Усилитель класса d схема на транзисторах
Войдите , пожалуйста. Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим. Войти Регистрация. Транзисторный усилитель класса А своими руками Звук Из песочницы На Хабре уже были публикации о DIY-ламповых усилителях, которые было очень интересно читать.
Поиск данных по Вашему запросу:
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Содержание:
- Ультралинейный усилитель класса А (расширенная версия)
- Усилитель класса D – Схема на 120 ватт
- Простой усилитель класса Д
- Вы точно человек?
- Новые усилители класса D на основе технологии UсD
- Схема и описание УНЧ на транзисторах в классе AD
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Транзисторный усилитель 50W своими руками.
Ультралинейный усилитель класса А (расширенная версия)
Зачем он нужен, ведь своим КПД такая схема не выдерживает никакой критики? УНЧ класса А имеет очень хороший звук, и как правило не предназначен для того, чтобы играть очень громко, он должен играть очень качественно.
Такие усилители имеют свои неоспоримые преимущества — они дают чистый, неискаженный звук, вот почему мечта многих аудиофилов — иметь усилитель класса А высокого класса. Этот усилитель был создан на основе принципиальной схемы, показанной выше. Вместо 2SK использовался 2SK, потому что различия между ними невелики. Кроме того, мкФ был заменен на конденсатор мкФ. Источник питания потребовал некоторых изменений. Конденсаторы нФ расположены вокруг диодов для фильтрации шума при их переключении.
Конденсаторы 1 мкФ размещены параллельно конденсаторов мкФ для фильтрации.
Все представлено на схеме блока питания. После сборки усилитель сразу заработал и весьма впечатляюще. Однако следует отметить, что в его случае используйте хорошую фильтрацию на источнике питания, чтобы устранить гудение.
Но в остальном это довольно простой проект, с которым может справиться даже не слишком опытный радиолюбитель. В качестве нагрузки транзистора выступают четыре не индуктивных проволочных резистора мощностью по 10 Вт. Да, класс А очень неэффективен в плане расхода мощности. Уходит более 60 Вт, чтобы получить только несколько ватт звука из динамика. Это типичный пример усилителя SE. Резистор действует как источник тока для транзистора.
Ток покоя легко рассчитывается как 0,8 А. Потеря мощности составляет около 20 Вт. Теоретическая максимальная мощность составляет 5 Вт. Транзисторы Т2 и Т3 в совокупности отводят тепло мощностью 52 Вт. А мощность на динамике около 12 Вт на 8 Ом. Самым большим преимуществом источника тока является то, что для переменного напряжения он имеет очень высокое сопротивление.
Снижение расхода топлива в авто. Ремонт зарядного В. Солнечная министанция. Самодельный ламповый. Фонарики Police. Генератор ВЧ и НЧ. Автомобильная электроника Блоки питания Зарядные устройства Паяльники и инструменты Измерительные приборы Самодельные сигнализации Телевизоры и видео Усилители звука.
Компьютерная электроника Самодельные металлоискатели Контроллеры и микросхемы Начинающим радиолюбителям Приёмные устройства Ламповая техника Светодиоды и лампы Электрика своими руками.
Электросхемы для самостоятельной сборки радиоэлектронных приборов и конструкций. Полезная информация для начинающих радиолюбителей и профессионалов. Все права защищены. Вход Почта Мобильная версия.
Усилитель класса D – Схема на 120 ватт
Разработка последних стала возможной благодаря появлению современных мощных полупроводниковых приборов В англоязычной литературе такие усилители называются PWM- усилителями Pulse Width Modulation — модуляция широты импульса , в русскоязычной — усилителями с ШИМ широтно-импульсной модуляцией.
Такие усилители необходимы, в частности, для автомобилей, где при выходной мощности в сотни ватт требуются небольшие габариты и малое потребление тока DT аккумуляторов. Принцип действия таких усилителей состоит в том, что с помощью генератора формируется серия импульсов постоянной частоты, которые модулируются входным сигналом так, чтобы их длительность ширина зависела от мгновенной амплитуды входного сигнала. Этот сигнал усиливается и пропускается через фильтр низких частот, после которого вновь получается входной сигнал, но уже существенно более мощный. Выходной каскад усилителей работает в ключевом режиме Силовые транзисторы в настоящее время, как правило, мощные MOSFET-транзисторы или закрыты, или находятся в проводящем состоянии. В закрытом состоянии мощность на них практически не рассеивается, в проводящем состоянии благодаря исключительно низкому сопротивлению открытых каналов рассеиваемая мощность также мала.
Для начала был собран усилитель на транзисторах в классе АБ по А я чёт в нём D класс не узнаю) Схему бы выложили, тогда было бы интереснее .
Простой усилитель класса Д
Усилитель D класса, на мой взгляд, самое лучшие соотношение мощность и стоимость. Усилитель в этом классе обладает очень высоким КПД, и не требует больших радиаторов как это характерно для классов АВ. Благодаря этому можно собирать на этой технологии усилители сверх мощностей и не беспокоится об отводе тепла и покупки больших тяжелых радиаторов с большим количеством кулеров. В итоге получается маленький компактной усилитель с большой выходной мощностью и небольшой стоимостью. Ниже приведена схема самого усилителя, в принципе схема не требует объяснений, все просто и понятно даже для начинающего радиолюбителя. Если вам много Вт несколькими заменами деталей и усилитель можно сделать от 25 до ВТ, все эти данные приведены в Таблице, по которой можете собрать усилитель на любую мощность. Я собирал, всё отлично работает, сначало были проблемы с дроселем грелся как утюг, но потом проблему решил другим феритом я взял ETD29 намотал 11 витков проводом 0. Работал часа 3 транзистор и дросель были градусов
Вы точно человек?
Отправить комментарий.
Первое направление характерно использованием в выходных каскадах УМЗЧ мощных полевых транзисторов и радиоламп Hi-End , работающих очень часто в режимах класса А. Второе направление характерно для носимой и автомобильной звуковоспроизводящей аппаратуры. Именно в реализации этого направления широко используются усилители класса D, а в высококачественной звуковоспроизводящей стационарной аппаратуре класс D используется чаще всего в усилителях для сабвуфера.
Недостатками такого пути создания сверхлинейных усилителей являются низкий коэффициент полезного действия усилителей класса А и высокий уровень мощности, рассеиваемой оконечными транзисторами, особенно при работе на малых сигналах.
Новые усилители класса D на основе технологии UсD
Мощный усилитель класса «D», так называемый импульсный УМЗЧ, вполне по силам построить самостоятельно. Эффективность его действительно впечатляет — радиатор едва прогревается! Но так как опыта соборки таких УНЧ у радиолюбителей немного, вначале кратко объясним, как они работают.
Ответ может звучать просто: это усилитель работающий в ключевом режиме. Но для того, чтобы полностью понять как они работают, рассмотрим традиционные усилители класса AB, что работают как линейные устройства.
Схема и описание УНЧ на транзисторах в классе AD
Классы электронных усилителей и режимы работы активных усилительных приборов ламп или транзисторов традиционно обозначаются буквами латинского алфавита. Первая буквенная классификация, действующая по сей день режимы А, B и С , сформировалась в е годы и была дополнена режимом, или классом, D в году. Начавшийся в е годы выпуск высокочастотных силовых транзисторов сделал возможным построение экономичных транзисторных усилителей радиочастот классов E и F. Последовательное усовершенствование транзисторных усилителей мощности звуковых частот класса B привело к разработке усилителей классов G и H. Единого реестра классов усиления не существует, поэтому в разных областях электроники или на разных рынках одна и та же буква например, S может обозначать принципиально разные устройства.
Как сделать простой цифровой усилитель класса Д своими руками. Больше никаких особенностей схема не имеет, достаточно её Транзисторы при этом работают не в линейном, а ключевом режиме, что.
Среди любителей лампового ренессанса гибридные однотактные усилители мощности класса «А» становятся всё более популярными, так как они обеспечивают более удачное, чем чисто ламповое, согласование с низкоомной нагрузкой. Такие усилители не охватываются обратными связями ООС , и качество их звучания зависит от каждого элемента схемы. Общая принципиальная схемотехника однотактных гибридных усилителей класса «А» понятна без сложнотехнического объяснения, так как — это есть классическое включение радиолампы и транзистора.
Switch to English регистрация. Телефон или email. Чужой компьютер. Есть желание собрать унч класса А мощностью до 50 ватт.
Схема усилителя.
Русский: English:. Бесплатный архив статей статей в Архиве. Справочник бесплатно. Параметры радиодеталей бесплатно. Даташиты бесплатно. Прошивки бесплатно. Русские инструкции бесплатно.
Как ни странно, но усилители D класса были разработаны ещё в году. Хотя, если упоминание про нанотехнологии относить к году, то нисколько не странно прим. И вообще середина прошлого столетия была богата научными разработками, которыми мы лишь сейчас начинаем использовать, а нового, на мой взгляд, практически ничего не предлагается.
Простая схема импульсного усилителя мощности класса D
Карманный усилитель звука на цифровых КМОП микросхемах.
Если немного поднапрячься и поскрести по сусекам сетевых знаний, то можно ненароком наткнуться на крайне простую схему импульсного усилителя мощности звуковых частот класса «D», выполненного на распространённой серии логических микросхем — CD40** (Рис.
1).Устройство представляет собой усилитель класса D с самоосцилляцией и может возбудить интерес радиолюбителя, решившего ознакомиться с данным классом импульсных усилителей.
Вот, что пишут на сайте https://soundbass.org.ua/, приводя схему данного устройства:
«Это импульсный УНЧ мощностью всего 0,6W. Он представляет собой генератор прямоугольных импульсов частотой около 1 МГц. Скважность
этих импульсов изменяется под действием входного сигнала.
В основе схемы микросхема CD4050 — шесть преобразователей уровня с высокой нагрузочной способностью выходов и двухтактный выходной
каскад на двух полевых транзисторах. Выходная импульсная последовательность интегрируется LC-цепью и инертностью динамической головки.
В результате динамик излучает сигнал звуковой частоты.
Сопротивление полностью открытого канала BS170 равно
7 Ом, а BS250 — 14 Ом.Чтобы компенсировать перекос в выходном сигнале, в схему включён резистор R3, последовательно каналу транзистора VT2. Он уравнивает сопротивления открытых каналов, так чтобы они были одинаковы, то есть, по 14 Ом. Можно использовать другие полевые ключевые разноструктурные транзисторы. Если сопротивления их открытых каналов равны, то R3 не нужен.»
Казалось бы — всё правильно написано, однако транзистор с сопротивлением открытого канала, превышающим сопротивление нагрузки, сводит на нет главное преимущество импульсных усилителей — высокий показатель КПД.
Как выяснилось, автором данной конструкции является инженер журнала Elector — Тон Гисбертс, а перепечатку его статьи можно найти на страницах русскоязычного издания Электронные компоненты №11 2009. Припадём к первоисточнику и описанию автора:
Рис.2 Принципиальная схема усилителя
Схема усилителя не является полностью аналоговой, а основана на широтно-импульсной модуляции сигнала (ШИМ).
Главное преимущество схемы — малый размер и простота. За счёт использования ШИМ звуку придаётся оригинальный металлический оттенок.
Принципиальная схема и печатная плата усилителя показаны на рисунках 1 и 4. Важно упомянуть, что транзисторы Т1 и Т2 не должны переключаться одновременно, поскольку сопротивление канала очень мало. Сопротивление канала n-канального транзистора равно 0,25 Ом, а р-канального — 0,5 Ом.
На выходе усилителя стоит ФНЧ Баттерворта второго порядка, образованный катушкой L1 и конденсатором C5. Он отсекает частоты выше 40 кГц.
Печатная плата усилителя приведена на Рис.3.
Рис.3 Печатная плата усилителя
Комментарий Vpayaem.ru:
На самом деле, частота самоосцилляции в данном устройстве определяется частотными свойствами применяемой микросхемы и может достигать
2МГц и выше.
Изменение номиналов элементов C4 и R3 к существенному изменению частоты не приводят. Поскольку ИМС трудится вблизи
своих частотных пределов, то работа импульсного усилителя сопровождается как достаточно высоким коэффициентом гармоник (около 1% на 1кГц
и 0,5Вт), так и весьма низким параметром КПД. По этой же причине, при снижении сопротивления нагрузки до 4 Ом, может произойти
срыв колебаний.
К тому же коэффициент передачи по напряжению такого усилителя близок к единице, что приводит к необходимости иметь на входе каскад,
обеспечивающий необходимое усиления.
Устраним перечисленные недостатки.
Рис.4 Схема откорректированного импульсного усилителя
Основным изменениям подверглась цепь обратной связи. Теперь она состоит из цепи R2, C2, R3, C4, R6, которая обеспечивает необходимый
фазовый сдвиг выходного сигнала для получения устойчивой самоосцилляции устройства на частоте 500…600 кГц.
Это дало возможность снижения сопротивления нагрузки до 4 Ом и существенного повышения КПД усилителя до стандартных значений 85…90%.
Ко всему прочему, коэффициент усиления входного сигнала повысился с единицы до ~15 раз (по напряжению).
В результате усилитель приобрёл следующие характеристики:
Максимальная мощность при напряжении питания 12 В и 4-омной нагрузке — 3,2 Вт (при Кг
Коэффициент нелинейных искажений при мощности 1 Вт (4 Ом)
Входное сопротивление — 3 кОм.
Выходной дроссель необходимо выбирать исходя из максимального протекающего через него тока ~ Uп/2/Rн.
В данном случае (при напряжениях питания до 15В) такое моточное изделие легко можно приобрести в готовом исполнении на ферритовых
гантельках, либо намотать самостоятельно на кольце из смеси распылённого железа номер — 2 (красный цвет).
На низкочастотных ферритовых кольцах дроссель можно мотать только после пропила в нём необходимого воздушного зазора!
Схема, работа, типы, эффективность и преимущества
Первоначальное изобретение усилителя класса D имело место в 1950 году Алеком Ривзом, но на самом деле устройство было названо классом D в 1955 году.
Первый класс на основе ИС Усилитель D был представлен Tripath в 1996 году, и эта версия была широко распространена в различных областях. Потребность в усилителях класса D, таких как минимальное рассеивание мощности по сравнению с другими топологиями, такими как класс A, класс AB и класс B, позволила использовать класс D в нескольких приложениях. Кроме того, минимальное расстояние между цепями, стоимость и увеличенное время автономной работы заставили нас понять многие из его концепций, таких как определение усилителя класса D , схема, эффективность, принцип работы и преимущества.
Усилитель класса D относится к типу аудиоусилителей, в которых устройства управления питанием, такие как МОП-транзисторы, функционируют как электронные переключатели. Так как эти усилительные устройства работают как идеальные переключающие устройства, при переходе фаз в сценарии с нулевым входом не будут потеряны мощность и время. Эти усилители обладают более высокой энергоэффективностью, чем их предшественники, такие как устройства класса AB, класса B и класса A.
В усилителях класса D. Во включенном состоянии двоичный переключатель пропускает через себя полный ток, не имея напряжения на нем. В то время как в выключенном состоянии он пропускает через себя полное напряжение без тока через него. Это соответствует тому, что переключатели находятся либо в полностью включенном, либо в полностью выключенном состоянии, что свидетельствует о снижении потерь мощности в выходных устройствах. Это приводит к тому, что КПД усилителя класса D составляет почти 90 – 95%.
В случае этого коммутационного устройства Скорость нарастания усилителя класса D известна по частоте среза выходного фильтра, но не определяется внутренними фазами.
Например, идеальная прямоугольная волна проходит через индуктивно-емкостной фильтр. Поскольку LC является фильтром нижних частот, диапазон полосы пропускания в этом фильтре ограничен, а ограничение полосы пропускания прямо пропорционально ограничению нарастания.
Ограничение скорости нарастания схемы регулирует количество максимальной подаваемой мощности, а также искажения и рассчитывается в микросекундах на каждый 1 вольт напряжения.
Для синусоиды формула скорости нарастания равна
Скорость нарастания = (2 * π * частота)/10 6 В/мкс
Таким образом, с помощью приведенной выше формулы можно определить скорость нарастания в микросекундах, которая безошибочно воспроизводит входную частоту без искажений.
Блок-схема
Блок-схема усилителя класса d показана ниже. Усилитель класса D является переключающим усилителем, потому что по сравнению с другими усилителями, такими как классы A, B и AB, усилитель класса D может достигать КПД до 90-95%.
Блок-схема усилителя класса D
Блок-схема усилителя класса D в основном включает четыре различных модуля, таких как компаратор, драйвер MOSFET, LPF или фильтр нижних частот и динамик. Чтобы понять работу этого усилителя, мы должны узнать, как работает этот усилитель и как генерируется сигнал переключения. Для этого объясняется следующая блок-схема.
На приведенной выше схеме аудиоусилителя аудиовход подается на инвертирующую клемму (-) компаратора, а высокочастотный треугольный сигнал подается на неинвертирующую клемму (+).
Как только напряжение входного аудиосигнала превышает напряжение треугольной волны, выходной сигнал компаратора становится высоким. Точно так же, когда сигнал низкий, выход компаратора низкий.
При таком расположении входной аудиосигнал просто модулируется посредством высокочастотного несущего сигнала, после чего он подключается к ИС управления затвором полевого МОП-транзистора, которая по одному разу управляет выводами затвора двух полевых МОП-транзисторов как на стороне низкого, так и на высоком уровне. На выходе мы можем получить мощную высокочастотную прямоугольную волну, которая проходит через каскад фильтра нижних частот (ФНЧ) для получения нашего окончательного аудиосигнала.
Усилитель класса D с использованием Tl494 Другим наиболее часто используемым типом является усилитель класса D с использованием Tl494 IC, который предназначен для широтно-импульсной модуляции и включает N-канальный MOSFET-транзистор в оконечном каскаде усилителя.
Усилитель на Tl494 имеет входное питание в диапазоне от 30 до 100 В постоянного тока асимметричной мощности с напряжением смещения от 8 до 12 В постоянного тока. Этот тип конфигурации может обеспечить мощность почти 500 Вт.
Схема усилителя класса D на микросхеме TL494 показана ниже. Это схема высокоэффективного усилителя мощностью 500 Вт, поэтому этот усилитель можно использовать в качестве автомобильного дополнительного усилителя. В этой схеме используется микросхема TL49.4, который представляет собой микросхему ШИМ. Этот чип обеспечивает высококачественный базовый сигнал, что помогает генерировать высококачественные аудиосигналы.
Усилитель класса D с использованием Tl494
Необходимые компоненты для построения этой схемы: блок питания, Tl494, два МОП-транзистора IRF 540, два конденсатора 1000 мкФ 63 в, конденсатор -1000 мкФ 50 в, два транзистора Bd 139, транзистор Bd 140, три диода 1N4148, конденсатор — 1 мкФ, два конденсатора 10 мкФ, два конденсатора 1n, конденсатор 152 пф , один резистор 1k, два резистора 47k, один резистор 10k, два резистора 470 Ом, один резистор 2R2, резистор 8k2, конденсатор 2n2 и два резистора 56 Ом
Рабочий Приведенная выше схема представляет собой очень простую и высокоэффективную схему усилителя.
Таким образом, выходная мощность, генерируемая этой схемой, составляет 500 Вт. В схеме микросхема ШИМ используется для подачи сигналов на компаратор для обработки аудиосигналов на каскаде o/p.
Типичная схема усилителя класса d в основном включает в себя различные схемы, такие как генератор пилообразного сигнала, компаратор, переключатель и фильтр нижних частот.
- Основной функцией схемы генератора пилообразного сигнала является генерация высокочастотного пилообразного сигнала для дискретизации аудиосигналов i/p.
- Схема компаратора используется для смешивания входных сигналов с пилообразным сигналом.
- Схема переключения обеспечивает усиление по напряжению и току, необходимые для схемы усилителя.
- Наконец, схема LPF отфильтровывает ненужные сигналы от схемы переключения.
Типы усилителей класса D
В общем, существует две топологии усилителей класса D: полумостовая и полномостовая. В этом разделе описывается сравнение двух топологий в более подробном сценарии.
Усилитель класса D с полумостовым усилителем
В полумостовом усилителе требуется внешний LC-фильтр, в котором извлекаются низкочастотные сигналы, а высокочастотные рассеиваются на секции нагрузки. Кроме того, преимущество этой мостовой нагрузки заключается в том, что конденсаторы блокировки постоянного тока не нужны даже при наличии одного источника питания. Но это не сценарий для полумоста, потому что нагрузка колеблется между землей и VDD, таким образом, имея рабочий цикл 50%, так что значение смещения равно VDD/2.
Усилитель класса D с полумостовым соединением
Диапазон мощности полумостового устройства может обеспечивать КПД более 90 % при выходной мощности 14 Вт на каждый канал при нагрузке 8 Ом.
Усилитель класса D с полным мостом
Усилитель класса D с полным мостом разработан с использованием двух полумостовых схем. Эта конфигурация также называется нагрузкой, связанной с мостом, и она функционирует путем перестановки путей проводимости через секцию нагрузки, так что поток двунаправленного тока происходит через нагрузку, не имеющую необходимости ни в блокировочном конденсаторе постоянного тока, ни в источнике питания.
Усилитель класса D с полным мостом
В полномостовом усилителе смещение появляется на обоих концах секции нагрузки, так что поток постоянного тока равен «0». Поскольку выходной сигнал полного моста в два раза больше, чем у полумоста, выходная мощность увеличивается в 4 раза.
В конструкции полномостового усилителя класса D требуется в два раза больше полевых МОП-транзисторов, чем в полумостовой схеме, где эта особенность в нескольких сценариях считается недостатком. Но включение большего количества переключателей обычно соответствует этим высоким коммутационным потерям и проводимости. Диапазон мощности для мостовых устройств составляет от 80% до 88% при нагрузке 8 Ом.
Характеристики
В этом разделе описаны характеристики усилителя класса D .
- Диапазон напряжения питания составляет от 3,5 до 5 вольт.
- Потребляемый ток 3,2 мА.
- Значение входного сопротивления 5,6 кОм.
- Коэффициент усиления составляет почти 20 дБ.
- Ток в режиме ожидания в режиме Enable-Low составляет 0,82 мА.
- Выходная мощность при работе с напряжением питания 5 В и нагрузкой 4 Ом составляет максимум 3 Вт.
Преимущества и недостатки
Преимущества усилителя класса D :
- Повышенный КПД.
- Минимальное тепловыделение.
- Высокая производительность.
- Меньший вес.
- Скорость преобразования батареи остается постоянной независимо от емкости нагрузки.
- Он обеспечивает чистый звук, а звуковой образ очень точен.
- В основном используется для массового производства. Усилители
- класса D обладают уникальными функциями дистанционного управления, группового управления и мониторинга.
- По сравнению с линейными усилителями этот импульсный усилитель имеет высокий диапазон энергоэффективности.
Недостатки усилителя класса D :
- Он не имеет специального переключателя и из-за этого уровень качества всего устройства падает, когда установленный транзистор и любые другие компоненты не синхронизируются должным образом.
- Выход этого усилителя имеет мертвую зону.
- Потенциал, расположенный так близко к земле силового транзистора, будет колебаться во время первоначального подключения и последних процедур отключения усилителя класса D, создавая шум в устройстве.
Перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше об усилителе с низким уровнем шума.
Перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше об усилителях постоянного тока MCQ, инструментальных усилителях MCQ, усилителях класса D MCQ
Итак, это все об усилителях класса D — работе с приложениями. Здесь статья посвящена работе усилителя класса D, типам, схемам, характеристикам, преимуществам и недостаткам. Кроме того, как влияют электромагнитные помехи при разработке усилителя класса D?
Схема простого усилителя класса D
