D類功放電路介紹

　　傳統(tǒng)的音頻功率放大器有A類、AB類、B類、C類等幾種，其功率放大器件（電子管、晶體管、場效應(yīng)管、集成電路等）均工作于線性放大區(qū)域，屬線性放大器，其效率普遍不高，通常AB類放大器的效率不會超過60%。

　　采用D類開關(guān)放大電路可明顯提高功放的效率。D類功放將音頻信號轉(zhuǎn)變?yōu)閷挾入S信號幅度變化的高頻脈沖，控制功率管以相應(yīng)的頻率飽和導(dǎo)通或截止，功率管輸出的信號經(jīng)低通濾波器驅(qū)動揚(yáng)聲器發(fā)聲。因功率管大部分時(shí)間處于飽和導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)，功率損耗很小，其效率可達(dá)90%以上。典型的D類功放可提供200W輸出，效率達(dá)94%，諧波失真在1%~2.8%。

　　D類功放保真度不如線性放大器，但在很多場合已能滿足要求，例如汽車音響系統(tǒng)只要求低功率輸出時(shí)失真小于2%，滿功率輸出時(shí)小于5%，而且經(jīng)過改進(jìn)D類功放的性能還將有所提高。另外，D類功放不存在交越失真。

　　D類開關(guān)放大器的概念源于50年前，但因其工作頻率至少應(yīng)為音頻信號上限頻率（20kHz）的4~5倍，早期采用電子管、晶體管的電路在功率、效率等方面還不能充分體現(xiàn)其優(yōu)越性。20世紀(jì)80年代出現(xiàn)了開關(guān)速度和導(dǎo)通損耗滿足要求的MOSFET，近年來又出現(xiàn)了集成前置驅(qū)動電路，如Harris公司的HIP4080，從而推動了D類功放的實(shí)用發(fā)展。D類功放所用的MOSFET為N溝道型，因?yàn)镹型溝道MOSFET的導(dǎo)通損耗僅為相應(yīng)規(guī)格的P溝道MOSFET的1/3。

　　D類開關(guān)放大器由積分器、占空比調(diào)制器、開關(guān)驅(qū)動電路及輸出濾波器組成，圖1(a)所示的電路為采用半橋驅(qū)動的D類功放，它采用了固定頻率的占空比調(diào)制器，功率管輸出的方波信號與音頻信號混合作為負(fù)反饋信號送入積分器。積分器兼有濾波作用，輸出修正信號送占空比調(diào)制器，占空比調(diào)制器由比較器和三角波發(fā)生器組成[圖1(b)]，用修正信號對三角波進(jìn)行調(diào)制產(chǎn)生調(diào)制輸出，推動功率管工作。負(fù)反饋應(yīng)取自低通濾波器之前，否則因?yàn)V波后的信號與輸入的信號有相位差（二階濾波器可能引起180