Uživatel:Krasepav
| Řádka 11: | Řádka 11: | ||
Zesilovače třídy D (nebo také spínané zesilovače) se odlišují od ostatních tříd v tom, že koncové tranzistory nepracují v lineárním režimu, ale čistě v režimu spínacím. Zatímco u konvenční třídy AB je na koncových tranzistorech napětí a zároveň jimi teče proud (P=U*I -> tím se vytváří teplo), je u třídy D na tranzistorech pouze napětí (rozepnuto) nebo pouze proud (sepnuto). Jejich teoretická účinnost je tedy až 100%, v praxi vzhledem k nedokonalosti součástek a limitní rychlosti přepínání lze dosáhnout účinnosti asi 95%. | Zesilovače třídy D (nebo také spínané zesilovače) se odlišují od ostatních tříd v tom, že koncové tranzistory nepracují v lineárním režimu, ale čistě v režimu spínacím. Zatímco u konvenční třídy AB je na koncových tranzistorech napětí a zároveň jimi teče proud (P=U*I -> tím se vytváří teplo), je u třídy D na tranzistorech pouze napětí (rozepnuto) nebo pouze proud (sepnuto). Jejich teoretická účinnost je tedy až 100%, v praxi vzhledem k nedokonalosti součástek a limitní rychlosti přepínání lze dosáhnout účinnosti asi 95%. | ||
| − | |||
[[image:PWM.gif|right|thumb|Princip funkce PWM modulace. Zdroj: maxim-ic.com]] | [[image:PWM.gif|right|thumb|Princip funkce PWM modulace. Zdroj: maxim-ic.com]] | ||
Koncové tranzistory jsou buzeny obdélníkovým signálem, který je po přivedení audiosignálu modulován buď pulzně-šířkovou modulací (PWM) nebo některým z pokročilejších druhů modulace (Sigma-delta I. nebo II. řádu...), někteří výrobci mají patentované vlastní techniky modulace. Často se používá také rozprostření spektra nosného kmitočtu, které napomáhá snížení amplitud EM rušení a v některých případech umožňuje provozovat zesilovač bez výstupního filtru. | Koncové tranzistory jsou buzeny obdélníkovým signálem, který je po přivedení audiosignálu modulován buď pulzně-šířkovou modulací (PWM) nebo některým z pokročilejších druhů modulace (Sigma-delta I. nebo II. řádu...), někteří výrobci mají patentované vlastní techniky modulace. Často se používá také rozprostření spektra nosného kmitočtu, které napomáhá snížení amplitud EM rušení a v některých případech umožňuje provozovat zesilovač bez výstupního filtru. | ||
| − | |||
[[image:zakladni_zapojeni.gif|right|thumb|Základní zapojení D-class zesilovače. Zdroj: maxim-ic.com]] | [[image:zakladni_zapojeni.gif|right|thumb|Základní zapojení D-class zesilovače. Zdroj: maxim-ic.com]] | ||
Verze z 14. 12. 2011, 22:11
Obsah |
Zesilovače třídy D
Semestrální práce
Pavel Krásenský
Princip funkce
Zesilovače třídy D (nebo také spínané zesilovače) se odlišují od ostatních tříd v tom, že koncové tranzistory nepracují v lineárním režimu, ale čistě v režimu spínacím. Zatímco u konvenční třídy AB je na koncových tranzistorech napětí a zároveň jimi teče proud (P=U*I -> tím se vytváří teplo), je u třídy D na tranzistorech pouze napětí (rozepnuto) nebo pouze proud (sepnuto). Jejich teoretická účinnost je tedy až 100%, v praxi vzhledem k nedokonalosti součástek a limitní rychlosti přepínání lze dosáhnout účinnosti asi 95%.
Koncové tranzistory jsou buzeny obdélníkovým signálem, který je po přivedení audiosignálu modulován buď pulzně-šířkovou modulací (PWM) nebo některým z pokročilejších druhů modulace (Sigma-delta I. nebo II. řádu...), někteří výrobci mají patentované vlastní techniky modulace. Často se používá také rozprostření spektra nosného kmitočtu, které napomáhá snížení amplitud EM rušení a v některých případech umožňuje provozovat zesilovač bez výstupního filtru.
Nejčastější použití
- Kapesní zařízení - smartphone, mp3 přehrávače
- PA zesilovače velkých výkonů
Rozdělení
Podle vstupního signálu
- S analogovým vstupem
- S digitálním vstupem (SPDIF, I2S...) - zesilovač zároveň zastává úlohu D/A převodníku
Podle provedení
- Jednočipové - nejmenší rozměry a výkony
- Napůl diskrétní - integrovaný budič a koncový stupeň zvlášť
- Plně disrétní - pro největší výkony
Podle výstupního filtru
- Zesilovače s LC filtrem (klasická koncepce)
- "Filterless" zesilovače - časté u miniaturních zesilovačů v kapesních zařízeních
Podle topologie koncového stupně
- Poloviční můstek
- Plný můstek
Výhody a nevýhody proti zesilovačům třídy AB
- Výrazně vyšší účinnost (v praxi až 95%)
- Menší rozměry - až desítky kW v 1U
- Menší hmotnost (zvláště ve spojení se spínaným napájecím zdrojem)
- Při špatném návrhu mohou vysílat EM rušení
- Zatím nedosahují zvukových kvalit nejlepších AB zesilovačů
Literatura
http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-1071.pdf
Bob Cordell - Designing Audio Power Amplifiers
Petr Štál: Výkonové audio zesilovače ve třídě D
