo de la frecuencia de onda triangular de salida: la tensión en la resistencia R1 es igual a T1.
VVbe≈ 0,7V, por lo que la corriente I que fluye por R1 es 0,7V/300ω = 2,33.
Ma, ignora la corriente base de T1, la corriente que fluye a través de R1 es.
La corriente de la etapa es aproximadamente igual a la corriente del colector de T2, por lo que la corriente de carga de C1 es de aproximadamente
2 mA. De manera similar, la corriente de descarga de C1 es de aproximadamente 2 mA. Establezca el tiempo de carga en t1 y suéltelo.
Cuando el tiempo de encendido es t2, existen:
2
三
Vcc =
1
三
Vcc
i ×t1
C
1
三
Vcc =
2
三
Vcc -
i ×t2
C
El período de la onda triangular disponible: T = t1 t2 =
2Vcc ×C
3 ×i
Entonces la frecuencia de la onda triangular es: f =
3 ×i
2Vcc ×C
(2) Circuito preamplificador El circuito preamplificador adopta bajo ruido y alta velocidad.
El amplificador operacional NE5532 constituye un amplificador de banda ancha no inversor de ganancia ajustable.
Gran pista. Cuando la salida del amplificador de potencia es máxima sin distorsión, el voltaje eléctrico pico a pico de onda sinusoidal equivalente en la carga es VP-P, que es el valor máximo pico a pico de la onda de modulación (onda sinusoidal) modulada por el transportador.
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El valor es VP-Pm ax, y la ganancia de modulación y amplificación correspondiente es AV2=.
VP
VP - Pm ax
, Funcionamiento
La resistencia de retroalimentación en el circuito amplificador es R8, la resistencia terminal inversora R7 es el preamplificador.
La ganancia de AV1 es AV1 = 1
R8
R7
Seleccionando el voltaje pico de la onda modulada
VP-Pm ax y ajustar la resistencia de R8 puede energizar toda la unidad amplificadora de potencia.
La ganancia de voltaje es continuamente ajustable.
(3) El circuito de modulación de ancho de pulso (PWM) utiliza un comparador de precisión de alta velocidad.
El chip utiliza la señal de audio como onda de modulación, la onda triangular con frecuencia f como onda portadora y dos
voltajes de polarización CC de 1/2 Vcc se añaden a todas las señales. y procesado por el comparador.
A través de la comparación se obtienen señales de pulso con la misma amplitud y un ciclo de trabajo que cambia con la amplitud del audio.
(4) Circuito de accionamiento El circuito de accionamiento consta de un chip disparador Schmitt y tres
seguidores emisores simétricos complementarios compuestos por un diodo y dos transistores.
Después de que la señal PWM pasa a través del circuito de control, forma dos bordes de ataque más pronunciados y un borde de salida.
Pulsos invertidos, existe una cierta zona muerta entre los dos pulsos, impidiendo la conducción del puente.
El circuito dinámico tiene un fenómeno de disparo.
(5) El circuito excitador del puente H está compuesto por transistores de efecto de campo.
Está relacionado con el circuito de filtrado Butterworth LC de cuarto orden. Cuando T9 y T12 están encendidos y T10 y T11 están apagados, la caída de voltaje en la carga VM AB0 = Vcc T10 y T11 se encienden.
Cuando T9 y T12 están apagados, la caída de voltaje en la carga es VAB =-Vcc, por lo que la caída de voltaje de la carga
puede alcanzar el doble del voltaje de la fuente de alimentación. La señal demodulada se amplifica y se envía al altavoz mediante filtrado LC.
(6) Circuito de protección contra cortocircuitos El circuito de protección contra cortocircuitos (o sobrecorriente) adopta 0,1.
La resistencia de muestreo de sobrecorriente está conectada en serie con el altavoz y el voltaje de muestreo es 0,1 resistencia.
Amplificado mediante un amplificador sustractivo compuesto por NE5532. El factor de amplificación de voltaje
es:
Av =
R19
R17
La señal de audio amplificada pasa pasando por El pico compuesto por D9, C9 y R20.
El circuito de detección de valor detecta el nivel de amplitud y lo envía al " " del comparador de voltaje U7.
El nivel del terminal "-" de U7 está configurado en 5.1v, el cual está compuesto por R22 y el regulador de voltaje D12.
Sí, el comparador está conectado en modo de comparación histéresis y puede bloquear el estado una vez que está sobrecargado.
Durante el funcionamiento normal, la amplitud de corriente máxima Im = Vcc/
(r 0,1), la caída de voltaje máxima es 0,1 es 0,1 × Im y se emite después de la amplificación.
La amplitud del voltaje es Vim ×AV = 0, 1 ×Im ×AV, y el voltaje CC detectado.
Un poco menos que este valor, el comparador genera un nivel bajo, T13 se apaga y el relé J1 se apaga.
La alimentación Vcc se envía al amplificador de potencia a través del contacto normalmente cerrado.
Una vez que los dos extremos del altavoz están en cortocircuito o la corriente de entrada es demasiado grande, la corriente y el voltaje están en 0. 1 disminuirá.
Después de la amplificación de voltaje y la detección de pico, el incremento es mayor que el terminal inversor del comparador.
Presión, el comparador pasa a nivel alto y se bloquea, T13 se abre y el relé se cierra.
Corta la fuente de alimentación Vcc del amplificador de potencia y el circuito del amplificador de potencia queda protegido. R21, C11, D10, D11
El circuito de retardo de inicio se utiliza para evitar que el comparador se bloquee durante el inicio. Después de apagar, C11.
El voltaje de encendido se descarga rápidamente a través de D10 para asegurar la potencia inicial de C11 cuando se reinicia la máquina.
La presión es cero.
Discusión
El amplificador de clase D funciona en un estado de conmutación y no hay corriente cuando no hay entrada de señal.
Al conducir, no hay pérdida de CC. De hecho, debido a que el dispositivo todavía es muy pequeño cuando está apagado
La corriente de fuga es pequeña, pero el dispositivo no sufre un cortocircuito completo cuando está encendido y todavía quedan algunos tubos.
Caída de voltaje, por lo que la pérdida de CC es pequeña, la eficiencia real es 80-90.
El amplificador práctico más eficaz.
Referencias:
[1] Liu Yonghong, Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, 2001. Implementación de audio digital 2
Amplificador de operación mediante fuente de alimentación PWM conmutada de voltaje cero
Sistema de circuitos convertidores. Volumen 47, Número 3, marzo de 2000.
[2] Ashok Bindra. Las aplicaciones totalmente digitales mejoran la calidad del audio
Productos de consumo.
Li Zisheng, Wu, Zhong. Amplificador de potencia de audio de alta eficiencia.
Li Zhenyu, Yao Guangqi. Tecnología de amplificación y síntesis de potencia de alta eficiencia. Ferrocarril de China
Prensa, 1985.
[5] Chen Weixin. Nueva Guía Práctica de Selección de Circuitos. Prensa de la industria electrónica.
Qu Anlian. Aplicar la tecnología electrónica. Prensa científica de Beijing, 2003.
[7] Wang Jinming et al. Diseño de sistemas digitales. Publicado por Electronic Industry Press.
[8] Trabajos seleccionados del Concurso Nacional de Diseño Electrónico para Estudiantes Universitarios. 5438 0994-1999.
[9] Forever Tiger, Tecnología de audio moderna, Principios y circuitos de amplificadores de clase D, 1998.
Número 5, 2008.
[10] Radio 2004 Volumen 2 y Volumen 3. Revista Popular de Radiodifusión de Correos y Telecomunicaciones.
Editor
Compré esto en un sitio web de ensayos pago. Realmente precioso.