使用NE555和LM393实现脉宽调制的D类功放
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简易 电路集锦 ・
使 用 ＮＥ ５ ５ ５和 Ｌ ９ Ｍ３ ３实现脉宽调制 的 Ｄ 类功 பைடு நூலகம்
汪 世 文
出 ， 加 至 Ｌ ９ 的 反 相 输 入 端 ２脚 ； Ｍ３ ３ 其 Ｄ类数 字 功放 的基 本原理 是 正弦 脉 明。 Ｓ Ｗ Ｍ 调 制 波 形 见 图 ４ Ｐ 。 宽调 制 （ Ｐ Ｍ ）要 实 现 Ｄ 类 功 放 必 须 具 ＳＷ ， 由 时 基 电路 Ｎ ５ ５和 电压 比 Ｅ５ 由 于 三 角 波 的 峰 一 峰 值 在 备 以 下 条件 ： 较器 Ｌ ９ Ｍ３ ３调 制 的 ＯＣ Ｌ输 出 Ｄ １３ Ｃ 一 ／Ｖ Ｃ之 间 ｆ Ｖ Ｃ １ Ｖ 时 ， ／Ｖ Ｃ ２３ Ｃ 当 Ｃ ＝２ （ ） 有 一 个 三 角 波 或 锯 齿 波 发 生 １ ．要 类功 放 电路 在 ４ 一 Ｖ 之 间 ）所 以 ， 据 上 述 正 弦 脉 Ｖ ８ ， 根 器 ， 常称为载波 ； 通 ０Ｃ Ｌ输 出 形 式 的 Ｄ 类 功 放 电 路 见 图 宽 调 制 的 条 件 ， 制 正 弦 波 应 该 叠 加 在 直 调 （ ． 有 一 个 电 压 比较 器 ， 将 音 频 ３ ２） 要 并 。 流 （Ｖ ４ ／＝ Ｖ 上 ， 幅 值 也 应 低 于 三 ８ ＋ Ｖ） ６ ２ 其 信 号 （ 常 称 为 调 制 波 ） 三 角 波 信 号 在 通 和 由图 ３可 知 ， Ｌ输 出 的 Ｄ 类功 放 ＯＣ 角波 ： 由波 形 图 可 知 两 种 波 形 有 一 些 相 交 比较器 中进行 比较 ， 这一过程也称 为脉 ＿ 电路是 一种半桥输 出 电路 ， 由前述 的调 它 点 ， 当正 弦 波 的 幅 度 大 于 三 角 波 的 幅 度 调 制 制 电路、 驱动 电路 Ｉ２ ０ 、 Ｒ ３ ４ 功率场 效应 管 时， 比较 器输 出端 １脚 输 出高 电平 ， 反之 （ ） 角 波 的频 率 要远 远 高 于 正 弦 波 及 滤 波 电路 等 组 成 。 ３． 三 的 频 率 ， 角 波 的 幅 度 要 大 于 正 弦 波 的 幅 三 输 出低 电平， 出频 率没变 ， 输 但脉 宽（ 占空 １．Ｅ ５ ） ５ ５振 荡 器 Ｎ 比） 发生 了变 化 ， 而且 是按 输入 正弦规 律 度： 图 中 Ｎ ５ ５接成 多 谐 振 荡 器 ，利 用 Ｅ５ Ｐ （ ． 有一 个 驱 动 电路 和 一 个 合 适 的 其 振 荡 电 容 上 的 三 角 波 作 为 调 制 电 路 的 变 化 ，输 出的 Ｓ Ｗ Ｍ 波 形 既 包含 了输 入 ４） 要 功率开关输 出电路。 信 号的频率信 息 ， 包含 了输入信号 的幅 又 载 波 。 由于 Ｒ ＝ ２ 所 以振 荡 电容 Ｃ １Ｒ， ２上 度 信息 ， 包含 了信 号 的相位信 息 ， 输 还 经 脉 宽调 制 电路 的波形为正三角波 ， 其振荡频率为 ： 出 滤 波 后 还 原 的 就 是 不 失 真 的输 入 音 频 正 弦脉 宽调 制 （ Ｐ Ｍ ） ＳＷ 的原理 如 图 ｆ ／Ｒ１ ２ Ｃ ＝１ ４４ （ ＋Ｒ ） 信 号 。 由波 形 图还 可 知 ， 电 源 电压 １ Ｖ 在 ２ １ 示。 所 当 Ｒ１ ２ ６ ＿Ｒ ＝３ Ｋ 、 ＝ ０ Ｃ２ ２ ０Ｐ 时 ， 时 ， 入 信 号 幅值 可 高 达 ２ 。 输 Ｖ 正弦脉宽调制使用一只 比较器 ， 制 ｆ ｌ Ｏ Ｈ 调 ＝ Ｋ ｚ。实际 Ｎ ５ ５的最 高工作频率 Ｏ Ｅ５ ２） Ｍ３ ３电压 比较 器 ． Ｌ ９ 音 频正弦波加 至比较器 的同相输 入端 ， 载 可以高达 ５ ０ Ｈ ，但 是 ，由于驱动 电路 ０Ｋ ｚ Ｌ ９ Ｍ３ ３内含 ２个 独 立 的 电压 比较 器 ， 波 三角波加至 比较器反 相输入端 （ 两个信 Ｉ２ ０ Ｒ ３ ４的最 高频率 为 １ Ｏ Ｈ ， 以选择 １ Ｋ ｚ所 每个 电压 比较器 类似 于一 个增益 不可 调 号 也可以反过来输入 ） ；当满足上述 条件 Ｎ ５ ５的振 荡 频 率 为 １ Ｏ Ｈ 。 Ｅ５ Ｋ ｚ Ｏ １ 失调 电 （ ３）时 ，比较 器输 出正 弦脉宽调 制 （ Ｐ Ｓ— 电路的其 它参 数 ： ３ Ｒ ＝ ＫＬ ９ 的运算放大器 。其 主要特点 为 ：、 Ｒ 一 ８ ３ ，Ｍ３ ３ 压 小于 ２ ｍＶ：、 电 源 电压 范 围 为 ２ ３ Ｖ ２ —６ Ｗ Ｍ） 冲。 脉 的 ３脚 、 ５脚 都 偏 置 在 １ Ｖ Ｃ上 ， ＝ ． ／ Ｃ ２ Ｃ１ ０ 或 ±１ １ Ｖ３ 对 比 较 信 号 的 内 阻 限 制 较 — ８ ；、 本 文 比 较 器 选 用 双 电 压 比 较 器 ０１Ｕ 、 ３＝ １ｕ ， ＝ｌ １ ８ Ｄ２ Ｒ１ ７。 Ｃ ０． Ｄ１ Ｎ４ ４ ， ＝Ｆ ０ 宽 ： 、 模 范 围 宽 ；、 动 输 入 电 压 范 围 ４共 ５差 Ｌ ９ ， Ｍ３ ３的 引 脚 见 图 ２ Ｍ３ ３ Ｌ ９ 。 正 弦 调 制 波 经 Ｃ 加 至 比 较 器 ３ 大：、 路 输 出 ， 出 电平 可灵 活 选 择 。 ６开 输 三 角 载 波 选 至 Ｎ ５ ５方波 振 荡 器 的 Ｌ ３ ３的 同 相 输 入 端 ３脚 ， ３脚 直 流 偏 Ｅ５ Ｍ ９ 其 由于 Ｌ ９ Ｍ３ ３的输 出 级是 开 路输 出 振荡 电容 ，有 关 Ｎ ５ ５方波振 荡器的设 直 电压 为 １２ Ｃ ＝ Ｖ， Ｅ５ ／Ｖ Ｃ ６ 则比较 器同相输入 的， 所以 ， 比较器 Ａ１输 出 １ 接一个上 拉 脚 计请参考有关文献。则调 制电路主 要由时 端 的调 制信号 为： 电阻 Ｒ 。比较器 Ａ １ ２作为反相器 使用 ， 其 基 电路 ＮＥ ５ ５ ５和 电压 比 较 器 电路 Ｌ ９ Ｍ３ ３ Ｖ＋＝６ Ｖ＋Ｕｉ ｉ ） ｍｓ ｎ ＾ ｃｔ 同相输 入端 ５脚 由 Ｒ 、 ８两 只阻值相 同 ７Ｒ 组成 。下 面 以实际 电路 为例加 以详 细说 三 角 波 由 Ｎ ５ ５ 的 ６脚 和 ２ 脚 输 Ｅ５
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使 用 ＮＥ ５ ５ ５和 Ｌ ９ Ｍ３ ３实现脉宽调制 的 Ｄ 类功 பைடு நூலகம்
汪 世 文
出 ， 加 至 Ｌ ９ 的 反 相 输 入 端 ２脚 ； Ｍ３ ３ 其 Ｄ类数 字 功放 的基 本原理 是 正弦 脉 明。 Ｓ Ｗ Ｍ 调 制 波 形 见 图 ４ Ｐ 。 宽调 制 （ Ｐ Ｍ ）要 实 现 Ｄ 类 功 放 必 须 具 ＳＷ ， 由 时 基 电路 Ｎ ５ ５和 电压 比 Ｅ５ 由 于 三 角 波 的 峰 一 峰 值 在 备 以 下 条件 ： 较器 Ｌ ９ Ｍ３ ３调 制 的 ＯＣ Ｌ输 出 Ｄ １３ Ｃ 一 ／Ｖ Ｃ之 间 ｆ Ｖ Ｃ １ Ｖ 时 ， ／Ｖ Ｃ ２３ Ｃ 当 Ｃ ＝２ （ ） 有 一 个 三 角 波 或 锯 齿 波 发 生 １ ．要 类功 放 电路 在 ４ 一 Ｖ 之 间 ）所 以 ， 据 上 述 正 弦 脉 Ｖ ８ ， 根 器 ， 常称为载波 ； 通 ０Ｃ Ｌ输 出 形 式 的 Ｄ 类 功 放 电 路 见 图 宽 调 制 的 条 件 ， 制 正 弦 波 应 该 叠 加 在 直 调 （ ． 有 一 个 电 压 比较 器 ， 将 音 频 ３ ２） 要 并 。 流 （Ｖ ４ ／＝ Ｖ 上 ， 幅 值 也 应 低 于 三 ８ ＋ Ｖ） ６ ２ 其 信 号 （ 常 称 为 调 制 波 ） 三 角 波 信 号 在 通 和 由图 ３可 知 ， Ｌ输 出 的 Ｄ 类功 放 ＯＣ 角波 ： 由波 形 图 可 知 两 种 波 形 有 一 些 相 交 比较器 中进行 比较 ， 这一过程也称 为脉 ＿ 电路是 一种半桥输 出 电路 ， 由前述 的调 它 点 ， 当正 弦 波 的 幅 度 大 于 三 角 波 的 幅 度 调 制 制 电路、 驱动 电路 Ｉ２ ０ 、 Ｒ ３ ４ 功率场 效应 管 时， 比较 器输 出端 １脚 输 出高 电平 ， 反之 （ ） 角 波 的频 率 要远 远 高 于 正 弦 波 及 滤 波 电路 等 组 成 。 ３． 三 的 频 率 ， 角 波 的 幅 度 要 大 于 正 弦 波 的 幅 三 输 出低 电平， 出频 率没变 ， 输 但脉 宽（ 占空 １．Ｅ ５ ） ５ ５振 荡 器 Ｎ 比） 发生 了变 化 ， 而且 是按 输入 正弦规 律 度： 图 中 Ｎ ５ ５接成 多 谐 振 荡 器 ，利 用 Ｅ５ Ｐ （ ． 有一 个 驱 动 电路 和 一 个 合 适 的 其 振 荡 电 容 上 的 三 角 波 作 为 调 制 电 路 的 变 化 ，输 出的 Ｓ Ｗ Ｍ 波 形 既 包含 了输 入 ４） 要 功率开关输 出电路。 信 号的频率信 息 ， 包含 了输入信号 的幅 又 载 波 。 由于 Ｒ ＝ ２ 所 以振 荡 电容 Ｃ １Ｒ， ２上 度 信息 ， 包含 了信 号 的相位信 息 ， 输 还 经 脉 宽调 制 电路 的波形为正三角波 ， 其振荡频率为 ： 出 滤 波 后 还 原 的 就 是 不 失 真 的输 入 音 频 正 弦脉 宽调 制 （ Ｐ Ｍ ） ＳＷ 的原理 如 图 ｆ ／Ｒ１ ２ Ｃ ＝１ ４４ （ ＋Ｒ ） 信 号 。 由波 形 图还 可 知 ， 电 源 电压 １ Ｖ 在 ２ １ 示。 所 当 Ｒ１ ２ ６ ＿Ｒ ＝３ Ｋ 、 ＝ ０ Ｃ２ ２ ０Ｐ 时 ， 时 ， 入 信 号 幅值 可 高 达 ２ 。 输 Ｖ 正弦脉宽调制使用一只 比较器 ， 制 ｆ ｌ Ｏ Ｈ 调 ＝ Ｋ ｚ。实际 Ｎ ５ ５的最 高工作频率 Ｏ Ｅ５ ２） Ｍ３ ３电压 比较 器 ． Ｌ ９ 音 频正弦波加 至比较器 的同相输 入端 ， 载 可以高达 ５ ０ Ｈ ，但 是 ，由于驱动 电路 ０Ｋ ｚ Ｌ ９ Ｍ３ ３内含 ２个 独 立 的 电压 比较 器 ， 波 三角波加至 比较器反 相输入端 （ 两个信 Ｉ２ ０ Ｒ ３ ４的最 高频率 为 １ Ｏ Ｈ ， 以选择 １ Ｋ ｚ所 每个 电压 比较器 类似 于一 个增益 不可 调 号 也可以反过来输入 ） ；当满足上述 条件 Ｎ ５ ５的振 荡 频 率 为 １ Ｏ Ｈ 。 Ｅ５ Ｋ ｚ Ｏ １ 失调 电 （ ３）时 ，比较 器输 出正 弦脉宽调 制 （ Ｐ Ｓ— 电路的其 它参 数 ： ３ Ｒ ＝ ＫＬ ９ 的运算放大器 。其 主要特点 为 ：、 Ｒ 一 ８ ３ ，Ｍ３ ３ 压 小于 ２ ｍＶ：、 电 源 电压 范 围 为 ２ ３ Ｖ ２ —６ Ｗ Ｍ） 冲。 脉 的 ３脚 、 ５脚 都 偏 置 在 １ Ｖ Ｃ上 ， ＝ ． ／ Ｃ ２ Ｃ１ ０ 或 ±１ １ Ｖ３ 对 比 较 信 号 的 内 阻 限 制 较 — ８ ；、 本 文 比 较 器 选 用 双 电 压 比 较 器 ０１Ｕ 、 ３＝ １ｕ ， ＝ｌ １ ８ Ｄ２ Ｒ１ ７。 Ｃ ０． Ｄ１ Ｎ４ ４ ， ＝Ｆ ０ 宽 ： 、 模 范 围 宽 ；、 动 输 入 电 压 范 围 ４共 ５差 Ｌ ９ ， Ｍ３ ３的 引 脚 见 图 ２ Ｍ３ ３ Ｌ ９ 。 正 弦 调 制 波 经 Ｃ 加 至 比 较 器 ３ 大：、 路 输 出 ， 出 电平 可灵 活 选 择 。 ６开 输 三 角 载 波 选 至 Ｎ ５ ５方波 振 荡 器 的 Ｌ ３ ３的 同 相 输 入 端 ３脚 ， ３脚 直 流 偏 Ｅ５ Ｍ ９ 其 由于 Ｌ ９ Ｍ３ ３的输 出 级是 开 路输 出 振荡 电容 ，有 关 Ｎ ５ ５方波振 荡器的设 直 电压 为 １２ Ｃ ＝ Ｖ， Ｅ５ ／Ｖ Ｃ ６ 则比较 器同相输入 的， 所以 ， 比较器 Ａ１输 出 １ 接一个上 拉 脚 计请参考有关文献。则调 制电路主 要由时 端 的调 制信号 为： 电阻 Ｒ 。比较器 Ａ １ ２作为反相器 使用 ， 其 基 电路 ＮＥ ５ ５ ５和 电压 比 较 器 电路 Ｌ ９ Ｍ３ ３ Ｖ＋＝６ Ｖ＋Ｕｉ ｉ ） ｍｓ ｎ ＾ ｃｔ 同相输 入端 ５脚 由 Ｒ 、 ８两 只阻值相 同 ７Ｒ 组成 。下 面 以实际 电路 为例加 以详 细说 三 角 波 由 Ｎ ５ ５ 的 ６脚 和 ２ 脚 输 Ｅ５
