三角波发生器输出的三角波经电容C5隔直去掉直流信号后输出比较器U3的反相端。电阻R13、电阻R14、电阻R19、电阻R20组成的分压电路为比较器U3提供同相端和反相端的偏置电压。比较器U3把输入的音频信号与三角波比较后输出调制信号(频率为500KHZ的SPmi波，改变三角波发生器元件参数也可以进行SPffM波频率调整)，经过由电阻Rll、开关管Q5、红外发射管1、红外发射管2组成的红外发射模块5将调制信号发送出去。本实用新型采用两个红外发射管来同时发送，可以提高传输距离。
[0054]如图3所示，由电阻R1、红外接收管组成的红外接收模块6接收到发射端发送的调制信号后，经过并串联结合的三级共射放大模块7进行调制信号的还原(是还原调制信号，不是调制信号的解调，因为在无线传输过程中，调制信号会有所损耗)。调节滑动变阻器R15、滑动变阻器R22、滑动变阻器R27即可改变各级放大倍数，直至开关管Q4的集电极、开关管Q8的集电极输出的信号为相位完全反向的两个SPWM波信号。此时开关管Q4的集电极、开关管Q8的集电极输出的SPWM波信号正好作为半桥驱动器IR2110的HIN和LIN的信号输入端(开关管Q4输出信号接驱动器Ul的LIN和驱动器U5的HIN，开关管Q8输出信号接驱动器Ul的HIN和驱动器U5的LIN)，两片IR2110(即驱动器U1、驱动器U5)各驱动一个半桥，驱动器Ul驱动MOS管Ql、M0S管Q3，驱动器U5驱动MOS管Q6、M0S管Q9，两个半桥组成了全桥进行功率变换。全桥的输出信号经过四阶无源滤波器10对利用全桥进行了功率变换后的SPWM波信号进行滤波、解调，还原成最原始的声音信号(与最开始输入的音频信号一致)，最后再驱动扬声器11发出声音。
[0055]本实用新型采用红外通信的方式实现调制信号的远距离传输，调制的SPffM波频率为500KHZ(改变三角波发生器元件参数也可以进行SPffM波频率调整)，音频信号调制与发射电路均采用TI公司高速高性能芯片保证调制信号的精度。红外接收电路利用两个并联的三极管共射级放大提供两路反向的调制信号，采用IR2110作为全桥驱动器，四阶无源滤波器10进行波形解调、还原。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。同时还提高了调制频率，利用高频调制的特性改善了传统D类功放会出现失真的缺陷，提高了效率，降低了成本，且整体电路简单，便于携带。
【主权项】
1.一种远距离无线红外传输的D类功率放大器，其特征在于:包括音频信号调制与发射电路和信号接收与解调电路； 所述音频信号调制与发射电路包括音频插头(I)、音频信号放大器(2)、三角波信号发生器(3)、比较器模块(4)和红外发射模块(5)； 所述音频插头(I)用于接收声音信号输入； 所述音频信号放大器(2)用于对输入的音频信号进行放大，该音频信号放大器(2)与音频插头(I)连接； 所述三角波信号发生器(3)用于产生频率为三角波； 所述比较器模块(4)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(4)分别与音频信号放大器(2)、三角波信号发生器(3)连接； 所述红外发射模块(5)用于将调制信号SPWM波发送出去，该红外发射模块(5)与比较器模块(4)连接； 所述信号接收与解调电路包括红外接收模块(6)、并串联结合的三级共射放大模块(7)、驱动模块(8)、全桥变换模块(9)、四阶无源滤波器(10)和扬声器(11); 所述红外接收模块(6)用于接收红外发射模块(5)所发送的调制信号SPffM波； 所述并串联结合的三级共射放大模块(7)用于将调制信号SPWM波还原，并产生两路信号相位相反的SPffM波，该并串联结合的三级共射放大模块(7)与红外接收模块(6)连接；所述驱动模块(8)用于驱动全桥变换模块(9)，该驱动模块(8)分别与并串联结合的三级共射放大模块(7)、全桥变换模块(9)连接； 所述全桥变换模块(9 )用于SPffM波信号进行功率变换； 所述四阶无源滤波器(10)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(10)与全桥变换模块(9)连接； 所述扬声器(11)用于播放声音信号，该扬声器(11)与四阶无源滤波器(10)连接。2.根据权利要求1所述的远距离无线红外传输的D类功率放大器，其特征在于:所述驱动模块(8)包括第一驱动子模块(8a)和第二驱动子模块(8b)，第一驱动子模块(8a)分别与并串联结合的三级共射放大模块(7)、全桥变换模块(9)连接，第二驱动子模块(Sb)分别与并串联结合的三级共射放大模块(7)、全桥变换模块(9)连接。3.根据权利要求1或2所述的远距离无线红外传输的D类功率放大器，其特征在于:所述音频信号放大器(2 )包括运放U2，该运放U2的型号为OPAl 72。4.根据权利要求1或2所述的远距离无线红外传输的D类功率放大器，其特征在于:所述三角波信号发生器(3)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。5.根据权利要求1或2所述的远距离无线红外传输的D类功率放大器，其特征在于:所述比较器模块(4 )包括比较器U3，该比较器U3的型号为TLV3 20 2。6.根据权利要求1或2所述的远距离无线红外传输的D类功率放大器，其特征在于:所述并串联结合的三级共射放大模块(7)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R15、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(6)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。7.根据权利要求2所述的远距离无线红外传输的D类功率放大器，其特征在于:所述第一驱动子模块(Sa)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(Sb)包括驱动器U5，该驱动器U5的型号为IR2110。8.根据权利要求7所述的远距离无线红外传输的D类功率放大器，其特征在于:所述全桥变换模块(9)包括MOS管QUMOS管Q3、M0S管Q6和MOS管Q9，所述第一驱动子模块(8a)用于驱动MOS管Ql、M0S管Q3，所述第二驱动子模块(8b)用于驱动MOS管Q6和MOS管Q9。
【专利摘要】本实用新型公开了一种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；音频信号调制与发射电路包括音频插头，与音频插头连接的音频信号放大器，与音频信号放大器连接的比较器模块，以及分别与比较器模块连接的红外发射模块、三角波信号发生器；信号接收与解调电路包括红外接收模块，与红外接收模块连接的并串联结合的三级共射放大模块，与并串联结合的三级共射放大模块连接的驱动模块，与驱动模块连接的全桥变换模块，与全桥变换模块连接的四阶无源滤波器，与四阶无源滤波器连接的扬声器。本实用新型实现了不占用通信频段、不产生辐射、不受干扰信号干扰的远距离声音信号传输，且整体电路简单。
【IPC分类】H03F1/02, H03F1/32, H03F3/217
【公开号】CN205336232
【申请号】CN201620085040
【发明人】邓泽霞, 廖鸣宇, 张柏年, 龙杨, 万春梅, 何金龙, 刘李龙, 秦永臻
【申请人】重庆理工大学
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年1月28日