Kelas A, B, AB & D Dasar Audio Amplifier (Bagian 5)

Pengukuran Kinerja Audio

Alat pengukuran audio dengan dinding bata AES17 filter, seperti Audio Precision AP2, diperlukan. Namun audio analyzer klasik seperti HP8903B dapat digunakan dengan tepat tahap pre-stage low pass filter diterapkan. Pertimbangan penting di sini adalah bahwa sinyal output dari penguat Kelas D masih mengandung cukup banyak beralih frekuensi pada gelombang pembawa, yang menyebabkan salah membaca, dan analyzer kekebalan mungkin tidak cukup untuk pembawa bocor dari Kelas D penguat.

Gambar 9 menunjukkan contoh penyaring.

Namun, sempit mati-waktu dapat menjadi sangat berisiko dalam produksi massal. Karena sekali baik tinggi dan rendah adalah MOSFET sisi dihidupkan secara bersamaan, bus tegangan DC akan hubung singkat oleh MOSFET. Sebuah jumlah besar menembak-melalui arus mulai mengalir, yang akan menghasilkan perangkat hancur. Perlu diperhatikan bahwa mati-waktu efektif dapat bervariasi dari unit ke unit variasi dari nilai-nilai komponen dan suhu mati. Gambar 10 menunjukkan hubungan antara panjang waktu mati dan jumlah menembak-melalui charge. Hal ini sangat penting bagi rancangan yang dapat diandalkan Kelas D penguat untuk memastikan bahwa mati-waktu selalu positif dan tidak pernah negatif untuk mencegah MOSFET dari memasuki menembak melalui kondisi.

Ditandai lain penyebab degradasi di Kelas D amplifier adalah bus memompa, yang dapat dilihat ketika jembatan setengah topologi powering frekuensi rendah output ke beban. Selalu diingat bahwa gain dari penguat tahap Kelas D berbanding lurus dengan tegangan bus. Oleh karena itu, fluktuasi bus menciptakan distorsi. Karena energi yang mengalir dalam tahap peralihan Kelas D adalah bi-directional, ada periode dimana feed Kelas D penguat energi kembali ke catu daya. Sebagian besar energi yang mengalir kembali ke pasokan dari energi yang tersimpan dalam induktor dalam output LPF. Biasanya, catu daya tidak memiliki cara untuk menyerap energi kembali dari beban. Akibatnya tegangan bus dipompa ke atas, menciptakan fluktuasi tegangan bus.

Bus memompa tidak terjadi di topologi jembatan penuh karena energi menendang kembali ke catu daya dari satu sisi kaki switching akan dikonsumsi di sisi lain kaki switching.

EMI (Electro-Magnetic Interference) di Kelas D desain penguat sulit seperti aplikasi switching lain. Salah satu sumber utama EMI berasal dari kebalikan biaya pemulihan tubuh dari MOSFET dioda yang mengalir dari atas rel ke bawah, mirip dengan menembak-melalui arus. Selama mati-waktu dimasukkan untuk mencegah menembak melalui arus, arus induktor output LPF menyala tubuh dioda. Dalam fase berikutnya ketika sisi lain MOSFET mulai mengaktifkan pada akhir yang mati-waktu, dioda tubuh tetap dalam keadaan melakukan kecuali yang disimpan pembawa minoritas sepenuhnya habis. Pemulihan arus balik ini cenderung memiliki bentuk runcing tajam dan mengarah ke dering yang tidak diinginkan dari induktansi liar di PCB jejak dan paket. Oleh karena itu, PCB layout sangat penting bagi kedua ketidakrataan dari desain dan pengurangan EMI.

Kesimpulan

Sangat efisien Kelas D amplifier sekarang memberikan pertunjukan serupa Kelas AB konvensional penguat jika komponen utama dipilih secara hati-hati dan memperhitungkan tata letak yang halus, namun dampak yang signifikan dari komponen parasitic.

Constant inovasi dalam teknologi semikonduktor meningkatkan penggunaan amplifier Kelas D karena perbaikan dalam efisiensi yang lebih tinggi, meningkatkan daya kepadatan dan performa audio yang lebih baik.