使用二象限驅動器電路的PWM放大器
作者 : Darshil Patel
本文討論基於二象限驅動器電路設計的脈衝寬度調變(PWM)放大器電路，該電路可以將3.3V或5V訊號放大到更高的水準...
本文討論基於二象限驅動器電路設計的脈衝寬度調變(PWM)放大器電路(圖1)，該電路可以將3.3V或5V訊號放大到更高的水準。
圖1：圍繞二象限驅動器電路設計的PWM放大器電路。
在此，R1和C1對電晶體Q4構成一個適度的濾波器。Q5發射極上的3.3V電壓將對Q4的基極發射極接面產生反向偏置，並使電流通過R11流向Q4的基極。流經Q4的電流驅動Q3和Q2，且該電流取決於PWM的水準。當PWM接近3.3V時，從Q4流出的電流減少，這使得Q3處於非活動狀態，而Q2則會吸收電流。在0V時，210μA的電流流過Q4，這將使上拉電晶體Q3導通。因此，來自二象限驅動器的輸出訊號將發生反轉。
該電路為三個雙極電晶體(BJT)添加了三個衰減電阻器，這將使輸出的最大電流實現最小化，並且它們還能消除PWM訊號邊緣的直通。此外，它們還提供了一定的輸出短路保護。
添加了C2和C3，能夠進一步減少直通。來自二象限驅動器的PWM輸出受到反轉，電路添加了帶衰減的共通源極級，這能為我們提供原始PWM訊號的放大反射。可以在輸出端添加一個緩衝器來驅動RC類比PWM轉換器等負載。
電路在500Hz時的響應如圖2所示。
圖2：500Hz時的響應。
在低頻時，響應非常好，邊緣很陡，轉換速度與原始PWM訊號一樣快。此外，延遲可以忽略不計。
10kHz時的響應如圖3所示。
圖3：10kHz時的響應。
在10kHz時，可以觀察到傳播延遲，而且現在的轉換速度也沒有那麼快。
50kHz時的響應如圖4所示。
圖4：50kHz時的響應。
在50kHz時，響應變得更糟，但還不算太糟糕。在此，關斷瞬態開始出現下降，傳播延遲也非常顯著。
因此，結果表明，該電路在高達10~20kHz的頻率下具有非常好的性能。在更高的頻率下，響應性能雖然有所下降，但仍然沒有直通和其他雜訊行為發生。
(參考原文：PWM amplifier using a two-quadrant drive circuit，by Mauk Booij)
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