D類放大器,D類放大器是什么意思
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D類放大器的定義
通過控制開關單元的ON/OFF，驅動揚聲器的放大器稱D類放大器。D類放大器首次提出于1958年，近些年已逐漸流行起來。
D類放大器的趨勢
數(shù)字放大器改善了音頻質量和系統(tǒng)性能。
D類放大器在過去的幾代產(chǎn)品中，已經(jīng)得到了巨大的發(fā)展，系統(tǒng)設計者極大地改善了系統(tǒng)的耐用性，并提高了其音頻質量。實際上，對大多數(shù)應用者而言，使用這些放大器所帶來的好處已經(jīng)遠遠超過了它們的不足。
在傳統(tǒng)D類放大器中，用控制器將模擬或數(shù)字音頻信號在被集成到功率后端設備中的功率MOSFET MOSFET管放大之前，轉換成PWM PWM信號。這些放大器效率很高，使用很小的散熱器或根本不需要散熱器，且降低了對電源輸出功率的要求。然而，與傳統(tǒng)的A/B類放大器相比，它們本身也存在固有的成本、性能和EMI EMI方面的問題，解決這些問題就是D類放大器的發(fā)展新趨勢。
降低EMI
自從D類放大器誕生以來，由于其自身的軌對軌（rail-to-rail）供電開關特性，而引起的大量輻射EMI，就一直困擾著系統(tǒng)設計者，這將使設備無法通過FCC FCC和CISPR CISPR認證。
在D類調制器中，通過將音頻信號與高頻固定頻率信號比較，并將結果在固定頻率的載波上調制，數(shù)字音頻信號被轉換成了PWM信號。形成的信號是可變脈寬的固定載波頻率（通常在幾百kHz），然后由高壓功率MOSFET對這些PWM信號進行放大，放 大后的PWM信號再通過低通濾波器去掉載頻，恢復出原始基帶音頻信號。
雖然這種拓撲結構很有效，但它也導致一些不希望的后果，如大量的輻射EMI。由于調制器采用固定頻率載波，因此將產(chǎn)生基載波的多次諧波輻射。而且，由于PWM信號自身的開關特性，過沖/下沖和振鈴將產(chǎn)生固定比率的高頻（10～100MHz的范圍）輻射EMI。為了壓制輻射EMI，最新一代PWM調制器發(fā)展的趨勢是采用擴展頻譜調制技術。
擴展頻譜調制技術用于在更大的帶寬內擴展開關PWM信號的頻譜能量，而不改變原始音頻的內容。一個改進傳統(tǒng)調制器高輻射EMI的有效方法是改變PWM開關信號的兩個邊沿，如圖1所示。信號以載波頻率為中心，但任何一個邊沿都不是按周期重復的。這不僅維持了固定載波頻率，而且由于邊沿不是以固定比率跳變的，載波頻率上的輻射能量就得到了極大的降低。
改善音頻質量
和性能優(yōu)良的A/B類放大器相比，D類放大器的音頻性能是很差的，不僅失真大，而且動態(tài)范圍窄。所以，當前D類放大器的設計者就必須改進其性能。通過集成高性能采樣率轉換器（SRC）和Δ-Σ處理技術，新一代解決方案使失真（THD+N）得到了更大的改善，而且動態(tài)范圍也超過了100dB。
目前，D類放大器的一個噪聲源是音頻采樣時鐘的抖動。而時鐘通常是由SOC（MPEG解碼器和DSP等）產(chǎn)生的，即使很小的抖動也能迅速地影響到常規(guī)D類放大器的性能，因為音頻時鐘是與調制器的輸出時鐘關聯(lián)的。
解決這個問題的一個方法是采用SRC SRC技術。因為SRC使用本地穩(wěn)定的時鐘源來同步數(shù)字音頻的時鐘，例如石英晶體振蕩器，所以調制器的輸出抖動實際上與其他音頻時鐘是獨立的、不相關的。SRC的另一個優(yōu)點是無論輸入音頻的采樣率如何波動，其輸出開關比率都是固定的，這一點與基于PLL的調制器不同。當音頻輸入源改變或輸入時鐘缺失時，SRC也通過消除可聽見的噪聲改善了系統(tǒng)的耐用性。
通過控制開關單元的ON/OFF，驅動揚聲器的放大器稱D類放大器。
類放大器具有以下的特征。
D類放大器的特征
高效率
以前的模擬放大器的效率停留在50％左右，剩下的50％主要作為熱量被消耗。D類放大器的效率相當高，達到80～90％。不僅不浪費電源，有效地利用電源，還能得到較大的功率輸出。以下是D類放大器和以前的模擬放大器的效率比較圖表?？梢钥闯鯠類放大器明顯地高效率。
效率高，低發(fā)熱。以前的高發(fā)熱模擬放大器，封裝大，需要大的散熱板，因此需要較大的空間。而D類放大器發(fā)熱少，能作小型封裝。同時，不用散熱板，從而能節(jié)約空間。以下是D類放大器和以前的模擬放大器的能量損失(發(fā)熱)比較圖表?？梢钥闯鯠類放大器明顯地能量損失(發(fā)熱)小。
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