Un amplificatore di classe D è fondamentalmente una categoria di amplificatori in cui i dispositivi di potenza (mosfet e BJT) funzionano come interruttori.
I dispositivi di uscita associati in tali circuiti amplificatori si accendono completamente o si spengono completamente, ma non commutano mai tra altri livelli indefiniti garantendo la minima dissipazione del calore e la massima efficienza dai dispositivi.
Il funzionamento di questi circuiti amplificatori può essere inteso come segue:
Come funziona
Entra in gioco un comparatore basato su opamp i cui ingressi sono alimentati con due segnali, uno è il segnale musicale che deve essere amplificato mentre l'altro è un segnale di onda triangolare ad alta frequenza campione.
L'amplificatore operazionale è costretto a confrontare e valutare il segnale musicale con le onde triangolari del campione e produrre un'uscita che può essere considerata esattamente proporzionata e in tandem al segnale musicale originale, ma in una forma PWM o modulata a larghezza di impulso.
Questo PWM equivalente alla musica è ulteriormente amplificato dagli stadi di potenza mosfet o BJT adiacenti per riprodurre una musica cristallina che può essere una replica esatta della musica alimentata e ottenuta senza molto riscaldamento dei mosfet.
Ciò consente di consumare amplificatori relativamente inferiori rispetto alla forma convenzionale di amplificatori provenienti da altre categorie come la classe A / B / C ecc.
Uno di questi circuiti integrati progettato per eseguire un tipo di amplificazione di classe D è l'IC BD5460 che non richiede nemmeno un filtro LC choke esterno per le operazioni. Di solito un filtro induttore diventa essenziale con la maggior parte delle topologie di amplificatori di classe D per ridurre al minimo le armoniche accompagnate e disturbi simili.
Specifiche tecniche
Il chip diventa idealmente adatto per mini dispositivi audio portatili come telefoni cellulari, iPod, iPad, radio FM ecc.
L'IC è specificato con una potenza di uscita di circa 2 watt a 3,7 V. L'intervallo della potenza in ingresso potrebbe essere compreso tra 2,5 V e 6,5 V CC.
L'IC gode anche di altre funzionalità integrate come una funzione di standby, protezione da cortocircuito, spegnimento termico e funzione di blocco sotto tensione.
Un paio di circuiti amplificatori di classe D che utilizzano l'IC BD5460 possono essere visti negli schemi seguenti. Il design del lato sinistro è un amplificatore basato su ingresso differenziale, mentre il lato destro rappresenta una topologia single ended. Tutti i condensatori da 0.1uF sono configurati come filtri di disaccoppiamento degli ingressi.
Schema elettrico
Maggiori informazioni sull'IC BD BD5460 possono essere acquisite dal seguente datasheet dell'IC.
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