Diseño de referencia de amplificador clase D
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El diseño del amplificador de audio combina la eficiencia de Clase D con los factores de forma tradicionales de Clase AB, lo que mejora el sonido en la electrónica de consumo y automotriz.
Los amplificadores de audio son fundamentales para mejorar la calidad y el volumen del sonido en diversas aplicaciones, desde electrónica de consumo hasta sistemas automotrices. Desempeñan un papel fundamental a la hora de ofrecer una salida de audio clara y potente que satisfaga las demandas de las experiencias auditivas modernas. El diseño de referencia TIDA-00573 de Texas Instruments (TI) proporciona una solución de amplificador Clase D en un factor de forma similar a un amplificador Clase AB típico, lo que permite una fácil evaluación. Está optimizado para reducir los problemas térmicos comunes en los amplificadores de audio y minimizar el ruido de conmutación típico de los amplificadores de Clase D. Este diseño consta de dos componentes principales: el primero se centra en el módulo amplificador de audio, mientras que el segundo describe los circuitos necesarios para integrarlo en una placa base. Juntas, estas placas permiten realizar pruebas de rendimiento independientes del diseño.
Las aplicaciones destacadas del diseño incluyen medios en color para automóviles o audio de pantalla, unidades principales de rango medio y bajo y módulos amplificadores de audio para vibración de asientos de automóviles. Estas aplicaciones son esenciales para mejorar la experiencia multimedia en los vehículos, proporcionando capacidades mejoradas de audio y visualización tanto para sistemas de entretenimiento como de interfaz para el conductor.
El diseño de referencia presenta una configuración optimizada en tamaño y espacio que es lo suficientemente robusta como para soportar condiciones de deslastre de carga y operaciones de arranque/parada de hasta 5,6 voltios. Además, ha sido probado para detectar interferencias electromagnéticas de acuerdo con los estándares CISPR-25 para garantizar su confiabilidad y rendimiento en entornos exigentes.
El sistema sirve como plataforma de evaluación de forma, ajuste y función y refleja la configuración típica de los amplificadores Clase AB integrados en una unidad principal de amplificador. Para lograr este objetivo, se incorporaron varios elementos de diseño clave. El sistema admite un perfil vertical para el amplificador de audio, lo que permite utilizar la carcasa metálica de una unidad principal existente como disipador de calor. Incluye soporte de voltaje fuera de la batería con filtros de ruido de red que obtienen energía de un circuito de protección de polaridad inversa en la placa base. Además, se integra un filtro de controlador de altavoz en el diseño para evitar que el ruido se acople a la banda de radio AM.
Para facilitar la integración de este módulo en la placa base de una unidad principal, se incluye una placa complementaria. Esta placa presenta componentes clave como condensadores de desacoplamiento y filtros de ruido de entrada analógica, además de explicar consideraciones de diseño que son esenciales para integrar eficazmente el módulo en el diseño general.
En un amplificador Clase D, una señal de audio modula la salida PWM (modulación de ancho de pulso), lo que da como resultado una salida que combina la banda de audio con la frecuencia de conmutación. Para filtrar eficazmente la frecuencia de conmutación PWM, se utiliza un filtro de paso bajo en la salida. El filtro de este diseño tiene una frecuencia de corte que está por debajo de la frecuencia de conmutación para garantizar una reproducción de audio limpia al eliminar el ruido de alta frecuencia.
TI ha probado este diseño de referencia. En la entrega se incluyen una lista de materiales (BOM), diagramas de circuitos, un archivo Gerber, etc. Se pueden encontrar más datos sobre el diseño de referencia en el sitio web de la empresa. Para obtener más información sobre este diseño de referencia, haga clic aquí.
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