远距离无线红外传输的d类功率放大器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及高效率的D类功率放大器，具体涉及一种远距离无线红外传输的D类功率放大器。
【背景技术】
[0002]人们总是喜欢用听音乐的方式来放松工作中的疲劳，或者欢聚庆祝，或者陶冶情操。如今的市场上有着许许多多，琳狼满目的首响品牌，这些品牌的首响内部的放大器主要是采用甲类、乙类、甲乙互补类、推挽放大等功率放大器，D类功放虽然问世很多年，但是真正产品化应用的相当少。
[0003]对于传统的甲类、乙类、甲乙互补类、推挽放大等功率放大器工作时，直接对模拟信号进行放大，工作期间必须工作于线性放大区，功率耗散较大，虽然有些采用推挽输出，减少了功率器件的承受功率，但在较大的功率情况下，仍然对功率器件构成极大地威胁，功率输出受到限制。
[0004]D类功率放大器工作于开关状态，理论效率可达100%，功率器件的耗散功率小，产生热量少，可以大大地减少散热器的尺寸，连续输出功率很容易达到数百瓦。近几年，国际上加快了对D类音频功率放大器的研究与开发，并取得了一定的进展，各项实用性指标和可靠性指标都有很大改善，并不断在向更大的输出功率，更小的体积，更轻的重量，更多的功能和智能化方向发展。在不久的将来，D类音频功率放大器必然取代传统的模拟音频功率放大器。
[0005]目前主流的D类功放采用信号发生器产生三角波和输入的音频信号利用比较器进行比较输出SPWM波，进行信号的调制，然后通过驱动电路驱动H桥进行逆变，一般三角波频率为200KHZ左右。众所周知三角波频率越高还原后的波形越好，但是普通运放频率高了之后三角波形的形状会出现一定失真、信号会发生抖晃，直接影响到以后复原的信号与原信号不同而产生失真。并且此方案在原始信号与三角波比较时，原始信号非常小一般需要进行放大，放大环节也会引入其他干扰。
[0006]目前也有利用MCU系统来进行音频信号的采样、调制，产生SP丽波。采用嵌入式的MCU可以做到很高精度的采样，但是受M⑶时钟频率的限制，输出SPffM波频率不高，如现在主流的嵌入式STM32F103输出的高精度(占空比调节精度高)SPmi波极限频率也才100KHZ，声音还原效果差。采用时钟频率高的MCU系统，如STM32F407或者更高的FPGA可以做到SP丽波更高频率，但是成本又将大大升高。
[0007]随着科技技术的发展，人们对于功放的要求也不仅仅限于传统的高保真功能，无线传输的蓝牙音响之类的产品日渐流行，蓝牙音响的缺陷是蓝牙要占用通信频段，产生辐射，易受到相同频率的高频信号干扰，成本昂贵。并且内部一般也没有采用高效率的D类功率放大器来作为音响驱动，电源效率极低。
【发明内容】
[0008]本实用新型的目的是提供一种远距离无线红外传输的D类功率放大器，能实现不占用通信频段、不产生辐射、不受干扰信号干扰的远距离声音信号传输，还能改善传统D类功放会出现失真的缺陷，提高效率，降低成本，且整体电路简单。
[0009]本实用新型所述的远距离无线红外传输的D类功率放大器，包括音频信号调制与发射电路和信号接收与解调电路；
[0010]所述音频信号调制与发射电路包括音频插头、音频信号放大器、三角波信号发生器、比较器模块和红外发射模块；
[0011]所述音频插头用于接收声音信号输入；
[0012]所述音频信号放大器用于对输入的音频信号进行放大，该音频信号放大器与音频插头连接；
[0013]所述三角波信号发生器用于产生频率为三角波；
[0014]所述比较器模块用于将输入的音频信号与三角波进行比较后输出调制信号SPWM波，该比较器模块分别与音频信号放大器、三角波信号发生器连接；
[0015]所述红外发射模块用于将调制信号SPffM波发送出去，该红外发射模块与比较器模块连接；
[0016]所述信号接收与解调电路包括红外接收模块、并串联结合的三级共射放大模块、驱动模块、全桥变换模块、四阶无源滤波器和扬声器；
[0017]所述红外接收模块用于接收红外发射模块所发送的调制信号SPffM波；
[0018]所述并串联结合的三级共射放大模块用于将调制信号SPffM波还原，并产生两路信号相位相反的SPffM波，并串联结合的三级共射放大模块与红外接收模块连接；
[0019]所述驱动模块用于驱动全桥变换模块，该驱动模块分别与并串联结合的三级共射放大模块、全桥变换模块连接；
[0020]所述全桥变换模块用于SPffM波信号进行功率变换；
[0021]所述四阶无源滤波器用于将功率变换后的spmi波信号进行滤波、解调，并还原成最原始的声音信号，该四阶无源滤波器与全桥变换模块连接；
[0022]所述扬声器用于播放声音信号，该扬声器与四阶无源滤波器连接。
[0023]进一步，所述驱动模块包括第一驱动子模块和第二驱动子模块，第一驱动子模块分别与并串联结合的三级共射放大模块、全桥变换模块连接，第二驱动子模块分别与并串联结合的三级共射放大模块、全桥变换模块连接。
[0024]进一步，所述音频信号放大器包括运放U2，该运放U2的型号为0PA172。
[0025]进一步，所述三角波信号发生器用于产生频率为500KHZ三角波；其包括运放U6和比较器U4，所述运放U6的型号为0PA172，所述比较器U4的型号为TLV3202。
[0026]进一步，所述比较器模块包括比较器U3，该比较器U3的型号为TLV3202。
[0027]进一步，所述并串联结合的三级共射放大模块包括开关管Q4、开关管Q7、开关管Q8、电阻R24、电阻R3、滑动变阻器Rl 5、滑动变阻器R22和滑动变阻器R27，开关管Q4的发射极分别与开关管Q7的发射极、开关管Q8的发射极连接，开关管Q4的基极与开关管Q7的基极连接，且开关管Q4的基极与开关管Q7的基极的连接点经电阻R3与红外接收模块连接，开关管Q4的集电极依次经滑动变阻器R15、滑动变阻器R22、电阻R24与开关管Q8的基极连接，且滑动变阻器R22与电阻R24的连接点与开关管Q7的集电极连接，滑动变阻器R15与滑动变阻器R22的连接点与经滑动变阻器R27与开关管Q8的集电极连接。
[0028]进一步，所述第一驱动子模块包括驱动器Ul，该驱动器Ul的型号为IR2110;所述第二驱动子模块包括驱动器U5，该驱动器U5的型号为IR2110。
[0029]进一步，所述全桥变换模块包括MOS管Ql、M0S管Q3、M0S管Q6和MOS管Q9，所述第一驱动子模块用于驱动MOS管Ql、M0S管Q3，所述第二驱动子模块用于驱动MOS管Q6和MOS管Q9。
[0030]本实用新型的有益效果:
[0031](I)可代替市面上的蓝牙音响等需要占用通信频段、会产生辐射的无线传输音响设备;可实现远距离传输(20米以下)，并且由于红外通信传输的特殊机制，传输过程中不会受到其他信号的干扰，不会受到屏蔽；
[0032](2)在保证占空比调节精度、不发生信号抖晃的情况下提高了 D类功放的工作频率，频率为500KHZ，提升了信号的还原度，保证了声音的高保真；
[0033](3)整个系统的结构简单，成本低，纯硬件电路完成，不需要MCU;音频信号调制与发射电路只需要一片0PA172和一片TLV3202;
[0034](4)利于便携式，该D类功放为便携式设计，音频信号调制与发射电路、信号接收与解调电路均采取单电源、一个电源供电，音频信号调制与发射电路仅需一节5V左右电池供电，信号接收与解调电路仅需一节12V左右电池供电；
[0035]综上所述，本实用新型能够实现不占用通信频段，不产生辐射，不受干扰信号干扰的远距离声音信号传输，解决了现有蓝牙音箱等依靠无线传输方式的功放存在的占用通信频段、有辐射、易受频率接近的高频信号干扰等缺陷。同时还