CN106817110A - 一种基于硬件死区调整电路的低噪声功率放大器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于硬件死区调整电路的低噪声功率放大器，包括三角波发生电路和三角波比较电路；还包括死区电路调整电路，包括86单片机U1，其中，管脚1A、2B和4B与GND相连；管脚3A与VCC相连；管脚2A通过电容C2与GND相连，并通过二极管D1与管脚1Y相连，且管脚2A与二极管D1的正极相连；还包括与二极管D1并联的电阻R6；管脚4A通过电容C3与GND相连，并通过二极管D2与管脚3Y相连，且管脚4A与二极管D2的正极相连；还包括与二极管D2并联的电阻R7；管脚1B和管脚3B分别与三角波比较电路输出端相连。该电路利用rc的充电，和门电路的电平翻转阈值来实现信号的延迟，从而来实现两路互补方波信号的死区时间调整。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于硬件死区调整电路的低噪声功率放大器，特别是涉及一种适用于分立式D类功率放大器的基于硬件死区调整电路的低噪声功率放大器。
背景技术
死区时间是PWM输出时，为了使H桥或半H桥的上下管不会因为开关速度问题发生同时导通而设置的一个保护时段。通常也指pwm响应时间。由于IGBT（绝缘栅极型功率管）等功率器件都存在一定的结电容，所以会造成器件导通关断的延迟现象。一般在设计电路时已尽量降低该影响，比如尽量提高控制极驱动电压电流，设置结电容释放回路等。为了使igbt工作可靠，避免由于关断延迟效应造成上下桥臂直通，有必要设置死区时间，也就是上下桥臂同时关断时间。死区时间可有效地避免延迟效应所造成的一个桥臂未完全关断，而另一桥臂又处于导通状态，避免直通炸模块。死区时间大，模块工作更加可靠，但会带来输出波形的失真及降低输出效率。
在现有的与多台功率放大器相连的放音设备中，当其中一台功率放大器出现故障，与该功率放大器相连的音箱就不能放出声音，导致该音箱所在的扩音区域不能正常扩音，影响整体的放音效果。
目前常用的D类功率放大器大多采用全差分同相结构，即，包括积分器、比较器，驱动器级，输出级，三角波发生器和反馈网络等。积分器通常采用差分运放与电容配合实现，输入模拟信号与输出脉冲反馈信号同时输入到积分器输入端，积分器输出两个相位相反的岁输入信号而变化的锯齿波信号，这两个信号被加至两个比较器的输入端，与三角波发生器产生的三角波进行比较输入脉冲信号；该脉冲信号经过驱动级增强驱动能力后，被送至输出级进行功率放大输出，输出级输出的信号经过反馈网络反馈至积分器输入端设置增益。
目前功率放大器的线性化技术可以分为四种：功率回退法、反馈法、预失真法和前馈法。功率回退法是最简单的提高功率放大器线性度的方法，但是其实质是牺牲直流功耗来提高线性度，这使得功率放大器的效率大为降低，有效功率仅为1%—5%。反馈法是利用放大器输出的非线性失真信号抵消放大器自身的一部分非线性，缺点是降低了放大器的增益，对消程度不高，且带来了整个功率放大器工作的稳定性问题。预失真法就是功率放大器前增加一个非线性电路用以补偿放大器工作的非线性。预失真技术分为射频预失真和数字基带预失真两种基本类型。缺点是频谱再生分量改善较少，高阶频谱分量抵消较困难。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种抗噪声能力强，失真度低，基于硬件死区调整电路的分立式D类低噪声功率放大器。
本发明采用的技术方案如下：一种基于硬件死区调整电路的低噪声功率放大器，包括三角波发生电路和三角波比较电路；其特征在于：还包括死区电路调整电路，包括86单片机U1，其中，管脚1A、2B和4B与GND相连；管脚3A与VCC相连；管脚2A通过电容C2与GND相连，并通过二极管D1与管脚1Y相连，且管脚2A与二极管D1的正极相连；还包括与二极管D1并联的电阻R6；管脚4A通过电容C3与GND相连，并通过二极管D2与管脚3Y相连，且管脚4A与二极管D2的正极相连；还包括与二极管D2并联的电阻R7；管脚1B和管脚3B分别与三角波比较电路输出端相连。
该电路利用rc的充电，和门电路的电平翻转阈值来实现信号的延迟，从而来实现两路互补方波信号的死区时间调整。
作为优选，所述三角波比较电路包括三角波比较器，负极输入端与三角波发生器输出端相连，正极输入端与功率放大器输入信号端相连。
作为优选，所述三角波比较器正极输入端通过电阻R2与其输出端相连。
在电路中加入迟滞窗口，提高了抗噪声干扰的能力。
作为优选，所述功率放大器输入信号端通过电阻R3与三角波比较器正极输入端相连。
作为优选，所述三角波发生电路包括门限比较模块和线性充放电模块；所述门限比较模块包括比较器门限比较模块；所述比较器的负极输入端输入基准电压，正极输入端和输出端连接线性充放电模块。
三角波线性度的好坏是衡量整个系统好坏的重要部分，因为三角波后面的部分也会引入较大的失真，如果这部分产生的三角波线性度不是足够好，那么会带来很大的失真。
采用了一片运放和一片比较器构成三角波发生电路，我们可以看到OPA365负责线性的充放电，而前面的TLV3501负责门限比较，从而产生线性度极高的三角波。
作为优选，所述线性充放电模块为运算放大器线性充放电模块；所述运算放大器的负极输入端与所述比较器的输出端相连，并通过电阻R1与比较器的正极输入端相连；所述运算放大器的正极输入端与基准电压相连。
作为优选，所述比较器的负极输入端通过电位器RP与运算放大器的输出端相连。
作为优选，所述比较器的负极输入端通过电位器RP与运算放大器的正极输入端相连。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、利用rc的充电，和门电路的电平翻转阈值来实现信号的延迟，从而来实现两路互补方波信号的死区时间调整。
2、在三角波比较电路中加入迟滞窗口，提高了抗噪声干扰的能力；
3、采用了一片运放和一片比较器构成三角波发生电路，从而产生线性度极高的三角波。
附图说明
图1为本发明其中一实施例的输入信号放大电路原理图；
图2为本发明三角波比较电路其中一实施例的原理示意图。
图3为本发明三角波发生电路其中一实施例的原理示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
具体实施例一
如图1所示，一种基于硬件死区调整电路的低噪声功率放大器，包括三角波发生电路和三角波比较电路；还包括死区电路调整电路，包括86单片机U1，其中，管脚1A、2B和4B与GND相连；管脚3A与VCC相连；管脚2A通过电容C2与GND相连，并通过二极管D1与管脚1Y相连，且管脚2A与二极管D1的正极相连；还包括与二极管D1并联的电阻R6；管脚4A通过电容C3与GND相连，并通过二极管D2与管脚3Y相连，且管脚4A与二极管D2的正极相连；还包括与二极管D2并联的电阻R7；管脚1B和管脚3B分别与三角波比较电路输出端相连。
该电路利用rc的充电，和门电路的电平翻转阈值来实现信号的延迟，从而来实现两路互补方波信号的死区时间调整。
具体实施例二
在具体实施例一的基础上，如图2所示，所述三角波比较电路包括三角波比较器，负极输入端与三角波发生器输出端相连，正极输入端与功率放大器输入信号端相连。
具体实施例三
在具体实施例二的基础上，所述三角波比较器正极输入端通过电阻R2与其输出端相连。
在电路中加入迟滞窗口，提高了抗噪声干扰的能力。
在具体实施例四
在具体实施例三的基础上，所述功率放大器输入信号端通过电阻R3与三角波比较器正极输入端相连。
在具体实施例五
在具体实施例一到四之一的基础上，如图3所示，所述三角波发生电路包括门限比较模块和线性充放电模块；所述门限比较模块包括比较器门限比较模块；所述比较器的负极输入端输入基准电压，正极输入端和输出端连接线性充放电模块。
三角波线性度的好坏是衡量整个系统好坏的重要部分，因为三角波后面的部分也会引入较大的失真，如果这部分产生的三角波线性度不是足够好，那么会带来很大的失真。
采用了一片运放和一片比较器构成三角波发生电路，我们可以看到OPA365负责线性的充放电，而前面的TLV3501负责门限比较，从而产生线性度极高的三角波。
在具体实施例六
在具体实施例五的基础上，所述线性充放电模块为运算放大器线性充放电模块；所述运算放大器的负极输入端与所述比较器的输出端相连，并通过电阻R1与比较器的正极输入端相连；所述运算放大器的正极输入端与基准电压相连。
在具体实施例七
在具体实施例六的基础上，所述比较器的负极输入端通过电位器RP与运算放大器的输出端相连。
在具体实施例八
在具体实施例七的基础上，所述比较器的负极输入端通过电位器RP与运算放大器的正极输入端相连。
Claims (8)
1.一种基于硬件死区调整电路的低噪声功率放大器，包括三角波发生电路和三角波比较电路；其特征在于：还包括死区电路调整电路，包括86单片机U1，其中，管脚1A、2B和4B与GND相连；管脚3A与VCC相连；管脚2A通过电容C2与GND相连，并通过二极管D1与管脚1Y相连，且管脚2A与二极管D1的正极相连；还包括与二极管D1并联的电阻R6；管脚4A通过电容C3与GND相连，并通过二极管D2与管脚3Y相连，且管脚4A与二极管D2的正极相连；还包括与二极管D2并联的电阻R7；管脚1B和管脚3B分别与三角波比较电路输出端相连。
2.根据权利要求1所述的低噪声功率放大器，其特征在于：所述三角波比较电路包括三角波比较器，负极输入端与三角波发生器输出端相连，正极输入端与功率放大器输入信号端相连。
3.根据权利要求2所述的低噪声功率放大器，其特征在于：所述三角波比较器正极输入端通过电阻R2与其输出端相连。
4.根据权利要求2或3所述的低噪声功率放大器，其特征在于：所述功率放大器输入信号端通过电阻R3与三角波比较器正极输入端相连。
5.根据权利要求1到3之一所述的低噪声功率放大器，其特征在于：所述三角波发生电路包括门限比较模块和线性充放电模块；所述门限比较模块包括比较器门限比较模块；所述比较器的负极输入端输入基准电压，正极输入端和输出端连接线性充放电模块。
6.根据权利要求5所述的低噪声功率放大器，其特征在于：所述线性充放电模块为运算放大器线性充放电模块；所述运算放大器的负极输入端与所述比较器的输出端相连，并通过电阻R1与比较器的正极输入端相连；所述运算放大器的正极输入端与基准电压相连。
7.根据权利要求6所述的低噪声功率放大器，其特征在于：所述比较器的负极输入端通过电位器RP与运算放大器的输出端相连。
8.根据权利要求7所述的低噪声功率放大器，其特征在于：所述比较器的负极输入端通过电位器RP与运算放大器的正极输入端相连。
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| CN201510845828.1A CN106817110A (zh) | 2015-11-30 | 2015-11-30 | 一种基于硬件死区调整电路的低噪声功率放大器 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108092634A (zh) * | 2018-01-11 | 2018-05-29 | 福建星海通信科技有限公司 | 一种宽频带、大功率水声d类功率放大器 |
| CN113162374A (zh) * | 2021-04-02 | 2021-07-23 | 上海空间电源研究所 | 一种简易的自适应死区时间产生电路 |
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2015
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
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Application publication date: 20170609 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |