D類(lèi)音頻功率放大器評(píng)估方法

為了解決節(jié)能和大功率音頻輸出之間的矛盾，D類(lèi)功放較之AB類(lèi)在效率上有了很大的提升，已逐步應(yīng)用在一些高端產(chǎn)品中。下面將簡(jiǎn)單介紹D類(lèi)功放的工作原理，以及基本的測(cè)試方法。

　　以安森美半導(dǎo)體公司NCP2820為例，D類(lèi)功率放大器使用完全不同于AB類(lèi)的工作模式，如圖1所示，NCP2820內(nèi)部由三部分組成：預(yù)放大、采樣及脈寬調(diào)制和H型功率輸出部分。

　　預(yù)放大，由一個(gè)全差分模擬運(yùn)放構(gòu)成，對(duì)輸入的差分信號(hào)做相應(yīng)的放大，增益由內(nèi)部固定阻值的電阻Rf除以Ri得來(lái)。Ci和Ri構(gòu)成一個(gè)低通濾波電路，隔離輸入信號(hào)中不需要的直流部分。由于NCP2820使用了全差分運(yùn)放，所以如果輸入為全差分信號(hào)，Ci也可以省略。

　　采樣及脈寬調(diào)制，把預(yù)防大以后的信號(hào)和一個(gè)250kHz的三角波相比較后形成一個(gè)250kHz脈寬調(diào)制的方波信號(hào)。每個(gè)脈沖的寬度實(shí)時(shí)體現(xiàn)了輸入信號(hào)的幅度。

　　H型輸出電路，如圖1中顯示由兩對(duì)MOSFET構(gòu)成，并由前級(jí)產(chǎn)生的脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)。產(chǎn)生具有功率輸出的脈沖信號(hào)到負(fù)載揚(yáng)聲器?，F(xiàn)在普遍應(yīng)用的8Ω動(dòng)圈式揚(yáng)聲器，其內(nèi)部線(xiàn)圈具有近似15mH感抗和本身8Ω的阻抗構(gòu)成解調(diào)電路，可以把脈沖方波還原成模擬信號(hào)。這也是為什么不需要在輸出端外加低通濾波器做解調(diào)電路的原因。

　　工程師在對(duì)AB類(lèi)功放進(jìn)行測(cè)試時(shí)，可以直接用示波器探頭捕捉到實(shí)際的輸入和輸出波形。但是在測(cè)試D類(lèi)功放時(shí)，由于輸出不是模擬的音頻信號(hào)，而是一定頻率的數(shù)字脈沖方波，這就需要附加濾波器來(lái)進(jìn)行測(cè)試。圖2為D類(lèi)音頻功放的測(cè)試配置。

　　圖3給出了測(cè)試諧波失真+噪聲的電路配置。利用音頻分析儀的信號(hào)發(fā)生器可以產(chǎn)生供測(cè)試用的標(biāo)準(zhǔn)正弦差分或單端信號(hào)輸入到NCP2820，并檢測(cè)NCP2820的輸出端?？梢园凑諟y(cè)試設(shè)定的要求分析輸入以及輸出信號(hào)，并按照設(shè)定，顯示出測(cè)試結(jié)果。

　　　　THD+N的性能決定了輸出音質(zhì)的好壞。由于D類(lèi)功放的工作原理，因此性能會(huì)略差于AB類(lèi)功放。