D类音频放大器输出波形

炼成之路 2020-03-23 11942

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D类音频放大器输出波形。

一般情况下，我们测试的音频输出的波形是下面这样的。

在没有信号时，应该是一条直线。而D类放大器输出不是这样的，用示波器测量会看到是一个个方波脉冲，即使没有信号输入时，也是方波的波形，如下图。

为什么class D的波形会是这样的呢？下面介绍下D类功放的基本原理就会明白。

D类功放工作原理

如下图，D类放大器是由锯齿波发生器，放大器，功率放大等组成。

波形如下图：

D类放大器

在音频信号幅度大于锯齿波时输出1，在音频信号幅度小于锯齿波时输出0。于是，在有音频信号输入时，功放输出波形为宽度不一的脉冲，而在输入信号为0时，输出就是占空比为50%的方波了。

所以，其实工作原理很简单，一句话就可以概括：D类功放输出波形其实就是脉宽调制波形，调制通常是几百Khz。

原理很简单，但肯定也会有以下几个问题。

这波形根本就不是音频波形的形状啊，这个调制后的波形能直接给喇叭吗？还是必须滤波？

输出波形是可以直接驱动喇叭的，在不考虑EMI的情况下，只考虑音频听觉上是可以的。

输出波形频谱=音频+PWM调制频率+调制频率n次谐波。

尽管多出了很多高频分量，但是PWM波是几百Khz，人耳能听觉的频段是20Hz-20Khz，即使即使高频送到喇叭，也是听不见的呀。所以不考虑EMI的情况下，是可以通过喇叭直接放的。

为什么很多D类功放前级接了LC滤波，或者是磁珠+电容滤波呢？

原因就是那些高频分量的存在，虽然我们听不见，但是这些高频分量会造成EMI的问题。

毕竟是功放，属于功率器件，能量强，对外辐射还是挺可观的，因此对周边电路可能会造成干扰。因此为了减少干扰，也为了能够使我们的产品能过CE，FCC，CCC等认证，是需要加上滤波器的。

常用滤波器如下图（TI的功放TPA3100D2）：

D类放大器

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