実験的なクラスDオーディオアンプ

完全に個別のコンポーネントでクラスDオーディオアンプを作成しました, それが最も推奨されていなくても, このプロジェクトのアイデアは、クラスDアンプの動作を理解し、5Vで供給される低電力で正しく動作する小さな実験回路を取り付けるための純粋な教育です

この回路は4つのブロックに分割できます:
1) 線形鋸歯状発生器
2) コンパレータ

3) パワーステージ

4) 出力フィルター
最初の2つのブロックに基づいて、PWM出力を生成します
基本的に少しまとめると’ 全て, 入力電圧に応じてデューティサイクルが可変のPWMジェネレーターにすぎません。 (この場合、オーディオ).
この回路は、優れたmosfetドライバーと適切なパワーアンプと組み合わせると、簡単にパワーを上げることができます。.

図から、使用されているmosfetsがToコンテナにある電源コンポーネントがないことがわかります。 92, 私の意図は、回路を実験して選択肢を説明することです.

提案された回路の中核は線形鋸歯状発生器です, 私は直線的な立ち上がりエッジを作ることを気にすることはできませんでしたが、最終的な出口は歪んでいたでしょう. 上昇ランプを決定するには、コンデンサーの電荷を利用するだけで、それを解決しました. 問題は、コンデンサープレートの両端の電圧が充電電流に依存することです. 基本的に私は蓄積された電子の量を測定します, これまでのところ、現在が不連続な傾向を持っているということではありませんでした, 鎧に蓄積された張力が増加するにつれて、それは減少します. 赤の線形ランプと緑の実際のランプの違いを確認してください. 当然、傾斜は循環電流に比例します.

よく使われるトリックは、小さなミドルストロークだけを考慮することです。, 勾配のパーセント誤差は許容範囲です. ただし、充電電流は一定ではなく、アーマチュアで電圧も検出されないため、このエラーは解決しません。. 一定のランプを得る唯一の方法は、一定の電流を使用することです, 回路で使用したシステムだけ.

私は古典的なパターンから始めて、それから変更を加えました, に抵抗の特定の変更R2, R3およびR4これらの抵抗は、ヒステリシスを備えたコンパレータの下限および上限のスイッチングレベルを決定します. 私の場合、プリアンプの入力電圧は2Vppであると考えたので、正のピークで最大の変調を、負のピークでゼロの変調を行うには、鋸歯がその振幅を持っている必要があります。. コンパレータでゼロから始めることができないので、このように振動する交互信号を追加する2.5Vの平均値を選択しました

2.5V-1V =1,5V

2,5V + 1V =3,5V

5V電源でしきい値を設定すると、R2抵抗は6k8の値になります。, R3 3k3 e R4 15k, 理論的には、この値の計算から最後の抵抗は16Kでしたが、しきい値のエラーはコンマの後の3桁目に見ることができます, エラーは許容できると考えました.

少ないことが行われます!! ここで、コンデンサCを定電流で充電する必要があります。これを行うには、R1の値を連続的に変化させることができなければなりません。, またはそれを定電流発生器と交換してくださいそしてそれはまさに私がしたことです. これを確立した後、私は今、新しい問題に遭遇します, 発電機は充電電流を供給しますが、放電電流は供給しません, 幸いなことに、線形放電は必要ありません, できるだけ早く電圧を下げてから、充電を再開できるようにする必要があります. コンパレータ出力が低くなったときにコンデンサを放電するダイオードですべてを解決します, このダイオードは、出力電圧が高いときに逆バイアスされます. トランジスタに向かうダイオードの存在は、放電中の不要なトリガーを回避します, コンパレータ出力がゼロのときにトランジスタを効果的に分離します.

今私はピン留めする必要があります 6 LM2901のスキームの特徴を備えた鋸歯状の波, この出力はコンパレータに送られます C これはピンを指します 10, ピン 11 コンパレータで必要な場合は、適切に増幅されたオーディオ信号を受信します B これはピンを指します 2, 4 E 5 ゲイン付きのオペレーショナルアンプとして構成 10. C2およびC3のデカップリング容量は、10Hzよりも低い通過帯域を持つのに十分です。. 出口 13 の C と補完 14 の D それらは、パワーステージを形成するモスフェットを駆動するために使用されます, 手元にNMOSがない私は2つのPMOSを選びました, 低電力と低電圧により、端子DとSを反転する限りそれを行うことができます. 2つのモスフェットが結合した時点で、オーディオ信号の変調と同じ傾向を持つPWM出力が得られます。. この信号は、オーディオ信号によって変調された42KHキャリアで構成されています, それを復調し、方形波成分をブロックする増幅された変調信号を出力. 最も簡単な方法は、ローパスLCフィルターを使用することです。.

L成分とC成分の計算は、これらの式に基づいています。

標準標準値に近似 22UH

標準標準値に近似 680nFの

最後に、プリントアウトを作成する方法の例, 謙虚さから、私は自分のバージョンをブレッドボードに表示しません, それは本当に素晴らしい美しさではありません. 但し, コンポーネントの数が少ないため、誰でもそれを再現できます, あなたはそれを聞くことは純粋なハイファイではないことに気付くでしょうが、それは多くのローエンドのMP3プレーヤーより悪くはありません.