D-luokan audiovahvistimen pääteastetopologioiden vertailu kitaravahvistinsovelluksessa

Abstract

Tässä työssä tutkitaan D-luokan audiovahvistimen pääteastetopologioiden eroja teknisen toiminnan, käytännön toteutuksen ja audiosignaalin laadun näkökulmista. Tutkimuksen perusteella valitaan yksi topologia kitaravahvistinsovellukseen, jossa modulointi on toteutettu Sigma-Delta-modulaattorilla. Pääteastetopologioiden tekninen toiminta selvitetään yksityiskohtaisesti virtojen kulkureittien avulla. Simulaatioilla tutkitaan suoja-ajan ja tulosignaalin variaatioiden vaikutusta lähtösignaalin kokonaisharmoniseen säröön (THD) ja selvitetään signaalin säröytymiseen vaikuttavien tekijöiden syitä D-luokan vahvistimen pääteasteessa.

In this paper the differences between class-D audio amplifier bridge topologies are compared in terms of technical functionality, practical implementation and the quality of audio signal. One of the compared topologies is chosen to a guitar amplifier application according to the research of the paper. The modulation in the application is realized using Sigma-Delta-Modulation. The exact technical functionality of each bridge topology is explained with the use of current paths. Simulations are used to study the effects of dead time and input signal variations to the output total harmonic distortion. Additionally, the sources of distortion in class-D amplifiers’ bridge are determined.