数字功放的原理与制作 一、数字功放原理解析 数字功放,顾名思义就是将数字信号进行功率放大
数字信号通常用"0"来代表低电平,"1"代表高电平,从而组成一连串的方波信号
由于数字信号只有高低电平之分,因此,当用功放管对其进行放大时,功放管完全可以工作在开关状态,而不是放大状态,这样就大大减小了管子静态功耗,提高了效率
为了实现数字功放,必须将模拟信号转化为数字信号,在这里通过 M8L 内部自带的十位模数转换器转换即可,然后用 M8L 的OCR1A 和 OCR1B 引脚产生占空可变的脉冲串,即 PWM
PWM 信号是以一个固定频率为基础的,为了产生不同的模拟电平,可以通过改变这个脉冲串的占空比实现
要输出高的模拟电平,就增大占空比,反之减小
这样,通过 PWM 就将模拟信号转换为数字信号
将 PWM 信号通过功放管进行进一步放大,再通过低通滤波器就可以产生模拟电平了
50%的占空比输出电源电平的一半,75%的占空比会产生 75%电源电平
模拟滤波器可以是一个简单的无源的RC 滤波器
滤波器滤除频率比较高的PWM 信号,留下模拟信号
在用作数字功放驱动扬声器时,如果不是为了特殊的需要,为了最大限度地提高输出功率,可以不用低通滤波器滤波,因为扬声器就像个低通滤波器,它对高频的PWM 信号是不会响应的
通常扬声器的响应频率范围为 20Hz~20kHz,远小于 PWM 信号的频率
二、电路工作原理 电路原理图如图 1 所示,电路分为四个部分,包括前置放大、A/D 与PWM 转换、功率放大及滤波等
1.前置放大电路 LM358 组成同向放大电路,音频信号从LM358 同向输人端输入,放大增益由R2 和R1 的阻值大小决定,电压放大倍数:Av=l+R2/R1
R3、R4 和R5 组成分压电路,当没有信号输入时,同向输入端的电压为 2.5V,经过 C4、R2 和R1 组成的交流负反馈电