移動與便攜設備中的高效率放大器

D 類放大器

這是由一個 H-橋和一個負載組成的開關式放大器（圖 7）。負載包括揚聲器阻抗和一個無源濾波器。H-橋控制通過揚聲器的電流，LC 濾波器則過濾開關噪聲。為了更好地說明為什么這種方式比傳統(tǒng)線性放大器更適合于移動或便攜設備，我們必須查看各種結構的優(yōu)劣之處。

美國美國國家半導體公司的無濾波器 D 類放大器 LM4667（圖 8）是全差分輸入輸出，用創(chuàng)新的調(diào)制器代替了 LC 輸出濾波器。由于節(jié)省了輸出濾波器，從而降低了元件數(shù)量，簡化了電路設計，且減小了電路板面積。LM4667 用 Delta-sigma 調(diào)制技術處理模擬輸入信號，與傳統(tǒng)的脈寬調(diào)制方式相比，降低了輸出噪聲和 THD。

Delta-sigma 調(diào)制的優(yōu)點

Delta-Sigma 調(diào)制的線性度優(yōu)于 PWM（脈寬調(diào)制），此外還改善了噪底和 THD+N 性能。

AB 類放大器與 D 類放大器效率比較

圖 9 顯示效率比較曲線，上方的曲線是 D 類放大器的效率，下方的曲線是 AB 類放大器的效率?？梢钥吹?，滿功率輸出時兩者的效率很接近（AB 類約 65%，D 類約 88%），只有 23% 的差別，但在實際應用中，多數(shù)時間里放大器的輸出處于 1/3 到 1/2 功率，此時 AB 類放大器效率僅為 30-40%，而 D 類放大器則有 80% 以上。巨大的效率差（40% 以上）意味著無用功率（產(chǎn)生熱量）和降低電池的使用時間。

總結

A 類放大器效率低，但是具有高保真。

B 類放大器一般不用于音頻領域，因為 B 類放大器波形的一小部分會發(fā)生交越失真。落入 0.6V 窗口中的波形不能被準確地放大。

AB 類放大器效率比 A 類放大器高得多，并且沒有 B 類放大器的失真問題。

D 類放大器的效率很高。效率的提高可以轉(zhuǎn)化為更低的系統(tǒng)成本、更低的工作溫度、更低的供電電壓以及更低的功耗。AB 類放大器的實際工作效率在 30-40% 間徘徊，而D 類放大器的效率可輕易達到 80%。