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[求助] D类功放的若干问题

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纯净的硅(初级)

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发表于 2019-3-15 16:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
10芯币
【不懂就问】
D类功放属于数字型,其原理是输入信号和三角波或者锯齿波比较,生成调制波,再被功放电路放大,经过低通滤波,最后接给喇叭
有以下几个问题
【1】一块功放板的输入接的是什么?虽然知道是声音信号,但是不知道如何实现输入的,比如在公交车的报站语音,输出的是放大的清晰的声音,那么它的输入是怎么提供的呢?
【2】如下图,典型的单端输出的D类功放,这里看的很明白是采用了推挽拓扑,但是经常可以看到D类是采用功放集成芯片(如TPA系列),这时功放芯片内就已经包含了比较器、推挽电路这些部分了吗?
【3】为什么采用低通滤波,高频信号会损坏负载(喇叭)?
【4】图中的R1和C2是阻抗匹配用吗?
1.jpg



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maychang

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发表于 2019-3-15 16:38 | 显示全部楼层
“一块功放板的输入接的是什么?”

功放板接入的是声音信号,这个信号属于模拟信号。可能是差动输入,也可能是单端输入,这要查板子的说明书。


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maychang

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发表于 2019-3-15 16:40 | 显示全部楼层
“比如在公交车的报站语音,输出的是放大的清晰的声音,那么它的输入是怎么提供的呢?”

公交车报站,是存储在芯片里面的语音数据(数字量),经DA转换,变成模拟信号后输出。


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maychang

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发表于 2019-3-15 16:42 | 显示全部楼层
“但是经常可以看到D类是采用功放集成芯片(如TPA系列),这时功放芯片内就已经包含了比较器、推挽电路这些部分了吗?”

已经把比较器、推挽电路等都做到芯片内部了。这个只要仔细阅读说明书即可。


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maychang

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发表于 2019-3-15 16:42 | 显示全部楼层
“为什么采用低通滤波,高频信号会损坏负载(喇叭)?”

没有的事。这是听谁说的?

点评

因为在图中采用了LC滤波,就是把高频都滤除了,所以才问是不是都是采用低通滤波  详情 回复 发表于 2019-3-15 17:26


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maychang

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发表于 2019-3-15 16:49 | 显示全部楼层
“图中的R1和C2是阻抗匹配用吗?”

R1和C2用来使得负载阻抗变化比较小。扬声器通常是所谓“动圈式”,其构造是个线圈置于磁间隙中。有音频电流通过线圈时,线圈振动带动纸盆发声。因为是线圈,所以具有电感性,其阻抗随频率升高而升高。R1C2特性是阻抗随频率升高而降低,R1C2和扬声器并联作为负载,使得负载阻抗随频率变化比较小。此部分电路往往被称为“茹贝尔电路”。
其实,此电路中已经存在电容C1,故R1C2作用不显著,去掉也关系不大。

点评

茹贝尔电路这时第二次听您说了 这次了解它的作用,是补偿负载随频率的升高而升高 有三个衍生的问题 【1】如果不用茹贝尔这样的补偿电路,就拿扬声器来说,就算负载阻抗随频率在变化,但是它输入信号频率肯定在一  详情 回复 发表于 2019-3-15 17:49


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纯净的硅(初级)

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 楼主| 发表于 2019-3-15 17:26 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2019-3-15 16:42
“为什么采用低通滤波,高频信号会损坏负载(喇叭)?”

没有的事。这是听谁说的?

因为在图中采用了LC滤波,就是把高频都滤除了,所以才问是不是都是采用低通滤波

点评

“因为在图中采用了LC滤波,就是把高频都滤除了” 是采用低通滤波,但低通滤波并不会损坏扬声器。  详情 回复 发表于 2019-3-15 18:03


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纯净的硅(初级)

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 楼主| 发表于 2019-3-15 17:49 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2019-3-15 16:49
“图中的R1和C2是阻抗匹配用吗?”

R1和C2用来使得负载阻抗变化比较小。扬声器通常是所谓“动圈式”,其 ...

茹贝尔电路这时第二次听您说了
这次了解它的作用,是补偿负载随频率的升高而升高
有三个衍生的问题
【1】如果不用茹贝尔这样的补偿电路,就拿扬声器来说,就算负载阻抗随频率在变化,但是它输入信号频率肯定在一定范围内,负载的阻抗在这个对应的范围内波动,是不允许的吗?还是说扬声出来的效果差?

【2】为何不直接用一个电容并联扬声器,这样补偿效果岂不是更好?

【3】如下图,不知道是不是对应的示意图,线圈在磁间隙中,电流信号流过线圈,线圈抖动震动纸盆,线圈是指图中的音圈吗?它不是应该固定的吗,怎么会振动?

2.jpg

点评

“如下图,不知道是不是对应的示意图,线圈在磁间隙中,电流信号流过线圈,线圈抖动震动纸盆,线圈是指图中的音圈吗?它不是应该固定的吗,怎么会振动?” 就是音圈。 音圈是和纸盆(振动膜)胶合在一起的,靠“定  详情 回复 发表于 2019-3-15 18:11
“为何不直接用一个电容并联扬声器,这样补偿效果岂不是更好?” 首帖图中C1就是和扬声器直接并联的。  详情 回复 发表于 2019-3-15 18:06
如果不用茹贝尔这样的补偿电路,就拿扬声器来说,就算负载阻抗随频率在变化,但是它输入信号频率肯定在一定范围内,负载的阻抗在这个对应的范围内波动,是不允许的吗?还是说扬声出来的效果差? 阻抗在一定范围内  详情 回复 发表于 2019-3-15 18:05


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maychang

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发表于 2019-3-15 18:03 | 显示全部楼层
shaorc 发表于 2019-3-15 17:26
因为在图中采用了LC滤波,就是把高频都滤除了,所以才问是不是都是采用低通滤波

“因为在图中采用了LC滤波,就是把高频都滤除了”

是采用低通滤波,但低通滤波并不会损坏扬声器。


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maychang

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发表于 2019-3-15 18:05 | 显示全部楼层
shaorc 发表于 2019-3-15 17:49
茹贝尔电路这时第二次听您说了
这次了解它的作用,是补偿负载随频率的升高而升高
有三个衍生的问题
【 ...

如果不用茹贝尔这样的补偿电路,就拿扬声器来说,就算负载阻抗随频率在变化,但是它输入信号频率肯定在一定范围内,负载的阻抗在这个对应的范围内波动,是不允许的吗?还是说扬声出来的效果差?

阻抗在一定范围内波动,是允许的。
这种茹贝尔电路,作用不大。


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maychang

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发表于 2019-3-15 18:06 | 显示全部楼层
shaorc 发表于 2019-3-15 17:49
茹贝尔电路这时第二次听您说了
这次了解它的作用,是补偿负载随频率的升高而升高
有三个衍生的问题
【 ...

“为何不直接用一个电容并联扬声器,这样补偿效果岂不是更好?”

首帖图中C1就是和扬声器直接并联的。


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maychang

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发表于 2019-3-15 18:11 | 显示全部楼层
shaorc 发表于 2019-3-15 17:49
茹贝尔电路这时第二次听您说了
这次了解它的作用,是补偿负载随频率的升高而升高
有三个衍生的问题
【 ...

“如下图,不知道是不是对应的示意图,线圈在磁间隙中,电流信号流过线圈,线圈抖动震动纸盆,线圈是指图中的音圈吗?它不是应该固定的吗,怎么会振动?”

就是音圈。
音圈是和纸盆(振动膜)胶合在一起的,靠“定心支片”保持与“软铁心柱”和磁铁均不接触的位置。音圈振动(图中是左右方向)带动纸盆振动,发出声音。

点评

原来是这样 还想深入了解2个问题 【1】有的音频功放效果很好(比如有低音炮),有的明显就音质很喳喳,这是因为从功放电路(推挽)输出的(正弦)信号,在传送到喇叭过程中,阻抗匹配是否做好的原因吗?常说的喇叭  详情 回复 发表于 2019-3-17 13:54


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一粒金砂(中级)

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发表于 2019-3-16 21:52 | 显示全部楼层
R1和C2 觉得是多余的。

点评

在功率放大级为近似电流源输出情况下,R1C2是有用的,在D类放大器输出端,R1C2就有些多余。  详情 回复 发表于 2019-3-17 11:23


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maychang

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发表于 2019-3-17 11:23 | 显示全部楼层
xunke 发表于 2019-3-16 21:52
R1和C2 觉得是多余的。

在功率放大级为近似电流源输出情况下,R1C2是有用的,在D类放大器输出端,R1C2就有些多余。


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纯净的硅(初级)

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 楼主| 发表于 2019-3-17 13:54 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2019-3-15 18:11
“如下图,不知道是不是对应的示意图,线圈在磁间隙中,电流信号流过线圈,线圈抖动震动纸盆,线圈是指图 ...

原来是这样
还想深入了解2个问题
【1】有的音频功放效果很好(比如有低音炮),有的明显就音质很喳喳,这是因为从功放电路(推挽)输出的(正弦)信号,在传送到喇叭过程中,阻抗匹配是否做好的原因吗?常说的喇叭负载是8欧姆,如果音质好的话,是不是全部的输出信号都加载在其上了?

【2】在列车上,每节车厢都有报站器,相当于很多个喇叭的串联,加上传输线路加长,功放的输出能量在传输上就有很大损耗,且负载阻抗也变得复杂。如果采用D类功放,让功放电路输出信号经过升压变压器,使得输出信号电压变大,经过传输线路后,再通过降压变压器降低信号电压,从而驱动所有喇叭负载。看到资料说这种叫做定压式或者定阻式D类功放。那这种类型的功放的硬件结构可以看做下图吗?

IMG_20190317_135000_1.jpg

点评

变压器的频率特性相当差,尤其是在频率范围相当宽的情况下。如果最高和最低频率之比为10倍,那么变压器可以相当满意地传输信号,100倍就要考虑采用特殊的绕法并且采用比较大的铁心,1000倍还要求频率特性平直那是几  详情 回复 发表于 2019-3-17 14:42
音质的好坏涉及很多方面,最终的品质也符合“水桶原则”,即失真度最高的部分会拖累整个系统。至于阻抗匹配,这个只是诸多电路品质中的一点,并不构成高保真的充要条件。一个好的功放电路一定是阻抗匹配的,但仅仅做  详情 回复 发表于 2019-3-17 14:38
“在列车上,每节车厢都有报站器,相当于很多个喇叭的串联,加上传输线路加长,功放的输出能量在传输上就有很大损耗,且负载阻抗也变得复杂。如果采用D类功放,让功放电路输出信号经过升压变压器,使得输出信号电压  详情 回复 发表于 2019-3-17 14:36
“有的音频功放效果很好(比如有低音炮),有的明显就音质很喳喳,这是因为从功放电路(推挽)输出的(正弦)信号,在传送到喇叭过程中,阻抗匹配是否做好的原因吗?” 这个问题可是非常复杂,几乎够半本书的内容  详情 回复 发表于 2019-3-17 14:32


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maychang

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发表于 2019-3-17 14:32 | 显示全部楼层
shaorc 发表于 2019-3-17 13:54
原来是这样
还想深入了解2个问题
【1】有的音频功放效果很好(比如有低音炮),有的明显就音质很喳喳, ...

“有的音频功放效果很好(比如有低音炮),有的明显就音质很喳喳,这是因为从功放电路(推挽)输出的(正弦)信号,在传送到喇叭过程中,阻抗匹配是否做好的原因吗?”

这个问题可是非常复杂,几乎够半本书的内容。
一般地说,现代音频放大器的非线性失真和频率失真等等都足够好(早期变压器耦合音频放大器则比较差),“明显音质渣渣”主要发生在扬声器。在现代音频系统中,“音质渣渣”通常与“阻抗匹配”没有多大关系。

点评

哦?等于是我把扬声器和现代音频放大器混为一谈了? 但是感觉就是有很明显的音质差别,比如婴儿的发声玩具,音质就差,只能大体听出发声的内容(比如放了首儿歌),但是好的好的音箱,低音的震撼感很强,这是两个完  详情 回复 发表于 2019-3-18 08:44


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maychang

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发表于 2019-3-17 14:36 | 显示全部楼层
shaorc 发表于 2019-3-17 13:54
原来是这样
还想深入了解2个问题
【1】有的音频功放效果很好(比如有低音炮),有的明显就音质很喳喳, ...

“在列车上,每节车厢都有报站器,相当于很多个喇叭的串联,加上传输线路加长,功放的输出能量在传输上就有很大损耗,且负载阻抗也变得复杂。如果采用D类功放,让功放电路输出信号经过升压变压器,使得输出信号电压变大,经过传输线路后,再通过降压变压器降低信号电压,从而驱动所有喇叭负载。看到资料说这种叫做定压式或者定阻式D类功放。那这种类型的功放的硬件结构可以看做下图吗?”

可以用此图表示。
稍长距离传输功率音频信号(数百米乃至上千米),用变压器升压后传输,是很常见到方法。此方法主要是减少传输中的功率损耗。此方法对声音质量有影响(假定扬声器相同),最主要的影响来源于变压器。


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技术导师勋章

发表于 2019-3-17 14:38 | 显示全部楼层
shaorc 发表于 2019-3-17 13:54
原来是这样
还想深入了解2个问题
【1】有的音频功放效果很好(比如有低音炮),有的明显就音质很喳喳, ...

音质的好坏涉及很多方面,最终的品质也符合“水桶原则”,即失真度最高的部分会拖累整个系统。至于阻抗匹配,这个只是诸多电路品质中的一点,并不构成高保真的充要条件。一个好的功放电路一定是阻抗匹配的,但仅仅做到阻抗匹配,可以跟高保真差了十万八千里。所以,并不存在什么音质好就是全部输出信号加在扬声器上这回事。
好的音质一般来说具有较高的信号还原性,但有时反而需要特殊的失真,因为人耳是非线性的。

点评

谢谢,希望可以推荐点D类功放资料,特别是定压式,以及升里面升降压变压器的设计资料  详情 回复 发表于 2019-3-18 08:45
上传了一些书籍资料,也许有你想要的:http://download.eeworld.com.cn/user/chunyang


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maychang

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发表于 2019-3-17 14:42 | 显示全部楼层
shaorc 发表于 2019-3-17 13:54
原来是这样
还想深入了解2个问题
【1】有的音频功放效果很好(比如有低音炮),有的明显就音质很喳喳, ...

变压器的频率特性相当差,尤其是在频率范围相当宽的情况下。如果最高和最低频率之比为10倍,那么变压器可以相当满意地传输信号,100倍就要考虑采用特殊的绕法并且采用比较大的铁心,1000倍还要求频率特性平直那是几乎做不到的事。通常我们说人耳可闻的频率是20Hz~20kHz,是1000倍,变压器传输这么宽频率范围还要求频率特性平直,还要求非线性失真够小,简直就是办不到。

点评

谢谢 【1】变压器的频率特性相当差,是指频率范围大了,则输出信号的还原程度很差吗?又说到频率特性平直,这句话怎么理解? 【2】这种的定压式D类功放,在不考虑很高的功放音质和噪声的情况下,可以按照我在15  详情 回复 发表于 2019-3-18 08:39


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一粒金砂(中级)

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发表于 2019-3-17 23:34 | 显示全部楼层
谢谢楼主,支持分享


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