數字功率放大器(04-100)
—— 數字功率放大器
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前言
現代高保真立體聲系統都采用數字信號音源：諸如激光唱片(CD)、數字錄音帶(DAT)、數字音頻廣播(DAB)等。數字語音和樂音信號通常是脈沖編碼調制的，具有12位，16位或更高的分辨率，取樣頻率分別為32KHz(DAB)；44.1KHz(CD)；48KHz(DAT)。對這些數字信號，傳統的方法是將它送到D/A變換器變換成模擬信號，經低通濾波后再送至模擬功率放大器來驅動系統的揚聲器。
數字信號在存儲、傳輸和處理方面的優點是眾所周知的，數字系統的保真度、可靠性和經濟性大大超過了模擬系統。因此，在信號鏈最后一環，即功率放大級，采用數字技術也是順理成章的。一個顯而易見的數字功放方案可以采用脈寬調制(PWM)技術，其簡化的方框圖如圖1所示。一個低功率音頻信號(該信號可以是模擬的也可以是數字的)，送入脈寬調制器，它產生一個二進制PWM波形，對它進行功率放大，放大后的PWM信號再加到PWM解調器(通常是一個低通濾波器)，最終得到一個功率音頻信號。這類功率放大器也稱為D類放大器。
PWM放大器最重要特性是簡化了功率放大過程。就二進脈沖信號放大而言，功率放大過程簡化為高功率DC電壓源和由低功率PWM信號控制的開關電路，如圖2所示。圖中LC低通濾波器取代了PWM解調器；電阻RL是負載電阻，就是揚聲器。在實際電路中，開關用兩個快速功率MOSFET構成，為了避免在準靜態工作時負載上產生直流偏移，可以采用橋式結構。
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