数字功放中的低通滤波器.pdf

采用开关放大技术的数字功放工作原理与模拟功放

完全不同其开关功率级输出的高频PWM 信号中包含

有音频信号PWM 频率为几百kHz 比音频信号带宽

20~20kHz 大得多为了从PWM 开关信号中恢复出音频

信号通常采用低通滤波器LPF 低通滤波器频率特

性如图1 所示

图2 与图3 为PWM 滤波前后的时域与频域分析

从图中可以看出PWM 经过低通滤波器后高频分量大大

减小音频信号得到恢复但总会残留部分高频开关成分

2 LC 低通滤波器

LC 低通滤波器用在功率输出组成元件为电感L 与电容C 数字功放功率输出常采用

的LC 低通滤波器可分为二阶一级四阶二级低通滤波器结构如图5 图6 所示

四阶低通滤波器由两个二阶低通滤波器串联组成二阶与四阶LC 低通滤波器性能比较如表

2 所示

2 RC 低通滤波器

2 1 无源RC 低通滤波器

无源RC 低通滤波器的组成元件为电阻R 与电容C 结构如图8 所示为一阶系统由于电阻R 与频率变化无关RC 低通滤波器比LC 低通滤波器在设计与器件选材方面要简单

但不适合于大功率输出仅可作为弱信号处理与微小功率应用与LC 低通滤波器一样RC

低通滤波也可以进行级联组成多阶级系统

对于无源RC 滤波器其滤波效果受前后级阻抗的影响很大与RC 低通滤波器自身

阻抗相比前级的输出阻抗要足够小后级的输入阻抗要足够大才能满足滤波要求为了得

到良好的滤波效果可以采用有源RC 低通滤波器