Todos los laboratorios 14

Amplificador de clase D que puede escuchar

Electrónica de potencia

Un comparador transforma audio y portadora triangular en PWM de dos niveles, un medio puente lo conmuta y un filtro Butterworth LCLC con fc=1/(2πLC)f_c=1/(2\pi\sqrt{LC}) recupera el audio. La ganancia en ambas frecuencias se calcula en tiempo real y Escuchar reproduce la señal real, de modo que se oye el silbido si el filtro no elimina la portadora.

Circuito en tiempo real silbido audible de la portadora
Class-D Amplifier You Can Hear11 components and 12 connections.AUDaudioTRIcarrierCMPPWMgswbridgeBRIDGEbridgeLFLVOvoCFCSPKspeakerGNDS0 VRTNreturnGND0 V
Class-D Amplifier You Can Hear

Arrastre una etiqueta de valor para cambiar ese componente. Haga clic en un cable para conectar una sonda.

Sondas
Escuchar (reproduce sonido)

La portadora se ralentiza hasta el rango audible; los amplificadores reales conmutan a cientos de kilohercios.

Traza causal de la señal pausado

Comparar el audio con la portadora El comparador entrega nivel alto cuando el audio supera la portadora triangular; el ciclo de trabajo sigue al audio.

Paso 1 / 4 Comparar el audio con la portadora

Cuaderno: 11 componentes y 12 cables, modelados mediante PWM por muestreo natural + filtro LC de segundo orden

Laboratorio recomendado 17 de 18

Sitúe el corte LC entre la banda de audio y la portadora PWM.

Se basa en: Convertidor reductor en lazo cerrado

Prediga y después compruebe

Duplique la capacitancia CC. ¿Qué ocurre con la portadora residual del altavoz?

Registre su predicción antes de que aparezca la explicación. Es una predicción, no una nota de examen.

Modelo que lo rige
∣H(f)∣=1(1−r2)2+2r2,  r=ffc  ⋅  fc=12πLC|H(f)| = \dfrac{1}{\sqrt{(1 - r^2)^2 + 2r^2}},\; r = \dfrac{f}{f_c} \;\cdot\; f_c = \dfrac{1}{2\pi\sqrt{LC}}
Componentes
  • audio + portadora triangular
  • comparador PWM
  • interruptor de medio puente
  • filtro LCLC + altavoz
Límites del modelo
  • audio 100 Hz100\ \mathrm{Hz}–2 kHz2\ \mathrm{kHz}
  • portadora 44–20 kHz20\ \mathrm{kHz} (ralentizada al rango audible)
  • fc:0.5f_c: 0.5–50 kHz50\ \mathrm{kHz}
Reto de diagnóstico El fallo está oculto. Dedúzcalo primero a partir de los cambios en las salidas.