文档介绍：毕业设计(论文)外文翻译
题目:High efficiency and low distortion switching power amplifier for hearing aids
高效率、低失真开关功率放大助听器
摘要:提出了一种高效、低失真开关功率放大方法。这种仪器称为“低压助听器”。实验结果表明,%总谐波畸变,功率利用率大于90%。,在直流输出偏置电流(RL¼6000)是在19mA ,。
前言
近年来,功放在低电压低能耗的音频设备种变得很重要,尤其对便携式和电子消费产品,包括助听器。在促进便携式蓄电池电子应用的消费,降低电流供应,拥有更长的运行时间。
一个持续问题对功放而言就是功率分配功率效率权衡。在传统的AB放大中,%。另外,开关放大器可以提供高功率利用率,理论效率接近100%。类D放大器是传统的开关放大,是由一脉宽调制(PWW)电路、输出阶段和一个输出过滤器在图1作为描述[1 - 3]。输入信号被比作一次三角参考波形产生调制输出信号。理想的情况是,输出阶段开关不耗散功率的过滤,所以动了的效率很高。然而,精确度是比较差的。最近,提出了开关放大器来搞笑低失真[4 - 6]。在文献[4],类D放大器是基于矩形波增量调制(RWDM)技术。在[5,6],高性能功率放大包含一个好的滞后误差控制(FHC)。不像脉宽调制型类D放大器,这些放大器不需要外部的三角波振荡器。在本文中,我们发展一个低压功率放大器效率和失真反馈,并提高了低压小功率电路。所有构件可能用一个简单的结构。
推荐功率放大器
基本电路
在本文中,我们建立了一个高效、低畸变功率放大器。输出级的开关电源设计提高效率图二显示详细的电路。。输入阶段包括一个伪微分放大器,施密特触发器(同步信道)和一个反馈环。输出阶段包括一个桥缓冲区和外部低通滤波器(带)以外的集成电路芯片。理想的情况是, 外部无损压LC低通滤波器不耗散功率。
微分放大器放大音频输入信号后,信号通过施密特触发电路。施密特触发器剌激的信号。反馈回路采样施密特触发器的输出信号,并返回这个信号。返回的信号是减去输入信号。这反馈减少了失真,是产生一个内部振动的条件。此外,是将输入信号调制振动的条件。最后,输出低通滤波器去除多余的信号谐波,和检索负载的放大输入信号。
分析开关电源放大器
放大器可以被建成使用框图,如图3所示相当于施密特触发器产生的噪声和H(s)是正反馈功能电路,如图4。从图4,我们有
图1 类D放大器框图
图2 详细电路
图3 框图所示对应噪声信号的施密特触发器
图4 H(s)的电路
从图3,我们得到
低频电压增益和拐角频率的微分放大器控制音频和自动化,然后分别有
因此,可以获得输出电压Vo:
伪微分放大器
伪微分放大器由[7]改进,是图6描述的,M4是通过偏置电压偏频形成的。直流电压增益等于伪微分放大器的输出并联电阻乘以互导体gm,或
图5 伪微分放大电路
施密特触发器
低压施密特触发器在图6[7]中显示。在施密特触发电路有三个变频器。回差的中心设计为VDD / 2。仿真结果的滞后特性在图7。图8是施密特触发器的内在的传播延迟。传播延迟为:
图6 施密特触发电路摘要
图7 施密特触发器的滞后特性
图8 施密特触发器内在延迟
开关频率
图9表示同步信道的输出电压V0和伪微分放大器输出电压V01的波形。通过T1,和,然后我们有:
是振动频率的大小。
图9 理想和
因为和很小,所以被忽略。开关频率可以衍生为:
从(19),我们有一个简单的方法来设计振动频率。同时,振荡频率可以很容易地调谐调整电阻(R)和电容(C)。
低通滤波器
我们需要一个低通滤波器的输出端阶段频率4kHz,3分贝。使低通滤波器可以取回原信号。低通滤波器是由集成电路芯片外部连接外部器件实现的。我们用[1 - 3]来描述相同的外部滤波器。图10介绍了全桥输出具有一个广泛的输出,一个平衡滤波器电极2。传递函数为:
Q-factor为:
图10 二阶低通滤波器
3 仿真和实验结果表述
图12的实验结果表明电路输入正弦信号4000Hz与振幅0。6V。充开关频率分析可知开关频率大约是100KHz,然而,进行仿真和实验结果分别为105KHz和75KHz。由于非伪微分放大器的性能开关频率的计算结果,高于实验结果。图13显示输出信号频谱,输入信号为4KHz的正弦波信号。%。
图11 推荐电路照片
表格1:传导参数
图12 Vo和Vo‘实验结果
图13 功率放大器的输出信号频谱
图14 总谐波失真
图15 4KHz