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          用于Class D音頻功放中的振蕩器設(shè)計

          作者: 時間:2011-03-23 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          近年來, D類功率放大器憑借其效率高,功耗低等優(yōu)點, 已成為MP3、移動電話等便攜式系統(tǒng)的首選解決方案。而是D類放大器的重要組成部分, 對放大器的音質(zhì)、芯片效率、電磁干擾等指標(biāo)有著重要的影響。為此, 本文了一種應(yīng)D類的電流控制電路。該模塊基于電流模式, 主要實現(xiàn)兩個功能: 一是提供幅度與電源電壓成正比的三角波信號; 二是提供頻率幾乎與電源電壓無關(guān)的方波信號, 該方波信號的占空比為50%。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/179345.htm

            1 電流模式振蕩器原理

            振蕩器的工作原理是通過MOS開關(guān)管來控制電流源對電容的充放電以產(chǎn)生三角波信號。傳統(tǒng)的基于電流模式的振蕩器結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

          電流控制振蕩器的原理結(jié)構(gòu)

          圖1 電流控制振蕩器的原理結(jié)構(gòu)

            圖1中, R1、R2、R3、R4通過對電源電壓的分壓來產(chǎn)生閾值電壓VH、VL和參考電壓Vref。參考電壓再通過放大器OPA與MN1構(gòu)成的LDO結(jié)構(gòu)來產(chǎn)生與電源電壓成正比的參考電流Iref。因此有:


            本系統(tǒng)中的MP1、MP2、MP3可構(gòu)成鏡像電流源, 以產(chǎn)生充電電流IB1。而MP1、MP2、MN2、MN3組成的鏡像電流源則產(chǎn)生放電電流IB2。假設(shè)MP1、MP2、MP3寬長比相等, MN2、MN3的寬長比相等。則有:


            振蕩器工作時, 在充電階段t1時, CLK=1,MP3管以恒定電流IB1對電容充電, 此后A點電壓線性上升, 當(dāng)A點電壓大于VH時, cmp1輸出端電壓翻轉(zhuǎn)為零。邏輯控制模塊主要由RS觸發(fā)器組成, 當(dāng)cmp1輸出為0時, 輸出端CLK翻轉(zhuǎn)為低電平, CLK為高電平。振蕩器進(jìn)入放電階段t2, 此時電容C開始以恒定電流IB2放電, 使A點的電壓下降。當(dāng)電壓下降到小于VL時, cmp2的輸出電壓變?yōu)?。RS觸發(fā)器翻轉(zhuǎn), CLK變?yōu)楦唠娖剑?CLK變?yōu)榈碗娖剑?從而完成一個周期的充放電過程。由于IB1和IB2相等, 所以, 電容的充電和放電時間相等, A點三角波的上升沿斜率與下降沿斜率的絕對值相等, 因此, CLK信號為占空比50%的方波信號。

            該振蕩器的輸出頻率與電源電壓無關(guān), 而三角波的幅度則與電源電壓成正比。


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