D類放大器：低功耗高效率推動大規(guī)模普及

　　D類放大器的應(yīng)用范圍非常廣泛，隨著技術(shù)的成熟，目前已進入大規(guī)模普及階段。針對其在器件成本、EMI等方面的問題，業(yè)內(nèi)企業(yè)也提出了多種解決方案。

　　D類放大器技術(shù)是三四年前被業(yè)內(nèi)熱議的新技術(shù)，目前它已進入大規(guī)模普及階段。業(yè)界正在積極解決應(yīng)用普及過程中的問題，如EMI(電磁干擾)、成本和效率等。與此同時，集成技術(shù)也是一個不容忽視的趨勢。

　　轉(zhuǎn)入大規(guī)模普及階段

　　三四年前，D類放大器在業(yè)界掀起了一個新技術(shù)的小高潮。D類放大器采用脈沖調(diào)制方式將輸入信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈沖，由MOSFET進行放大，再通過低通濾波器恢復(fù)出原始基帶信號。相較于傳統(tǒng)的AB類放大器，這種開關(guān)式的放大技術(shù)使其具備高轉(zhuǎn)換效率的優(yōu)勢，其轉(zhuǎn)換效率可以達到80%-90%，而傳統(tǒng)AB類放大器的轉(zhuǎn)換效率僅在50%左右。

　　不過，近兩年業(yè)界談?wù)揇類放大器技術(shù)的文章越來越少。“其實這并不是D類放大器市場轉(zhuǎn)淡了，而是該技術(shù)已經(jīng)比較成熟了。”ADI公司便攜式音頻產(chǎn)品線低功耗D類產(chǎn)品市場經(jīng)理張楊女士對《中國電子報》記者介紹說，“而且，這兩年D類放大器開始進入了大規(guī)模的應(yīng)用和普及階段，因此，業(yè)界對它的宣傳已經(jīng)側(cè)重于多元化的應(yīng)用了。”“估計市場上近1/3的手機已使用了D類放大器;32英寸以上的平板電視基本上也都采用了D類放大器;在組合音響、iPod音箱等應(yīng)用中，D類放大器也越來越普遍。”恩智浦半導(dǎo)體多重市場產(chǎn)品部產(chǎn)品市場經(jīng)理徐小林向《中國電子報》記者介紹D類放大器的普及情況時說，“除了上述音頻應(yīng)用外，在馬達控制領(lǐng)域，D類放大器也漸漸有了少量應(yīng)用，值得我們關(guān)注。”

　　美國美信集成電路產(chǎn)品公司中國區(qū)市場傳播及應(yīng)用支持經(jīng)理魏智也對《中國電子報》記者表示，隨著集成工藝的改進和相關(guān)技術(shù)的引入，現(xiàn)代D類放大器在線性度、占用電路板空間等方面的特性都得到了改善，再加上它的高效率優(yōu)勢，目前，絕大多數(shù)應(yīng)用都可以選擇適當?shù)腄類放大器。這些應(yīng)用包括低功耗便攜式應(yīng)用，如蜂窩電話和筆記本電腦，還包括大功率應(yīng)用，如車載音響系統(tǒng)或平板顯示器。

　　除了音頻和工業(yè)市場外，D類放大器甚至進入了新能源市場。“雖然今天D類放大器的增長領(lǐng)域還主要集中在便攜式產(chǎn)品市場，但它的應(yīng)用范圍非常廣泛。只要可以接受開關(guān)形式的應(yīng)用，都可以采用它。”張楊說，“D類放大器的效率高，功率損失小、發(fā)熱量少，現(xiàn)在，在能源轉(zhuǎn)換市場，逆變器也采用了D類放大器的原理，由此可見它的應(yīng)用范圍是相當廣泛的。”

　　降低成本改善EMI

　　在轉(zhuǎn)入大規(guī)模應(yīng)用之后，業(yè)界正在積極解決D類放大器在應(yīng)用中不斷出現(xiàn)的問題。

　　傳統(tǒng)D類放大器的一個主要缺點是它需要外部低通濾波器來恢復(fù)原始基帶信號，這不僅增加了方案總成本和電路板空間，也因濾波元件的非線性而給器件引入額外的失真。為此，美信開發(fā)了一種擴譜調(diào)制。據(jù)魏智介紹，實際開關(guān)頻率相對于標稱開關(guān)頻率的變化范圍可達到±10%，盡管開關(guān)波形在各個周期會隨機變化，但占空比不受影響，因此輸出波形可以保留音頻信息;擴譜調(diào)制有效拓展了輸出信號的頻譜能量分布，使頻譜能量不集中在開關(guān)頻率及其各次諧波上。“換句話說，輸出頻譜的總能量沒有變，只是重新分布在更寬的頻帶內(nèi)。這樣就降低了輸出端的高頻能量峰，因而將揚聲器電纜的EMI輻射降至最低。”她說，“雖然一些頻譜噪聲可能由擴譜調(diào)制引入音頻帶寬內(nèi)，但這些噪聲可以被反饋環(huán)路的噪聲整形功能抑制掉。”借助這一技術(shù)，美信推出了許多免去低通濾波器的D類放大器。美信新一代D類音頻功率放大器還在這項技術(shù)的基礎(chǔ)上增加了一項新的、正在申請專利的有源輻射抑制電路。該技術(shù)在不降低音頻性能的情況下進一步降低窄帶頻譜分量。

　　恩智浦則采用了多項專利來改善EMI問題，比如跳頻技術(shù)。目前，業(yè)內(nèi)無低通濾波器的D類放大器主要集中在小功率產(chǎn)品部分，當功率較大或放大器和揚聲器的連線比較長時，仍需要加濾波器。