Een Klasse D-versterker, ook wel een digitale versterker genoemd, gebruikt pulsbreedtemodulatie of PWM-technologie voor het versterken van het toegevoerde analoge muzieksignaal met kleine amplitude.
Waarom een Klasse D-versterker
De belangrijkste voordelen van dit type versterker zijn hoge efficiëntie, lage kosten, met als enige nadeel de associatie van vervorming als deze niet wordt gereinigd met correct berekende filters aan de uitgang.
Normaal gesproken zijn alle versterkers analoog gebaseerd, waarbij de ingangsmuziek of frequentie wordt versterkt in overeenstemming met hetzelfde patroon dat aan de ingang wordt toegevoerd.
Omdat een muziek grotendeels exponentieel stijgende en dalende inhoud kan hebben en ook frequenties die gepaard gaan met allerlei amplitudes, veroorzaken opwarming van de apparaten.
Dit gebeurt omdat BJT's en mosfets overgangsingangen niet 'leuk' vinden, waarbij het signaal niet plotseling stijgt en daalt, eerder geleidelijk over de punten gaat waar de apparaten niet volledig AAN of UIT zijn, dit veroorzaakt veel warmteontwikkeling en stroomverlies
In een klasse D-type versterker wordt de muziekingang vergeleken met hoogfrequente driehoeksgolven en aan de uitgang omgezet in een PWM 'taal'. De PWM-inhoud slaat alle informatie van de muziek op en vertaalt deze op versterkte wijze terug naar de aangesloten luidspreker.
Omdat de PWM's echter bestaan uit niet-exponentiële pulsen waarbij de pulsen de vorm hebben van rechthoekige pilaren die plotseling AAN / UIT schakelen zonder overgangen, kan dit leiden tot aanzienlijke vervormingen aan de uitgang.
Om het bovenstaande probleem op te lossen, wordt over het algemeen een laagdoorlaatfilter ingebouwd waarin de pieken worden afgevlakt om een redelijk goede en duidelijke versterkte replicatie te genereren.
Het voorgestelde ontwerp van een klasse D digitale versterkerschakeling maakt gebruik van de beroemde 555 IC voor de beoogde vergelijkingen.
In plaats van de PWM-methode gebruiken we hier een alternatieve modus genaamd de PPM of pulspositiemodulatie die als een PWM kan worden beschouwd.
Pulse Position Modulation gebruiken
PPM is ook bekend als pulsdichtheidsmodulatie vanwege de specifieke aard van zijn werking.
Hier wordt de modulatie-ingang vergeleken met hoogfrequente driehoeksgolven en wordt de uitgang geoptimaliseerd door de positie of de dichtheid van de gegenereerde / vergeleken pulsuitgang te variëren.
Zoals te zien is in het onderstaande klasse D versterkercircuitontwerp, is de IC 555 geconfigureerd als een standaard astabiele MV-modus, waarbij de weerstanden Ra, Rb en C de frequentie bepalen van de driehoeksgolven die worden gegenereerd op pin6 / 7 van de IC.
De bovenstaande hoogfrequente driehoeksgolven worden vergeleken met de muziekinvoer die wordt toegepast op de besturingsingang pin5 van de IC.
Hier wordt het laagspanningsmuzieksignaal eerst versterkt tot een bepaald optimaal spanningsniveau en vervolgens toegepast op de controle-ingang pin # 5 van de IC555.
Dit resulteert in de besproken PPM-output op pin # 3 van de IC. Dit wordt door T1 versterkt tot een hoge stroomuitgang en wordt naar een luidspreker gevoerd voor de vereiste klasse D-type versterking.
De audio-trafo heeft een aantal interessante functies, het versterkt de output voor de LS en verzacht tot op zekere hoogte ook de harmonischen die normaal gesproken deel uitmaken van alle klasse D-versterkercircuits.
Een filtercondensator (niet-polair) kan worden geprobeerd over de LS om schonere geluidsuitvoer te verkrijgen.
IC 555 Pinout
IC LM386-pin-outs
Een paar: 2 eenvoudige inductieverwarmingscircuits - kookplaten Volgende: 2 eenvoudige ATS-circuits (Automatic Transfer Switch)
