دفاع دکتری کریس لوکین |Arctive PWM Ripple در تقویت کننده های Class-D با استفاده از فیلترهای حلقه دیجیتال

دفاع دکترا از کریس لوکین در ساختمان Waaier دانشگاه Twente برگزار می شود و می توان آن را با یک جریان زنده دنبال کرد.

کریس لوکین دانشجوی دکترا در طراحی مدار مجتمع بخش است.(CO) سرپرستان Prof. D. Ir. B. Nauta و Dr. IR. R. A. R. Van der Zee از دانشکده مهندسی برق ، ریاضیات و علوم کامپیوتر.

زمینه تحقیق پیرامون تولید مثل صدا با تمایل به بسته بندی مداوم تقویت کننده های قدرتمندتر در محفظه کوچک فن کوچک و در عین حال ارائه سر و صدای پیشرفته و عملکرد اعوجاج هدایت می شود. تقویت کننده های Class-D کاندیدای مناسبی برای این الزامات هستند ، به طور خاص به دلیل اتلاف ذاتاً کم در مرحله قدرت تعویض آنها با توجه به آمپلی فایرهای خطی معمولی تر. با این حال ، همیشه یک احتیاط وجود دارد: تعویض جریانهای زیاد در فرکانس های زیاد باعث انتشار گازهای الکترومغناطیسی می شود که می تواند در عملکرد صحیح سایر دستگاه های الکترونیکی تداخل داشته باشد. مقررات میزان تداخل الکترومغناطیسی (EMI) را محدود می کند که دستگاه ها برای حفظ قابلیت همکاری بین بسیاری از دستگاه های الکترونیکی در اینترنت اشیاء (IoT) مجاز به انتشار هستند.

بلندگوها معمولاً با استفاده از سرب چند متر به یک تقویت کننده متصل می شوند. این موارد به عنوان یک آنتن برای سیگنال های فرکانس بالا در بالای باند صوتی ، مانند فرکانس تعویض و هارمونیک یا زنگ انگل آن در مرحله خروجی ، دو برابر می شوند و از این طریق باعث انتشار گازهای تابشی ناخواسته می شوند. این پایان نامه بر کاهش EMI به دلیل قدرت باقیمانده پس از فیلتر خروجی در فرکانس مدولاسیون پهنای پالس (PWM) ، به اصطلاح موج دار متمرکز شده است. نمونه های ادبیات با استفاده از مدولاسیون طیف گسترش برای لکه دار شدن قدرت بیش از یک پهنای باند بزرگتر ، قدرت را در فرکانس PWM و هارمونیک آن کاهش می دهد. با این حال ، به این ترتیب آنها هنوز هم همان مقدار قدرت را تاب می آورند ، فقط در فرکانس های مجزا متمرکز نمی شوند. برای کاهش جریان موج دار از طریق بلندگو ، می توان از یک فیلتر مرتبه بالاتر ، استفاده از یک مرحله خروجی چند فاز یا چند سطحی یا تزریق سیگنال لغو بعد از فیلتر خروجی استفاده کرد. در زمینه تحقیق الکترونیک برق ، طرح های لغو ارائه شده است. ابتدا اختلال حس می شود و پردازش می شود و پس از آن یک سیگنال لغو سنتز می شود و به مدار تزریق می شود. پردازش را می توان با استفاده از یک بازخورد یا توپولوژی به جلو انجام داد که هرکدام دارای مزایا و معایب آن هستند.

یک مطالعه موردی گسترده در مورد سیستم های چند فاز برای ارزیابی شایستگی آنها در کاهش جریان موج دار پس از فیلتر خروجی انجام شده است. در یک سیستم چند فاز ، چندین پل نیمه به صورت موازی ترکیب می شوند تا یک یا هر دو طرف بار را هدایت کنند. درهم آمیختگی حامل های PWM در تعدیل کننده مربوط به هر نیمکت ، کاهش جریان موج مشاهده شده را پس از ترکیب خروجی های نیمه پل در فیلتر خروجی فراهم می کند. تأثیر اضافه کردن مراحل بیشتر بر میزان موج دار و همچنین هزینه های مرتبط با اجرای چند فاز مورد بررسی قرار گرفته است.

در زمینه تبدیل نیرو ، از سیستم های چند سطح اغلب برای استراحت با جابجایی بین سطح ولتاژ استفاده می شود. با کاهش مراحل ولتاژ ، انتشار گازهای گلخانه ای نیز کاهش می یابد که به ویژه هنگام تعویض قدرت بیش از 1 از اهمیت برخوردار است~kWمعماری های مختلف چند سطحی مورد بحث قرار گرفته است تا دریابند که آیا آنها در تقویت کننده های صوتی کاربرد دارند یا خیر.

امکان سنجی تکنیک های فوق با هدف اصلی داشتن یک سیستم با اجزای خارجی کمتر در نظر گرفته شده است. سیستم های چند فاز و چند سطحی از این رو یک انتخاب مناسب نیستند و یک مطالعه موردی بیشتر بین تکنیک های کاهش خوراک و بازخورد بازخورد نشان داد که دومی ساده ترین برای اجرای آن است. از یک هیئت توسعه ساخته شده توسط Axign با استفاده از کنترلر تقویت کننده دیجیتال AX5689 IC به عنوان یک وسیله نقلیه طراحی برای تحقق یک تقویت کننده کلاس D-Load-Load-Load-D-D-D با کاهش موج دار استفاده شد. از مبدل های آنالوگ به دیجیتال (ADC) برای اندازه گیری سیگنال های خروجی هر دو نیمه پل استفاده شد. یک فیلتر انتخابی حلقه باند دیجیتال انتخابی در هسته پردازنده سیگنال دیجیتال (DSP) از AX5689 طراحی شده است تا فقط حلقه بالایی را در اطراف فرکانس PWM فراهم کند بدون اینکه روی باند صوتی تأثیر بگذارد. کاهش موج دار 28~DB برای حالت مشترک (CM) و 18~DB برای حالت دیفرانسیل (DM) در تمام فرکانس های سیگنال و قدرتهای خروجی تا 10 حاصل شد~درایورهای کلاس A که برای تزریق ضد موج دار استفاده می شوند ، تأثیر منفی بر بازده کل سیستم دارند ، که از 84 ٪ بدون کاهش موج به 79 ٪ کاهش می یابد و با کاهش موج فعال می شود. این تکنیک تقریباً هیچ تاثیری در عملکرد کل اعوجاج هارمونیک به علاوه نویز (THD+N) ندارد و می تواند به عنوان افزودنی به هر تقویت کننده کلاس D با فرکانس PWM ثابت استفاده شود. برای جذاب تر شدن راه حل برای صنعت ، بازده هنوز هم باید بهبود یابد. تحقق یکپارچه از سیستم می تواند باعث افزایش کارایی و توانایی کاهش موج موج شود.

طراحی فیلتر دیجیتال باند نمونه اولیه با چالش هایی در مورد تأخیر در پردازش روبرو بود. جبران دینامیک در نزدیکی فرکانس نمونه در هنگام وجود تأخیر پردازش دشوارتر می شود. روشهای کاهش تأثیر تأخیرهای غیر قریب به اتفاق در ثبات حلقه مورد بررسی قرار گرفته و با تکنیک های مشابه مقایسه شده است. در زمینه تحقیق از ADC های σδ به موقع ، تکنیکی به نام جبران خسارت حلقه اضافی (ELD) برای تثبیت فیلتر حلقه در حضور یک تأخیر شناخته شده در مسیر بازخورد استفاده می شود. هنگامی که تأخیر Quantizer کمتر از یک چرخه ساعت است ، می توان عملکرد انتقال نویز (NTF) را با تنظیم ضرایب فیلتر حلقه و اضافه کردن یک مسیر مستقیم در اطراف Quantizer ، به سیستم کمبود تأخیر بازگرداند. تأخیرهای Quantizer بیش از یک چرخه ساعت امکان ترمیم کامل NTF مورد نظر را فراهم نمی کند. این پدیده شباهت هایی با روش کاهش تأخیر پیشنهادی ما دارد. تأثیر هر دو تکنیک بر عملکرد شکل دادن به سر و صدا مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد و روش پیشنهادی نیز در کاهش تأثیر قطب های با فرکانس بالا انگل نیز دارای شایستگی است.

به طور خلاصه ، این پایان نامه تکنیکی را برای کاهش جریان موج دار پس از فیلتر خروجی نشان داده است. در نتیجه میزان EMI که می تواند از بلندگو تابش کند منجر به کاهش می شود. تأثیر تأخیرهای واحد در حلقه با استفاده از یک روش طراحی فیلتر ویژه برای به دست آوردن یک سیستم پایدار تر کاهش یافته است. یک نمونه اولیه در اطراف یک تقویت کننده موجود ساخته شده است تا اثربخشی محلول کاهش موج بازخورد پیشنهادی را نشان دهد.

غوغا

به تقویم خود AHGBRDIPTZSGMBUXYMDH49124 24/03/2023 16:30 24/03/2023 17:30 اروپا/دفاع دکتری آمستردام کریس لوکین |کاهش موج فعال PWM در آمپلی فایرهای کلاس D با استفاده از فیلترهای حلقه دیجیتال

کریس لوکین دانشجوی دکترا در طراحی مدار مجتمع بخش است.(CO) سرپرستان Prof. D. Ir. B. Nauta و Dr. IR. R. A. R. Van der Zee از دانشکده مهندسی برق ، ریاضیات و علوم کامپیوتر.

waaier false dd/mm/yyyy