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Zur Theorie digitaler Klasse-D Audioleistungsverstärker und deren Implementierung
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Dieses Buch widmet sich der Theorie der Kodierungsverfahren für digitale Klasse-D-Audioleistungsverstärker und deren Implementierung. Diese Verstärkerklasse zeichnet sich durch einen sehr hohen energetischen Wirkungsgrad aus, der sie grundlegend von den konventionellen Verstärkerklassen unterscheidet. Ihr Einsatzgebiet erstreckt sich daher vom tragbaren MP3-Player über Mehrkanal-Audioanwendungen bis hin zu Beschallungssystemen.Im Klasse-D-Betrieb kann jedoch nur ein Binärsignal verstärkt werden. Die üblicherweise für die Kodierung dieses Binärsignals eingesetzten Verfahren, wie die n...
Dieses Buch widmet sich der Theorie der Kodierungsverfahren für digitale Klasse-D-Audioleistungsverstärker und deren Implementierung. Diese Verstärkerklasse zeichnet sich durch einen sehr hohen energetischen Wirkungsgrad aus, der sie grundlegend von den konventionellen Verstärkerklassen unterscheidet. Ihr Einsatzgebiet erstreckt sich daher vom tragbaren MP3-Player über Mehrkanal-Audioanwendungen bis hin zu Beschallungssystemen.Im Klasse-D-Betrieb kann jedoch nur ein Binärsignal verstärkt werden. Die üblicherweise für die Kodierung dieses Binärsignals eingesetzten Verfahren, wie die natürliche Pulsweitenmodulation (NPWM), führen jedoch zu nichtlinearen Verzerrungen im Ausgangssignal. Im Zentrum dieser Abhandlung steht daher das neue SB-ZePoC Verfahren, das Binärsignale mit separiertem Basisband erzeugt. Diese wichtige Eigenschaft erlaubt sowohl die exakte Signalrekonstruktion durch das zur Dekodierung eingesetzteTiefpassfilter als auch die Verwendung einer äußerst niedrigen Schaltrate des Binärsignals. Das Verfahren ermöglicht damit erstmals die Konstruktion vollständig verzerrungsfreier Klasse-D-Verstärker.Interessanterweise lassen sich sowohl SB-ZePoC als auch das klassische NPWM-Verfahren auf der gleichen Basis beschreiben. Mit Hilfe dieser neuartigen Formulierung wird gezeigt, dass NPWM lediglich eine Näherung des exakten SB-ZePoC Verfahrens darstellt, die sich gerade im Verlust der Basisbandseparation und den damit einhergehenden Verzerrungen äußert. Damit stellt das hier vorgestellte Kodierungsverfahren erstmals eine vollständige Theorie zur Binärsignalkodierung für Klasse-D-Verstärker zur Verfügung.