圖5 誤差放大(動態)
圖6 最大不失真功率測試數據
圖5展示了當輸入信號的幅值不變,僅改變其頻率,動態放大誤差效果圖。由圖可知,對于頻帶以外的信號,系統的放大倍數與輸出幅值有明顯降低。對于當信號頻率的升高導致EMI(電磁干擾)增強,可以利用低通濾波器降低干擾。
功率放大器采用5V電源,前置放大器的放大倍數調到最大,適當的調節輸入信號的幅值,改變其頻率,測量其最大不失真輸出功率及效率見圖6。對于頻帶以外的信號,功率放大器的最大不失真功率有明顯的降低。若要提高效率,可以降低載波頻率,但輸出電壓的諧波成分及失真增加;若要使輸出電壓非線性失真減少,則需提高PWM調制信號的頻率。盡管高頻干擾是D類功率放大器現今存在的主要問題,但其高效節能的優點,以越來越多的受到了人們的重視。
從上面的數據可知,功放的效率和最大不失真輸出功率與理論值還有一些差距,其原因有以下幾方面:
1)在功放電路存在靜態損耗。電路在靜態下是具有一定的功耗,測試其5V電源的靜態總電流約為28mA,靜態功耗為:P損耗=5×28=140mW,則這部分的損耗對總的效率影響很大,且對小功率輸出時影響更大。
2)功放輸出電路的損耗,這部分的損耗對效率和最大不失真輸出功率均有影響。H橋的互補激勵脈沖達不到 理想同步,也會產生功率損耗。
3)濾波器的功率損耗,這部分損耗主要是由電感的直流電阻引起的,功率測量電路的誤差。此外,還有測量儀器本身帶來的測量誤差。