Комп’ютерне моделювання нелінійних спотворень звукового підсилювача класу D на GaN-транзисторах

Олександра Агарівна Смоленська; Вадим Сергійович Баран; Юрій Олексійович Оникієнко

doi:10.64915/3v8tc033

Т. 3 · № 1 · 2020 бер 31, 2020 Акустичні прилади та системи

Комп’ютерне моделювання нелінійних спотворень звукового підсилювача класу D на GaN-транзисторах

ОС

Олександра Агарівна Смоленська Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» Україна

ВБ

Вадим Сергійович Баран Відповідальний Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» Україна

ЮО

Юрій Олексійович Оникієнко Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» Україна

Сторінки54 - 58 Опублікованобер 31, 2020 ЛіцензіяВідкритий доступ

pdf

ТОМ 3 · № 1 · 2020 Переглянути випуск

Анотація

Розроблено комп’ютерну модель вихідного каскаду підсилювача класу D на GaN-транзисторах за допомогою моделювання з використанням SPICE моделей GaN-транзисторів в програмному середовищі Multisim 14.1. Досліджено залежність нелінійних спотворень від частоти перемикання для 100 кГц, 250 кГц, 500 кГц, 1000 кГц для звукових сигналів 1 кГц, 2 кГц, 5 кГц та 10 кГц. Визначено кращі умови роботи для отримання мінімальних значень коефіцієнта нелінійних спотворень. Встановлено, що використання GaN-транзисторів у підсилювачів класу D для звукових трактів є ефективним. Так як дозволяє отримати коефіцієнт нелінійних спотворень значно менше допустимого стандартом в 1%, а висока частота перетворення дозволяє знано зменшити габарити підсилювача.

Ключові слова

#підсилювачі класу D #GaN-транзистори #нелінійні спотворення #комп’ютерне моделювання #широтно-імпульсна модуляція

Посилання

"Elektronnye usiliteli v promyshlennoj elektronike [Electronic amplifiers in industrial electronics]," [Online]. Available: http://electricalschool.info/electronica/1517-jelektronnye-usiliteli-v-promyshlennojj.html. [Accessed 19 03 2020].
"Kak rabotaet usilitel' klassa D, ili Ne takoj kak vse [How does a Class D amplifier work, or Not like everyone else]," [Online]. Available: https://stereo.ru/to/t808p-kak-rabotaet-usilitel-klassa-d-ili-ne-takoy-kak-vse. [Accessed 19 03 2020].
J. Biela, M. Schweizer, S. Waffler and J. W. Kolar, "SiC versus Si—Evaluation of Potentials for Performance Improvement of Inverter and DC–DC Converter Systems by SiC Power Semiconductors," IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 58, no. 7, pp. 2872-2882, July 2011. DOI: 10.1109/TIE.2010.2072896
M. Goltsova, Moshchnye GaN-tranzistory. Istinno revolyucionnaya tekhnologiya [Powerful GaN-transistors. Truly revolutionary technology], Electronika. Nauka/Technologiya/Bisnes, vol. 4, no. 00118, 2012, pp. 86-100. ISSN 1992-4178. [Online]. Available: http://www.electronics.ru/files/article_pdf/3/article_3287_152.pdf [Accessed 19 03 2020].
E. Gaalaas, Class D Sound Amplifiers: What, Why, and How, Analog Dialogue 40-06, 2006. [Online]. Available: https://www.analog.com/en/analog-dialogue/articles/class-d-audio-amplifiers.html. [Accessed 18 03 2020].
S. Taylor, EPC GaN FET Open-Loop Class-D Amplifier Design – Final Report, Elegant Audio Solutions, Ink., 2013. [Online]. Available: https://epc-co.com/epc/portals/0/epc/documents/articles/EPC%20GaN%20FET%20Open-Loop%20Class-D%20Amplifier%20Design.pdf. [Accessed 16 03 2020].
Y. A. Onikienko, "Modelirovanie konduktivnyh pomekh usilitelya klassa D [Class D Conductors Modeling]," Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Radioelektronika, vol. 57, no. 5, pp. 45-52, 2014. DOI: 10.20535/S0021347014050057.
Y. O. Onykienko and Y. O. Makaranko, Komp'yuterne modelyuvannya konduktivnih zavad napіvmostovogo vihіdnogo kaskadu na GaN-tranzistorah [Computer simulation of conductive noises shaft output staff on GaN transistors], Naukovi pratsi DonNTU. Seriya: «Obchisluvalna technika ta avtomatizatsiya», vol. 1, no. 31, 2018, pp. 108-116. ISSN 2075-4272. [Online]. Available: https://scinse.donntu.edu.ua/ota-arhiv/31/033_onykiienko.pdf. [Accessed 18 03 2020].
H. C. Foong and M. T. Tan, "An Analysis of THD in Class D Amplifiers," APCCAS 2006 - 2006 IEEE Asia Pacific Conference on Circuits and Systems, Singapore, 2006, pp. 724-727. DOI: 10.1109/APCCAS.2006.342110.
"Izmerenie nelinejnyh iskazhenij [Distortion Measurement]," [Online]. Available: https://vitta201.jimdofree.com/%D0%BD%D0%B8/. [Accessed 19 03 2020].

Ліцензія

CCBY-NC 4.0

Creative Commons Із зазначенням авторства 4.0 Міжнародна

Ця робота має відкриту ліцензію: вільно поширюйте та адаптуйте її, посилаючись на авторів і журнал. Умови ліцензії ↗

Наступна у випуску Дослідження чутливих структур наноструктурований кремній - меланін

§ 06 — Пов'язані

Схожі статті в цьому журналі

Пов'язані рецензовані дослідження, опубліковані в цьому журналі.

Усі випуски

Розробка апаратно-програмного комплексу «Штучна голова» із використанням обладнання непрофесійного рівня

Олександр Олександрович Дворник

В даній роботі представлено результати досліджень принципової можливості створення апаратно-програмного комплексу для акустичної експертизи приміщень із використанням…

#штучна голова #розбірливість мови #реверберація #частотна характеристика

с. 228437-1 - 228437-6

10.20535/2617-0965.eae.228437

Удосконалена система шумопеленгування безпілотних літальних апаратів

Андрій Віталійович Козак

Робота присвячена питанням розвитку акустичного напрямку створення засобів виявлення безпілотних літальних апаратів (БПЛА). В основу роботи вказаних засобів покладено…

#безпілотний літальний апарат #інтенсивність #рівні звукового тиску #спектральні характеристики

с. 228902-1 - 228902-6

10.20535/2617-0965.eae.228902

Алгоритм розпізнавання природного мовного сигналу

Олександр Русланович Осадчук

В роботі наведено алгоритм розпізнавання і обробки Запитів користувача за допомогою нейронної мережі побудованої на принципі розуміння природної мови та обробки…

#намір користувача #алгоритм розпізнавання #обробка природної мови #нейронна мережа

с. 228077-1 - 227968-4

10.20535/2617-0965.eae.228077

Статті цього автора (цих авторів), які найбільше читають

Марина Миколаївна Волуйко, Юрій Олексійович Оникієнко, Засоби візуального програмування для створення відеоефектів , Електронна та Акустична Інженерія: Том 2 № 4 (2019)
Ірина Олександрівна Чуян, Юрій Олексійович Оникієнко, Система відеоспостереження з функцією розпізнавання та з двома каналами передавання інформації , Електронна та Акустична Інженерія: Том 3 № 2 (2020)
Анастасія Юріївна Міцукова, Юрій Олексійович Оникієнко, Автоматизована система налаштування освітлювального обладнання з можливістю подальшого корегування , Електронна та Акустична Інженерія: Том 3 № 3 (2020)
Олександр В. Поляков, Юрій Олексійович Оникієнко, Вибір бездротових технологій для застосування в сільському господарстві , Електронна та Акустична Інженерія: Том 3 № 2 (2020)
Ілля Юрійович Проценко, Юрій Олексійович Оникієнко, Застосування 3D-графіки в мережних технологіях для вирішення практичних завдань , Електронна та Акустична Інженерія: Том 3 № 4 (2020)
Вадим Сергійович Баран, Аналіз програмного забезпечення для створення 360 – градусного відео , Електронна та Акустична Інженерія: Том 2 № 2 (2019)

Схожі статті

Станіслав В. Кудлай, Алгебраїчна характеристика класу матричних перетворень та її апаратна реалізація , Електронна та Акустична Інженерія: Том 4 № 2 (2021)
Вадим Сергійович Баран, Аналіз програмного забезпечення для створення 360 – градусного відео , Електронна та Акустична Інженерія: Том 2 № 2 (2019)
Олександр В. Дячук, Порівняльний аналіз технологій класу LPWAN , Електронна та Акустична Інженерія: Том 3 № 3 (2020)
Микола М. Комаровський, Затухання сигналу при передачі даних через лінію електропередачі: Використання лінії електропередач в якості каналу зв’язку. Способи зменшення спотворень при передачі сигналів по лініям електропередач. Технологія PLC , Електронна та Акустична Інженерія: Том 4 № 3 (2021)
Андрій Віталійович Козак, Пилип Миколайович Ларін, Роман Юрійович Костюк, Олексій Володимирович Коржик, Імітаційне моделювання вимірювача інтенсивності звуку в задачах шумопеленгування , Електронна та Акустична Інженерія: Том 1 № 1 (2018)
Ігор Сергійович Федин, Порівняння топологій інверторів за коефіцієнтом нелінійних спотворень вихідної напруги , Електронна та Акустична Інженерія: Том 2 № 4 (2019)
Гліб Олександрович Борисов, Особливості аналізу звукових ефектів в обчислювальній платформі iOS , Електронна та Акустична Інженерія: Том 2 № 4 (2019)
Ольга О. Титаренко, Володимир Васильович Макаренко, Аналіз роботи однокристальних прийомопередавачів ISM-діапазону для систем ІоТ , Електронна та Акустична Інженерія: Том 2 № 3 (2019)
Максим Олегович Зилевич, Вимірювальний стенд для дослідження впливу неоднорідної деформації на компоненти біполярних ІМС , Електронна та Акустична Інженерія: Том 2 № 1 (2019)
Дмитро Вікторович Гуменюк, Установка для автоматизованого вимірювання вольт-амперних характеристик , Електронна та Акустична Інженерія: Том 2 № 4 (2019)

1-10 з 81 Наступне

Ви також можете розпочати розширений пошук схожих статей для цієї статті.

[1] "Elektronnye usiliteli v promyshlennoj elektronike [Electronic amplifiers in industrial electronics]," [Online]. Available: http://electricalschool.info/electronica/1517-jelektronnye-usiliteli-v-promyshlennojj.html. [Accessed 19 03 2020].

[2] "Kak rabotaet usilitel' klassa D, ili Ne takoj kak vse [How does a Class D amplifier work, or Not like everyone else]," [Online]. Available: https://stereo.ru/to/t808p-kak-rabotaet-usilitel-klassa-d-ili-ne-takoy-kak-vse. [Accessed 19 03 2020].

[3] J. Biela, M. Schweizer, S. Waffler and J. W. Kolar, "SiC versus Si—Evaluation of Potentials for Performance Improvement of Inverter and DC–DC Converter Systems by SiC Power Semiconductors," IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 58, no. 7, pp. 2872-2882, July 2011. DOI: 10.1109/TIE.2010.2072896

[4] M. Goltsova, Moshchnye GaN-tranzistory. Istinno revolyucionnaya tekhnologiya [Powerful GaN-transistors. Truly revolutionary technology], Electronika. Nauka/Technologiya/Bisnes, vol. 4, no. 00118, 2012, pp. 86-100. ISSN 1992-4178. [Online]. Available: http://www.electronics.ru/files/article_pdf/3/article_3287_152.pdf [Accessed 19 03 2020].

[5] E. Gaalaas, Class D Sound Amplifiers: What, Why, and How, Analog Dialogue 40-06, 2006. [Online]. Available: https://www.analog.com/en/analog-dialogue/articles/class-d-audio-amplifiers.html. [Accessed 18 03 2020].

[6] S. Taylor, EPC GaN FET Open-Loop Class-D Amplifier Design – Final Report, Elegant Audio Solutions, Ink., 2013. [Online]. Available: https://epc-co.com/epc/portals/0/epc/documents/articles/EPC%20GaN%20FET%20Open-Loop%20Class-D%20Amplifier%20Design.pdf. [Accessed 16 03 2020].

[7] Y. A. Onikienko, "Modelirovanie konduktivnyh pomekh usilitelya klassa D [Class D Conductors Modeling]," Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Radioelektronika, vol. 57, no. 5, pp. 45-52, 2014. DOI: 10.20535/S0021347014050057.

[8] Y. O. Onykienko and Y. O. Makaranko, Komp'yuterne modelyuvannya konduktivnih zavad napіvmostovogo vihіdnogo kaskadu na GaN-tranzistorah [Computer simulation of conductive noises shaft output staff on GaN transistors], Naukovi pratsi DonNTU. Seriya: «Obchisluvalna technika ta avtomatizatsiya», vol. 1, no. 31, 2018, pp. 108-116. ISSN 2075-4272. [Online]. Available: https://scinse.donntu.edu.ua/ota-arhiv/31/033_onykiienko.pdf. [Accessed 18 03 2020].

[9] H. C. Foong and M. T. Tan, "An Analysis of THD in Class D Amplifiers," APCCAS 2006 - 2006 IEEE Asia Pacific Conference on Circuits and Systems, Singapore, 2006, pp. 724-727. DOI: 10.1109/APCCAS.2006.342110.

[10] "Izmerenie nelinejnyh iskazhenij [Distortion Measurement]," [Online]. Available: https://vitta201.jimdofree.com/%D0%BD%D0%B8/. [Accessed 19 03 2020].