常州工学院学报用作调制器的刘长学盐城工学院电气工程系江苏盐城类音频功放摘要介绍采用一块专用的脉宽调制芯片用一种新的方法对音频信号进行处理并配以合适的功率输出解调电路减小失真提高带宽使其成为一个性价比较高的功率放大器、,,、。关键词脉宽调制控制器音频功放中图分类号是美国的调速等控制电路中,文献标识码文章编号、一一一公司的产品以其价格低廉性能优异被广泛使用在电源的逆变电机。、含有线性较好的锯齿波产生电路采样频率可高达、,以上用它来做,,脉宽调制调制器会使音频信号的调制失真度系统带宽等技术指标方面得到较大的改善使得脉宽调制型功放真正体现出高效率的优势。的内部结构外形采用、脚封装其的内部结构如图,。中的核心部分是锯齿波振荡器误差放大器和比较器。叹或非逻抽欠压镇振荡器为调制,电路提供载波其频率大小。任一马愉出忙由与尺丁尺,、、、脚相联的电阻,叭地或非逻粗毛州门叼户』夕尼〕｝以及电容的大小决定具体的关系如下振荡触发器拍出丁放电节胭『,调整度。的大小可调锁存姗补侣反相编入同相输入尸比较舀节锯齿波下降沿的时间宽误差放大器是一个两级差分放大器直流开环增益为左右脚是放大。,慢启动误差放大器呛户、帷场关闭杏图,,」的引脚及内部结构。器的同相输入端重要的角色收稿期。脚为反相输入端脚还提供了一个反馈端可以利用它来调整输入信号的放大倍数,最终的脉宽调制信号是通过误差信号与由振荡器提供的锯齿波比较来获得的中的比较器就担任这个一一常州工学院学报年作为脉宽调制控制器还具有欠压锁定、慢启动、输出限流和关断等众多的特点。音频信号的脉宽调制从调制的机理上来讲音频信号的脉宽调制与确定性信号的调制方法基本相同都是采用固定频率的三角波与信号比较的方法获取脉宽调制信号,但是作为线性功率放大,则要求在调制过程中尽量减小因为调制而产生的信号失真。信号的取样失真可以用提高取样频率的方法得以解决最高取样频率可达。而中提供的线性度很高的锯齿波,又可以使音频信号调制后脉宽与被调制信号之间的线性关系得到保证。但值得注意的是音频信号指语音或乐音属于随机信号波形很不规则。研究表明音频信号就整体而言并不含直流分量,但在瞬间波形上表现出明显的不对称性这不仅表现在波形的形状上而且表现在与时间轴包围的面积上如图。如果直接引用对确定性信号脉宽调制的方法对其脉宽调制就难以将音频信号的过零信息准确地包含脉宽调制信号中解调后信号图信号波形图会因为这部分信息的丢失而使正、负“半周”的波形的相对大小发生改变从而出现失真。图所示电路可以帮助解决这个问题具体的办法是首先用整流的方法将音频信号的负“半周”翻到时间轴的上方与正“半周”信号一起送给进行脉宽调制,再用一个信号极性识别电路,将音频信号的正“半周”与负“半周”的极性信息检测后送至的输出端然后再通过门电路将属于正、负“半周”信号的脉宽调制波形分离开来。之一日珊邢阻一』朋刊皿一卫盯珊阻一图脉宽调制及分离电路图电路仿真波形图由和两个运放构成精密全波整流电路将音频信号的负“半周”信号波形翻到时间轴的上方,整流后的信号送进行脉宽调制。将误差放大器的反相输入端脚与其反馈输入端相联,构成电压跟随器,起到对信号缓冲放大作用。为电压比较器,由它完成音频信号的极性采样为后面脉宽调制信号的分离提供原音频信号的极性信息。由于在单端输出时信号的调制度最大为为扩大调制度的变化范围,将两个输出端的输出信号经一个或门输出使最大调制度达到。门电路、构成信号分离电路完成正负信号脉宽调制波形的分离。用叠加上直流分量的正弦信号模拟上下半周大小不对称的音频信号进行电路的仿真则原始信号的波形、信号整流后的波形、整流后信号脉宽调制信号波形、原信号的极性信息波形,以及分离后对应于正、负“半一一第”期刘长学用作调制器的类音频功放周音频信号的脉宽调制波形图依次如图所示。功率输出电路及其驱动功率输出采用、沟道场效应管构成的桥式输出电路、,。场效应管具有开关速度高关断、延迟时间短反偏安全工作区大电路驱动电路如图、抗扰度高费用低廉等优点驱动部分采用准推拉变压器祸合电路的驱动电压能够相对稳定。以保证脉宽调制信号脉宽在一定范围内变化时输出到各。功率输出厂一小—一——一丁一一。嵘‘踢母恤矶图土功率输出电路和驱动电路解调电路将脉宽调制信号脉冲的宽度变化信息转变为信号幅度变化的信息需要解调电路来实现,。用一个低通滤波器滤。除脉宽调制信号中的载波分量便可实现解调器一般用,低通滤波。网络其截至频率的选取十分重要,过高则载波信号不能完全滤除过低则电路对信号产生的相移大。网络本身是一种移相网络对于不同频率的信号产生的相移不一样一般来说频率越高信号产生的相移也就越大。语音和乐音信号都属于复合信号对于不同的频率,分量产生不同的相移这必定会给音频信号的放大带来较大的相位失真。图,给出了方波信号经过功率放大后的仿图采用不同截至频率的低通滤波器时功放的方波响应的波形图真波形图其中图时的波形图图,是低通滤波器的截至频率为时的波形图。是取滤波器的截止频率为总结用作为模拟音频信号输入的,,类功放的调制器不仅价格低廉使用方便灵活而且具有较高。、,的调制频率和较高的调制线性性这都大大地减小了调制过程中引起的信号失真配以高频率开关特性的作为功率输出级使得整机的频率带宽大为提高正负半周信号的脉宽调制脉冲的分离一方面可以减小失真另一方面也可以防止位于同一侧的功率管直通现象,“”。〔参考文献〕北京航空工业出版社「丁道宏电力电子技术〔〕〔〕杨行峻迟惠生等语音信号的数字处理【北京电子工业出版社【〕徐彤张岩司锻等最新电子电路速查手册〔南昌江西科学技术出版社一一常州工学院学报【张占松电路和系统的仿真实践【北京北京科学技术出版社〕年玉吧玉】罗,,责任编辑张秀兰
