D類音頻功率放大器評估方法

為了解決節(jié)能和大功率音頻輸出之間的矛盾，D類功放較之AB類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。下面將簡單介紹D類功放的工作原理，以及基本的測試方法。

　　以安森美半導(dǎo)體公司NCP2820為例，D類功率放大器使用完全不同于AB類的工作模式，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，由一個全差分模擬運(yùn)放構(gòu)成，對輸入的差分信號做相應(yīng)的放大，增益由內(nèi)部固定阻值的電阻Rf除以Ri得來。Ci和Ri構(gòu)成一個低通濾波電路，隔離輸入信號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，Ci也可以省略。

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

　　H型輸出電路，如圖1中顯示由兩對MOSFET構(gòu)成，并由前級產(chǎn)生的脈沖信號驅(qū)動。產(chǎn)生具有功率輸出的脈沖信號到負(fù)載揚(yáng)聲器。現(xiàn)在普遍應(yīng)用的8Ω動圈式揚(yáng)聲器，其內(nèi)部線圈具有近似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。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AB類功放進(jìn)行測試時，可以直接用示波器探頭捕捉到實(shí)際的輸入和輸出波形。但是在測試D類功放時，由于輸出不是模擬的音頻信號，而是一定頻率的數(shù)字脈沖方波，這就需要附加濾波器來進(jìn)行測試。圖2為D類音頻功放的測試配置。

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

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