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丁類放大技術應用于廣播的探討論文
摘要:丁類放大技術憑借其高效的放大特性已經在數字音頻放大等領域得到廣泛的應用。本文在傳統丁類放大的基礎上對其進行了改進，并對其在廣播中的應用做探討。
關鍵詞:數字廣播丁類放大濾波單片機
一、引言
傳統的功率放大器主要有甲類、乙類、甲乙類和丙類。由于人們對音頻功率放大器的要求更趨向高效、節(jié)能和小型化,所以，丁類功率放大器越來越受到人們的重視。
丁類功放是數字功放的一種，具有很多優(yōu)點，如體積小、功率大、失真小、信噪比高、與數字音源的無縫結合、能有效降低信號間傳遞干擾、實現高保真等。而現在的廣播系統大多使用的是傳統的功放技術，效率十分低，如果將數字功放的概念引入的廣播中來，將是一種新穎的嘗試。本文就是這一嘗試的結果。
二、實現方案
本系統設計框圖如圖1所示，數字信號產生選用單片機AT89C51。首先由高頻振蕩器產生一個頻率為24MHz的高頻振蕩信號，該信號通過GAL產生可變分頻，由AT89C51控制分頻系數，分頻后的信號經丁類功放作為載波信號。低頻音樂信號是調制信號，低頻信號通過音頻放大后，送到具有較高頻率的載波信號上。攜帶了低頻信號的載波信號經過天線輻射出去。鍵盤的作用是輸入所要得到的載波信號的頻率值并把它送到單片機，單片機根據鍵盤輸入的指令計算出分頻系數并向AT89C51發(fā)命令（分頻系數）使GAL20V8對24MHz信號分頻。經過GAL20V8分頻之后的載波為方波信號，其占空比為50%。低頻音樂信號為數字信號。LCD顯示載波信號的頻率和調制信號的頻率。
主振頻率為24MHz，對此進行分頻所要得到的頻率范圍是535KHz～1605KHz。經過計算知道：24MHz/16＝1500KHz，1500KHz在所需的頻率范圍內。由于單片機產生的是50%占空比的方波信號，故可變分頻要除以2才能得到載波信號頻率，所以，頻率的計算可以這樣表達：24MHz/8/2＝1500KHz，其分頻系數為8，結果計算出分頻系數為8，9，10，～22滿足所需頻率的范圍的要求。由于高頻信號中不僅有基波信號f0，同時還含有f0的3～（2N+1）次的高頻諧波分量。因此，在信號送至天線之前，必須先對諧波信號進行濾波處理。本設計選用由電感L和與可變電容C組成的串聯諧振回路，調整電容C使其能準確地諧振在發(fā)射信號的主頻f0上，可以從輸入信號中選出有用信號同時抑制無用信號。
三、丁類功率放大應用在廣播領域的改進和分析
傳統的丁類放大使用的是單極性單電源，本系統改用的是正，負值可調的恒流雙電源，這樣，在載波信號的控制下就能實現雙極性電源供電的設計，下面將這種設計的思路和實現方法進行介紹。
在經典的丁類放大電路中，使用的是單極性電源，設其周期為T，脈寬為=T/2，幅值為1，則其波形的時間域表達式可表示如下式（1）。
對其進行傅里葉變換可得到
通過上面的分析發(fā)現，其直流分為1/2，n次諧波的振幅有很明顯的下降趨勢。
基于以上的分析，我們對經典的丁類放大電路進行如下改進：在改進電路中雖然仍使用直流電壓源，但在載波的控制下使其變?yōu)殡p單極性矩形波。設其周期為T，脈寬為=T/2，幅值為±1，則其波形的時間域表達式可表示如下式（3）：
其傅里葉級數為：
通過上面的式子，我們可以看到，雙極性矩形波的展開式中只含有奇次諧波分量，其n次諧波的振幅隨著n的增大而逐漸減小，并且不包含直流分量。
正是基于上面的理論分析，才使新穎的設計得以實現，下面將對改進后的實際電路進行分析，電路圖如下圖2。
被GAL分頻的是數字載波信號將被音樂信號調制，本電路的巧妙之處就在于它不是通過傳統意義上的調制電路實現的，在這里稱它為電源調制。當數字音樂信號到達輸入端時將會分正負兩極通過變壓器，使變壓器的兩個管子（上面為NPN，下面為PNP）分別導通，從而實現從經典丁類放大的單極性單電源形式到上文提到的對抑制功耗比較有利的雙極性雙電源的轉變，其轉變是通過數字載波的開關特性來實現的，在最后的方案中，改變了調制比，當音樂信號為“0”時，電源輸出正負12V電壓，當音樂信號為“1”時電源輸出為正負18V電壓，這樣得到調制比為：（18-12）/（18+12）=20%的調制信號，電路的特別之處就在將調制和放大同時進行，使電路最簡單化，也能得到很好的效果。
四、結論
數字射頻功放技術是繼傳統模擬功放技術后出現的新技術，它突出的優(yōu)點是電源利用效率比傳統模擬功放高。但在對經典丁類放大進行一些巧妙的處理后，方案實現了對信號調制和數字高效率放大的功能，并且實現方式簡單，在理論上證明了其可行性，并在實際電路中得到了驗證。
參考文獻：
[1]童詩白,華成英.模擬電子技術基礎[M].北京:高等教育出版社.
[2]DonDapkus.ClassDAudioPowerAmplifiers:AnOverview[J].IEEEJournalofSolid-StateCircuits，2000,35(11):111-113.
[3]張德民,胡慶.信號與系統分析[M].北京：高等教育出版社,2006.
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