Me he estado preguntando qué podría limitar el uso del amplificador de clase D a las frecuencias del rango de audio. Cuando observo algunas especificaciones de amplificadores de clase D, parece que muchos de ellos no pueden alcanzar una gran linealidad al final de este rango.
¿Por qué no podemos usarlos por encima de ese límite?
¿Es el método de modulación parte de la respuesta?
Otra consideración que conduce a que los amplificadores de clase D no se utilicen a altas frecuencias es la proporción cada vez mayor del tiempo total consumido por la operación de conmutación (con pérdida) a medida que aumenta la frecuencia.
Hay un límite en la rapidez con la que se puede realizar la conmutación: si se puede realizar en 100 ns, entonces se consume 1/250 parte de un ciclo de 20 kHz en la conmutación; uno todavía tiene una cantidad razonable de graduaciones en el ancho del pulso y, por lo tanto, la posible amplitud de un eventual tono de 20 kHz, por lo que se pueden usar filtros de salida de orden relativamente bajo. A 200 kHz, con la conmutación sola tomando 1/25 parte del ciclo, la resolución de amplitud se reduciría mucho y se requerirían filtros de orden superior para limitar el contenido armónico de la salida.
Tal vez la conmutación podría lograrse en 10 en lugar de 100 ns, pero probablemente no mucho menos que eso, especialmente si se proporciona un tiempo muerto para limitar las pérdidas por conmutación. A una frecuencia más alta, la conmutación debe ocurrir (evidentemente) con mayor frecuencia, y dado que lleva un tiempo mínimo determinado, en algún momento el amplificador deberá conmutar con la frecuencia suficiente para que ya no tenga el beneficio de estar en la parte baja. pérdida, estado puramente encendido o apagado durante el tiempo suficiente para justificar la topología de clase D. A medida que aumentan la frecuencia y la potencia de salida, el beneficio de eficiencia de la clase D sobre la clase AB se vuelve cada vez más marginal.
No soy un experto pero supongo que para funcionar bien necesitan una frecuencia de conmutación (PWM) mucho más alta que el rango máximo de salida final, para simplificar la etapa de filtro de salida.
Si necesitas un factor 50 (por ejemplo) puedes tener rango de audio (20 kHz) con PWM y circuitos de control a 1 MHz. Si desea usarlos para una salida a 200 kHz, necesitará un PWM (y un circuito de control relacionado) que funcione a 10 MHz y eso es mucho más difícil. ¿Cuántos amplificadores operacionales funcionan bien a esa frecuencia? ¿Qué tan difícil es el diseño de circuitos que operan linealmente a 10 MHz? incluso el diseño del circuito desnudo se vuelve mucho más difícil.
Andy alias
RWIN
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