NE555与LM393实现脉宽调制的D类功放

　　D类数字功放的基本原理是正弦脉宽调制（SPWM），要实现D类功放必须具备以下条件：

　　（1）要有一个三角波或锯齿波发生器，通常称为载波;

　　（2）要有一个电压比较器，并将音频信号（通常称为调制波）和三角波信号在比较器中进行比较，这一过程也称为脉。调制;

　　（3）三角波的频率要远远高于正弦波的频率，三角波的幅度要大于正弦波的幅度;

　　（4）要有一个驱动电路和一个合适的功率开关输出电路。

　　一、脉宽调制电路

　　正弦脉宽调制（SPWM）的原理如图1所示。

　

图 1

　　正弦脉宽调制使用一只比较器，调制音频正弦波加至比较器的同相输入端，载波三角波加至比较器反相输入端（两个信号也可以反过来输入）;当满足上述条件（3）时，比较器输出正弦脉宽调制（S户一WM）脉冲。

　　本文比较器选用双电压比较器LM393，LM393的引脚见图2。

　　
图2

　　三角载波选至NE555方波振荡器的振荡电容，有关NE555方波振荡器的设计请参考有关文献。则调制电路主要由时基电路NE555和电压比较器电路LM393组成。下面以实际电路为例加以详细说明。

　　二、由时基电路NE555和电压比较器LM393调制的OCL输出D类功放电路

OCL输出形式的D类功放电路见图3。

　
图3

　　由图3可知，OCL输出的D类功放电路是一种半桥输出电路，它由前述的调制电路、驱动电路旧2304、功率场效应管及滤波电路等组成。

　　1）NE555振荡器

图中NE555接成多谐振荡器，利用其振荡电容上的三角波作为调制电路的载波。由于R1=R2，所以振荡电容CZ上的波形为正三角波，其振荡频率为：

　　f=1.44/（R1+R2）*C

　　当R1=R2=36K、C2=200P时，f=100KHz。实际NE555的最高工作频率可以高达500K日z，但是，由于驱动电路IR2304的最高频率为110KHz，所以选择NE555的振荡频率为100KHz。

　　电路的其它参数：R3一R8=3K，LM393的3脚、5脚都偏置在1/2VCC上，C1=0.01u、C3=0.1u，D1=iN4148，DZ=FR107。

　　正弦调制波经C3加至比较器LM393的同相输入端3脚，其3脚直流偏直电压为1/2VCC=6V，则比较器同相输入端的调制信号为：

　　V+=6V+Uimsinwt三角波由NE555的6脚和2脚输出，加至LM393的反相输入端2脚;其SPWM调制波形见图4。

　　
图4