面向免滤波数字D类功放的随机扩频PWM方法研究综述

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作者 于泽琦 钱波 +2 位作者 许增辉 赵宗训 刘豪凯 《现代电子技术》 北大核心 2025年第15期169-178,共10页

相较于传统D类功放,免滤波数字D类功放具有体积小、成本低和便于与数字音源接口的优点,因此具有广阔的应用场景。然而,免滤波数字D类功放由于舍弃了后级的模拟低通滤波器,其在驱动扬声器发声的同时,会给周围电路带来严重的电磁干扰(EMI... 相较于传统D类功放,免滤波数字D类功放具有体积小、成本低和便于与数字音源接口的优点,因此具有广阔的应用场景。然而,免滤波数字D类功放由于舍弃了后级的模拟低通滤波器,其在驱动扬声器发声的同时,会给周围电路带来严重的电磁干扰(EMI)。随机扩频脉冲宽度调制(PWM)技术可以将免滤波数字D类功放输出的PWM信号在脉冲重复频率及其各次谐波附近的峰值能量扩展到周围的频域内,被广泛用于解决免滤波数字D类功放存在的EMI问题。文中在简要阐述随机扩频PWM原理的基础上,分别介绍了已有的随机扩频PWM方法,并通过实验测试系统对不同随机扩频PWM方法的性能进行测试和分析。测试结果表明,相比其他所测试的方法,三频率伪随机变化(TFPRV)方法可在大幅降低带外频谱峰值幅度的同时,使功放拥有较低的总谐波失真(THD)。 展开更多

关键词 免滤波 数字d类功放 电磁干扰 随机扩频 脉冲宽度调制 脉冲重复频率

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D类功放中的Σ-Δ调制器分析与设计 被引量：5

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作者 聂彬 李开航 《现代电子技术》 2008年第8期78-81,共4页

设计一种新型低非线性失真拓扑的7阶1-bitΣ-Δ调制器,该调制器可以直接用于模拟音频信号输入带反馈的D类功率放大器中。通过仿真表明,调制器的最大稳定输入值可以达到0.9,信噪比可达到130 dB以上,即采用这种调制器的D类功放可实现90%... 设计一种新型低非线性失真拓扑的7阶1-bitΣ-Δ调制器,该调制器可以直接用于模拟音频信号输入带反馈的D类功率放大器中。通过仿真表明,调制器的最大稳定输入值可以达到0.9,信噪比可达到130 dB以上,即采用这种调制器的D类功放可实现90%的功率转化效率和高保真的音质。同时从新的角度阐释了高阶1-bitΣ-Δ调制器的工作原理和设计过程。 展开更多

关键词 d类功放 非线性失真 ∑-△调制器 信噪比

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一种长距离LF RFID阅读器前端电路的构型分析 被引量：3

3

作者 朱海龙 赖晓铮 +2 位作者 戴宏跃 赖声礼 王鑫 《电测与仪表》 北大核心 2008年第5期52-56,共5页

基于EM4100和EM4026型标签芯片,提出了一种长距离LF RFID阅读器前端功放电路与天线负载电路的设计构型,采用ADS仿真工具对该构型的优点和特点进行了分析,通过实验对分析的结果进行了验证。作为阅读器电路的一个关键组成部分,该构型能够... 基于EM4100和EM4026型标签芯片,提出了一种长距离LF RFID阅读器前端功放电路与天线负载电路的设计构型,采用ADS仿真工具对该构型的优点和特点进行了分析,通过实验对分析的结果进行了验证。作为阅读器电路的一个关键组成部分,该构型能够满足长距离LF RFID阅读器标签读取的要求。 展开更多

关键词 RFId d类功率放大器 死区时间 感性负载 电感耦合

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基于FPGA的高性能D类功放控制器设计与实现 被引量：8

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作者 樊养余 于泽琦 +1 位作者 袁永金 吕国云 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期630-636,共7页

针对高性能音频D类功放系统,基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)设计,实现了一个双声道均匀脉冲宽度调制(uniform pulse width modulation,UPWM)型D类功放控制器。该控制器使用由相同子滤波器抽头级联构成的半... 针对高性能音频D类功放系统,基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)设计,实现了一个双声道均匀脉冲宽度调制(uniform pulse width modulation,UPWM)型D类功放控制器。该控制器使用由相同子滤波器抽头级联构成的半带滤波器并时分复用乘法器,以降低可配置插值滤波器的硬件资源消耗,利用sigma-delta调制器的高开环增益,通过构造一个基于查找表的误差校正模块,以较小的硬件代价来预校正控制器使用UPWM技术在信号带宽内所带来的非线性失真。测试结果表明该控制器输出信噪比可达114dB,互调失真仅为-97dB。 展开更多

关键词 d类功放 控制器 预校正 均匀脉冲宽度调制 现场可编程门阵列

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一种用于数字D类功放的伪自然采样算法 被引量：3

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作者 于泽琦 樊养余 +1 位作者 史龙飞 吕国云 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期758-762,共5页

该文针对均匀采样脉冲宽度调制(UPWM)型数字D类功放,提出了一种新的伪自然采样算法以校正其在开关信号调制时产生的谐波失真。该算法融合了三阶和一阶拉格朗日插值法,并结合伪自然采样点位置判断法而形成,可在计算复杂度较低的同时,达... 该文针对均匀采样脉冲宽度调制(UPWM)型数字D类功放,提出了一种新的伪自然采样算法以校正其在开关信号调制时产生的谐波失真。该算法融合了三阶和一阶拉格朗日插值法,并结合伪自然采样点位置判断法而形成,可在计算复杂度较低的同时,达到较好的谐波失真校正效果。该文使用FPGA搭建了一个基于该算法以及其它同类算法的开关信号调制器测试系统。测试结果表明,相比同类算法,该算法基本消除了谐波失真且硬件消耗适中,显示了更大的优越性。 展开更多

关键词 数字d类功放 伪自然采样 谐波 拉格朗日插值

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一种免滤波数字D类功率放大器功率级误差校正方法 被引量：1

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作者 于泽琦 屈海朋 +2 位作者 陈晓雷 张春洋 张恩光 《半导体技术》 CAS 北大核心 2019年第2期145-153,共9页

针对免滤波数字D类功率放大器功率级非线性和电源噪声产生的误差,提出了一种基于前馈电源噪声抑制(FFPSNS)和局部闭环负反馈(LCLNF)技术的免滤波数字D类功率放大器桥接负载(BTL)功率级误差校正方法。该方法通过对BTL功率级构造一阶LCLN... 针对免滤波数字D类功率放大器功率级非线性和电源噪声产生的误差,提出了一种基于前馈电源噪声抑制(FFPSNS)和局部闭环负反馈(LCLNF)技术的免滤波数字D类功率放大器桥接负载(BTL)功率级误差校正方法。该方法通过对BTL功率级构造一阶LCLNF回路,并在反馈回路中利用FFPSNS技术引入功率级电源噪声以在校正功率级误差的同时,进一步降低功率级电源噪声对功率放大器的输出影响。仿真结果表明,当功率放大器输入为频率1 kHz、幅度-5 dB的正弦信号时,与一阶LCLNF方法相比,所提出的方法可使功率放大器输出在800 Hz和1 200 Hz处的电源互调失真(PS-IMD)分量降低约15.6 dB(功率级电源噪声为频率200 Hz,幅度-40 dB的正弦波),功率放大器输出信噪比增加约为17 dB,从而使功率放大器达到较高的性能。 展开更多

关键词 免滤波数字d类功率放大器 功率级 局部闭环负反馈(LCLNF) 前馈电源噪声抑制(FFPSNS) 误差校正

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一种无需滤波的D类音频功率放大器 被引量：1

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作者 尚建荣 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2015年第2期133-136,共4页

传统的D类音频功率放大器都需要外接LC滤波器,从而增加了成本加大了失真。针对高效率、低失真的要求,设计了一种采用求和积分负反馈技术和H桥输出结构代替滤波器功能的电路结构。电路采用CSMC公司的0.6μm BCD工艺模型,基于Cadence仿真... 传统的D类音频功率放大器都需要外接LC滤波器,从而增加了成本加大了失真。针对高效率、低失真的要求,设计了一种采用求和积分负反馈技术和H桥输出结构代替滤波器功能的电路结构。电路采用CSMC公司的0.6μm BCD工艺模型,基于Cadence仿真平台对电路进行了前仿真,仿真结果表明:在15 V电源电压,输出功率为6 W,8Ω负载下芯片效率高达85%,输出音频信号失真小于0.1%。 展开更多

关键词 无需滤波 d类功放 负反馈技术 H桥 BCd

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级联型多电平D类功率放大器的滤波器选型分析

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作者 张缨 翟助群 +1 位作者 蔡凌 董明 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S2期309-314,共6页

介绍一种基于级联型多电平拓扑结构的新颖开关型功率放大器,采用单极倍频相移PWM技术,其开关频率是单个单元开关频率的2N倍,总的输出电压波纹小。分析级联型多电平D类功率放大器的各种类型输出滤波器的滤波效果,选择Γ型半节LC滤波器作... 介绍一种基于级联型多电平拓扑结构的新颖开关型功率放大器,采用单极倍频相移PWM技术,其开关频率是单个单元开关频率的2N倍,总的输出电压波纹小。分析级联型多电平D类功率放大器的各种类型输出滤波器的滤波效果,选择Γ型半节LC滤波器作为D类功率放大器的输出滤波器,并给出了参数的计算方法。研制了级联型多电平的D类功率放大器。研究结果表明,采用该种方法设计的级联型多电平D类功率放大器输出滤波器具有较好的滤波效果,系统输出信号具有良好的跟踪性和稳定性。 展开更多

关键词 电子技术 d类功率放大器 多电平控制 输出滤波器

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D类功放中输入斩波运放电路的设计 被引量：3

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作者 赵海亮 刘诺 周长胜 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期520-523,538,共5页

基于n阱0.5μmDPDMCMOS工艺,完成了D类音频功放中输入斩波运算放大器的设计。分析了D类系统对输入运放的设计要求,在此基础上确定了电路采用两级全差分结构实现,并加入斩波结构降低噪声。采用PTAT电流源提供运放的偏置电流,补偿运放跨... 基于n阱0.5μmDPDMCMOS工艺,完成了D类音频功放中输入斩波运算放大器的设计。分析了D类系统对输入运放的设计要求,在此基础上确定了电路采用两级全差分结构实现,并加入斩波结构降低噪声。采用PTAT电流源提供运放的偏置电流,补偿运放跨导gm的温度漂移。在Cadence下的电路仿真表明,前级运放具有16μV.Hz-1/2的等效输入噪声,开环增益达到117.3 dB。运放所在芯片经过PWM方式流片验证,测试结果显示,芯片THD达到0.58%(f=1 kHz、Po=1 W、VDD=5 V),电源抑制比为65 dB。 展开更多

关键词 d类功放 斩波 输入运放 跨导温漂

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D类功放中数字调制器的研究与实现 被引量：2

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作者 王鑫淦 杜选民 +1 位作者 文明 蒋奇君 《声学技术》 CSCD 2014年第1期30-34,共5页

数字脉冲宽度调制(Digital Pulse Width Modulation,DPWM)结构简单、稳定性好,是主动声呐D类功放中常用的调制技术,但是它会产生信号失真和电磁干扰问题。针对主动声呐中D类功放的要求,设计了一种新的1.5bitΣ-Δ调制器。该调制器不仅... 数字脉冲宽度调制(Digital Pulse Width Modulation,DPWM)结构简单、稳定性好,是主动声呐D类功放中常用的调制技术,但是它会产生信号失真和电磁干扰问题。针对主动声呐中D类功放的要求,设计了一种新的1.5bitΣ-Δ调制器。该调制器不仅能够改善DPWM存在的信号失真和电磁干扰问题,而且能够解决常规Σ-Δ调制器存在的高开关频率导致的高开关损耗问题。采用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)对该调制器进行实现,在全桥D类功放上进行了实验验证。通过1.5bitΣ-Δ调制器和DPWM性能对比,表明该1.5bitΣ-Δ调制器适合主动声呐D类功放的应用。 展开更多

关键词 主动声呐d类功放 数字脉冲宽度调制(dPWM) 1 5bitΣ-Δ调制器 电磁干扰(EMI) 开关损耗

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D类音频功放的自动增益控制系统 被引量：1

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作者 许程成 周长胜 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第7期732-735,共4页

设计实现了一种用于D类音频功率放大器中的自动增益控制系统,通过自动调整D类功放的增益,增大了D类音频功放的输入信号范围,避免了削波失真,使得D类音频功放能够在较宽信号输入范围内保持良好的总谐波失真（THD）,且不影响输出功率。该... 设计实现了一种用于D类音频功率放大器中的自动增益控制系统,通过自动调整D类功放的增益,增大了D类音频功放的输入信号范围,避免了削波失真,使得D类音频功放能够在较宽信号输入范围内保持良好的总谐波失真（THD）,且不影响输出功率。该集成了自动增益控制系统的2.5 W单声道D类音频功放已经采用0.5μm CMOS工艺实现。测试表明,在电源电压5 V、功放增益18 dB、负载4Ω的条件下,该D类音频功放能够在0-2.3Vrms的信号输入范围内保持总谐波失真加噪声（THD＋N）〈2%,最大输出功率2.1 W。 展开更多

关键词 d类音频功放 输入信号范围 自动增益控制 总谐波失真

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双模式控制的防失真D类音频功率放大器

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作者 樊卫东 夏晓娟 +2 位作者 方玉明 吉新村 郭宇锋 《南京邮电大学学报（自然科学版）》 北大核心 2014年第5期129-134,共6页

设计了一款具有双模式控制、防失真功能、超低EMI、无需滤波器、5W高效率的单声道D类音频功率放大器.通过检测输出信号的失真来动态调整系统增益可实现独特的防失真功能,可以通过硬件或者软件设置使该放大器工作在防失真模式或者普通模... 设计了一款具有双模式控制、防失真功能、超低EMI、无需滤波器、5W高效率的单声道D类音频功率放大器.通过检测输出信号的失真来动态调整系统增益可实现独特的防失真功能,可以通过硬件或者软件设置使该放大器工作在防失真模式或者普通模式.电路采用CSMC的0.35 um的CMOS工艺实现,在输入信号为O～1.2V的范围内,输出信号能够保持良好的波形形状.可应用于各种便携式电子设备,如手机、平板电脑和便携式电视机等. 展开更多

关键词 d类音频功率放大器 防失真 硬件设置 软件设置 自动调节

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一种降低D类功率放大器开关噪声的设计 被引量：2

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作者 顾爱民 《声学技术》 CSCD 北大核心 2020年第2期257-260,共4页

传统D类功率放大器因特有的开关噪声对水下电子设备的信号接收、通信控制和信号传输等电信号产生很大的干扰,限制了D类功率放大器在水下电子设备中的广泛应用针对这一现象,首先阐明了Σ-Δ调制的D类功率放大器降低开关噪声的原理,然后... 传统D类功率放大器因特有的开关噪声对水下电子设备的信号接收、通信控制和信号传输等电信号产生很大的干扰,限制了D类功率放大器在水下电子设备中的广泛应用针对这一现象,首先阐明了Σ-Δ调制的D类功率放大器降低开关噪声的原理,然后对传统调制方式和Σ-Δ调制方式的D类功率放大器进行原理分析,并在Simulink软件中进行仿真对比。仿真结果表明,传统D类功率放大器在开关频率处的开关噪声能量高,Σ-Δ调制的D类功率放大器的开关噪声能量分散在一定的带宽内,并且开关噪声能量峰值低于传统D类功率放大器。 展开更多

关键词 开关噪声 Σ-Δ调制 d类功率放大器

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一种基于D类功放的逆变电源设计 被引量：2

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作者 张春成 《兵工自动化》 2015年第10期93-96,共4页

针对传统正弦波逆变电源设计中输出电压出现的线性及非线性失真问题,提出一种基于D类功率放大电路的正弦波逆变电源设计方法。分析传统逆变电源的缺点,根据A类、AB类功率放大电路的不足,采用基于IR公司的D类芯片IRS2092S为核心设计电路... 针对传统正弦波逆变电源设计中输出电压出现的线性及非线性失真问题,提出一种基于D类功率放大电路的正弦波逆变电源设计方法。分析传统逆变电源的缺点,根据A类、AB类功率放大电路的不足,采用基于IR公司的D类芯片IRS2092S为核心设计电路,并进行实验验证。结果表明:该方法不但能有效解决传统正弦波逆变电源间歇性感性负载的波形失真难题,而且具有良好的高效性和实用性。 展开更多

关键词 逆变电源 间歇性感性负载 d类功率放大电路 IRS2092S

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用于数字D类音频功放的伪自然采样算法综述 被引量：3

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作者 于泽琦 张珂 +1 位作者 白鸽 王凤琴 《电讯技术》 北大核心 2020年第12期1502-1512,共11页

伪自然采样方法是对数字D类音频功放中均匀采样脉冲宽度调制(Uniform-sampling Pulse Width Modulation,UPWM)失真校正的主流方法。近年来,如何使伪自然采样算法在校正谐波失真的同时降低算法的计算复杂度成为研究重点。首先介绍了伪自... 伪自然采样方法是对数字D类音频功放中均匀采样脉冲宽度调制(Uniform-sampling Pulse Width Modulation,UPWM)失真校正的主流方法。近年来,如何使伪自然采样算法在校正谐波失真的同时降低算法的计算复杂度成为研究重点。首先介绍了伪自然采样方法的谐波失真校正原理,然后从UPWM面临的问题出发分别描述和分析了近年来涌现的各种伪自然采样算法的原理及其存在的问题,最后从谐波失真校正效果和计算复杂度方面比较和综合评价了不同伪自然采样算法,并展望了伪自然采样算法未来需要进一步研究的方向。 展开更多

关键词 数字d类音频功放 伪自然采样 均匀采样脉冲宽度调制 谐波失真

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一种小型化水声信号调制发射系统 被引量：17

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作者 支绍龙 袁兆凯 +2 位作者 李宇 尹力 黄海宁 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1668-1675,共8页

为了满足小型化水下工作平台远距离通信的需求,从发射功率和通信体制两方面出发,提出了一种小型化水声信号调制发射系统的设计方案。设计了发射信号结构,以直接序列扩频通信体制为基础,采用结合移相脉冲宽度调制技术生成发射信号,进行... 为了满足小型化水下工作平台远距离通信的需求,从发射功率和通信体制两方面出发,提出了一种小型化水声信号调制发射系统的设计方案。设计了发射信号结构,以直接序列扩频通信体制为基础,采用结合移相脉冲宽度调制技术生成发射信号,进行了调制算法的仿真。应用体积小、效率高的D类功率放大器,设计了布局合理的系统结构和稳定可靠的硬件电路,优化发射机与换能器之间的匹配滤波网络,实现了小型化系统。系统在海试中完成了浅海、远距离、低误码率通信。系统工作稳定,有一定的工程应用价值。 展开更多

关键词 小型化 远距离 水声通信系统 d类功放

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一种改进的数字PWM发生器非线性误差预校正方法 被引量：3

17

作者 于泽琦 王凤琴 +1 位作者 李祖贺 樊养余 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2017年第2期453-457,共5页

针对数字D类功放中数字脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)发生器本身含有的非线性,提出一种改进的数字PWM发生器非线性误差预校正方法。该方法利用∑-Δ调制器特性对原方法校正因子的计算公式进行改进,使其可在校正数字PWM发生... 针对数字D类功放中数字脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)发生器本身含有的非线性,提出一种改进的数字PWM发生器非线性误差预校正方法。该方法利用∑-Δ调制器特性对原方法校正因子的计算公式进行改进,使其可在校正数字PWM发生器产生的非线性误差的同时,解决了原方法由于对∑-Δ调制器加入的校正因子能量往往过大导致积分器输出饱和甚至振荡从而造成系统性能下降的问题。在所提方法基础上设计了一个数字D类音频功放系统,实验结果表明使用该方法得到的校正因子能量远小于使用原有数字PWM发生器非线性误差预校正方法得到的校正因子能量,且基本消除了数字PWM发生器产生的非线性误差。 展开更多

关键词 数字d类功放 脉冲宽度调制 非线性误差 校正因子

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FNA41560智能功率模块在超声波发生器中的应用

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作者 计时鸣 陈凯 +1 位作者 谭大鹏 张利 《机电工程》 CAS 2017年第12期1369-1375,共7页

针对磨粒流抛光中对超声发生器的功能有特殊要求的问题,专门设计制作了一种超声波发生系统,探讨了超声波发生器的3个主要组成部分即换能器、变幅杆和超声电源,研究了各部分的设计理论和具体参数的选择,指出了利用智能功率模块设计制作... 针对磨粒流抛光中对超声发生器的功能有特殊要求的问题,专门设计制作了一种超声波发生系统,探讨了超声波发生器的3个主要组成部分即换能器、变幅杆和超声电源,研究了各部分的设计理论和具体参数的选择,指出了利用智能功率模块设计制作的超声发生器,有线路简单、体积小、功能全、成本低、性能好的优势,介绍了以FNA41560为主要功率元器件的超声发生器的设计,包括了主电路拓扑结构、保护、控制策略、阻抗匹配、频率跟踪、换能器、变幅杆等方面的内容,该样机在实际加工中获得了很好的效果。研究结果表明:在低频超声波发生器的领域,功率模块结合微处理器控制技术,有其他电子器件无法比拟的优势。 展开更多

关键词 智能功率模块 超声发生器 d类放大器 IGBT

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水声换能器功放与匹配电路的设计与实现 被引量：7

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作者 陈士广 陈华宾 +1 位作者 程恩 袁飞 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1065-1069,共5页

是针对20 k^30 k频段的水声换能器设计D类功率放大器和匹配电路,PWM电路相对线性电路具有效率高、尺寸小等优点,所以D类功放一般选用PWM调制,D类功放由三角波发生器、比较器、功率管以及保护模块组成,实现高效率、低失真的功率放大。D... 是针对20 k^30 k频段的水声换能器设计D类功率放大器和匹配电路,PWM电路相对线性电路具有效率高、尺寸小等优点,所以D类功放一般选用PWM调制,D类功放由三角波发生器、比较器、功率管以及保护模块组成,实现高效率、低失真的功率放大。D类功放的输出一般都要通过一个低通滤波器来滤除高频信号,来还原低频信号。由于水声换能器是容性负载,会产生很大的无功功率,因此需要设计匹配电路,匹配包括调谐和阻抗匹配。匹配电路的加入能大大减少水声换能器的无功功率,进而提高功放的效率,使水声换能器在工作频段内能稳定工作。 展开更多

关键词 换能器 d类功放 匹配电路 谐振

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高效率音频功率放大器的设计 被引量：3

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作者 刘瑞华 徐玲 +2 位作者 邓震宇 林贻翔 戴永珊 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2011年第8期103-107,共5页

以D类放大器的原理为基础,设计了一个高效率音频功率放大器,用于对通频带范围为0.002～20 kHz的音频信号进行功率放大。功率放大部分采用+5 V单电源供电,主要由前置放大模块、三角波产生模块、比较器模块、驱动模块、H桥互补对称输出模... 以D类放大器的原理为基础,设计了一个高效率音频功率放大器,用于对通频带范围为0.002～20 kHz的音频信号进行功率放大。功率放大部分采用+5 V单电源供电,主要由前置放大模块、三角波产生模块、比较器模块、驱动模块、H桥互补对称输出模块构成。整个功放电压放大倍数1～90倍连续可调,效率可达82.0%。在8Ω负载上,最大输出功率为1.24 W,输出波形几乎无失真。系统可测量放大器输出功率并实时显示出来,精度优于4%。此外,还增加了过流保护的功能,负载短路时自动切断功放电源。该音频功率放大器由于其高效率和低耗电的特点在实际中有很好的应用前景。 展开更多

关键词 音频功率放大 d类放大器 高效率 过流保护 实时显示输出功率

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