Σχεδιασμός και Κατασκευή Ενισχυτού Ήχου Κλάσεως D

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκε, σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε ένας ενισχυτής ήχου κλάσεως D. Kατά τη μελέτη του ενισχυτού ερευνήθηκαν οι βασικοί τρόποι διαμορφώσεως του σήματος που είναι η Διαμόρφωση Πλάτους Παλμών (PWM) και η Σίγμα-Δέλτα Διαμόρφωση. Στη συνέχεια, προσπαθήσαμε να μειώσουμε την κατανάλωση που τελείται στο στάδιο του συγκριτού και το πετύχαμε χρησιμοποιώντας μία τεχνική, που ορίσαμε ως Υβριδική Σίγμα-Δέλτα Διαμόρφωση, η οποία ουσιαστικά είναι μία Σίγμα-Δέλτα Διαμόρφωση τριών σταδίων. Στη συνέχεια και αφού τρέξαμε τις προσομοιώσεις μας με πραγματικά υλικά και είδαμε ότι μπορεί να επιτευχθεί η μείωση της καταναλώσεως, δημιουργήσαμε την Πλακέτα Τυπωμένου Κυκλώματος (PCB). Ακολούθως, κολλήσαμε σε αυτήν τα υλικά μας. Με το στάδιο της εξόδου του ενισχυτού δεν ασχοληθήκαμε κατασκευαστικά. Όμως, χρησιμοποιήσαμε έναν πολύ γρήγορο οδηγό (driver) για να μελετήσουμε τις κυματομορφές της εξόδου στον παλμογράφο ούτως ώστε να επισημάνουμε τα αποτελέσματα και να εξαχθούν συμπεράσματα.

The main purpose of the present thesis was to study, design and construct a Class D Audio Amplifier. During our research about the amplifier, we studied about the different methods of its modulation. These are Pulse Width Modulation (PWM) and Sigma-Delta Modulation. Next, we tried to figure out a way to reduce the consumption of power, that takes part in the comparator stage and we accomplished that by using a method of our own, the Hybrid Sigma-Delta Modulation. The Hybrid Sigma-Delta Modulation is practically a modified Sigma-Delta Modulation that works in three stages. After that, we ran our simulations, using real parts and we realized that lowering the consumption is possible. Then, we designed the PCB and after that we constructed our board. The output stage of the amplifier was not our target, that’s why we just used a very fast driver in order to watch the results of our study on the oscilloscope and write down our conclusions.