功放方面论文例文,与国外汽车音响的新技术相关论文下载

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国内市场上,尽管汽车音响节目源有所扩展,从单一的收音、磁带两用机发展到加入单碟或自动换片的多碟CD机,但对小汽车音响功放来说却基本变化不大,仍为与收音机、磁带机和CD机组成的一体化音响.此类一体化音响,无论生产商标出2×35W还是200W+200W,其实仍为早期双声道功放,其每声道真正有效输出功率不会大于20W,普通产品则不会超过2×6W.最近,国内电子报刊纷纷刊出汽车音响升级的报道,表明有车一族对此并不满足,于是很想了解国外最新汽车音响动向.为此,籍此文向有车一族中音响发烧友介绍.目前国外汽车音响现状有以下特点.

DC变换器重出江湖

之所以说DC变换器“重出江湖”,是因为上世纪40年代的电子管收音机时代,为了向汽车收音机中电子管提供高电压供电,曾广泛采用一种“振动子”变流器,这种变流器的原理是利用机械触点组成双向开关,将12V直流电变换为双向方波,然后通过变压器将脉冲波电压升高,再整流、滤波成为高压直流电,其电路基本原理与现有的晶体管直流变换器是相同的,区别是由机械开关换向,其脉冲频率只在1kHz以下,而且频率也较低.这种机械式振动子变换器一直延用到半导体器件相当成熟,即电子管收音机改为晶体管后,才从汽车音响中消失.

由于小汽车音响受到12V供电的制约,无论输出功率还是音场效果都难以进一步提高.在此情况下,从上世纪末,欧洲生产的汽车音响中开始采用DC-DC变换器,将12V蓄电池供电变换为±24～±50V,向汽车音响提供电源.目前,DC-DC变换器与机械变流器相比,已今非昔比,其开关频率可达100kHz以上,效率接近90%.

汽车音响供电电源中采用DC-DC变换器,而不用升压式开关电源,是经过缜密考虑的.现代的晶体管放大器大部分仍为AB类放大,其工作电流随信号的波动成正比地变化,所以功放实际上构成变动范围极大的负载.为了避免功放输出信号产生削顶失真,要求供电电源有足够的能量储备,当信号峰值瞬间能立即提供较大的电流(一般PMOP即为对功放瞬间峰值功率的标称).显然,也包括了电源瞬间输出电流的能力.

开关电源无论采取PWM还是PCM,其能量输出是由脉冲变压器电磁转换形成的,开关管导通时,向脉冲变压器存储磁能,开关管截止时,磁能转换为电能,向负载提供电压.即使负载电流瞬间增大使输出电压下降,稳压控制系统也只能控制开关管在下一个导通周期延长导通时间,待开关管截止后,输出电压上升,以图补偿负载电流增大的影响.但是,音乐的波动是千变万化的,有时大幅度的冲击信号只是瞬间的事,若信号冲击到来时,开关电源不能及时提供大电流,输出电压必然形成随大信号下降的波形,使信号上冲受限,产生波形失真,等冲击信号过后,PWM电路才使输出电压上升,开关电源再降低其输出电压,以使其输出电压稳定.可惜,这一切为时已晚,在此过程中输出信号难免失真,同时也增大了电源纹波脉冲,使放大器的噪声增大.

直流变换器则不同,变换器的开关管始终以设定脉宽工作,只要开关管有足够的开关电流,它能随时提供其额定功率以内的电压.从此点来说,直流变换器和变压器整流电源没有区别,而且直流变换器的内阻更低,对瞬间大电源的适应能力更强.实际上变换器是不用稳压系统的开关电路,任何开关电源除去脉冲调制,取样误差放大部分实质即为直流变换器.

根据上述原理,上世纪末,欧洲开始在轿车音响上配置直流变换器,与汽车功放配套.1980年,德国生产的MonacorHPB150汽车功放,配备了12V与±25V直流变换器,输出最大电流可达10～15A,使功放有效输出功率可达2×40W,或BTL接法,使输出功率为150W.另一名为“Jensen”的汽车功放所配用变换器,则可将12V电压变换为双电源±30V/15A的输出,可以向四声道放大器供电,输出4×60W的有效功率.其中MonacorHPB150为最早的产品,其功放变换器采用分立件组装成自激推挽式变换器,共采用13只三极管,电路较复杂,装调也不方便.此外,由于自激式振荡电路其工作频率随负载电流变化,脉冲干扰抑制也比较困难.

Jensen功放变换器,则采用传统开关电源它激式驱动器驱动四只MOSFET开关管组成并联推挽电路,其功放变换器电路如附图所示.该汽车功放中利用MOSFET管作为开关管,可以提高电源变压器的工作频率,有利于抑制脉冲干扰,同时还可以减小电源变压器体积.变换器的振荡器和控制系统全部集成在IC1(TL494)内部.TL494原设计为它激式开关电源驱动控制器,内部除含有振荡器、脉宽调制器以外,还有基准电压稳压电路、死区时间控制电路和两组比较器组成的误差检测电路.TL494在该电路中构成它激式变换器,只利用了其振荡器和驱动电路,用作驱动开关管的脉冲信号源,因而与常规用法有所不同.在该电路中,TL494第5、6脚外接时间常数电路(C3、R5),振荡器产生80kHz的脉冲信号,经TL494内部双稳态触发器控制,变成两路时序不同的