D類放大器是通過控制開關(guān)單元的ON/OFF，驅(qū)動揚聲器的放大器，D類放大器是常用的幾種放大器之一。為增進大家對D類放大器的認識，本文將對D類放大器的幾點發(fā)展趨勢予以詳細介紹。如果你對D類放大器具有興趣，不妨和小編一起來繼續(xù)往下閱讀哦。

1、改善音頻質(zhì)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(shè)計者就必須改進其性能。通過集成高性能采樣率轉(zhuǎn)換器（SRC）和Δ-Σ處理技術(shù)，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。

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(diào)制器的輸出時鐘關(guān)聯(lián)的。

解決這個問題的一個方法是采用SRC SRC技術(shù)。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(diào)制器的輸出抖動實際上與其他音頻時鐘是獨立的、不相關(guān)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(guān)比率都是固定的，這一點與基于PLL的調(diào)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。

與高端DAC DAC所采用的技術(shù)類似，通過集成高階Δ-Σ處理技術(shù)，D類放大器的音頻質(zhì)量也得到了改善。基于Δ-Σ技術(shù)的調(diào)制器采用可以降低調(diào)制誤差的內(nèi)部反饋。通過減小采樣誤差，調(diào)制器可以改善輸出失真，從而獲得更好的音質(zhì)。

2、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(guān)特性，而引起的大量輻射EMI，就一直困擾著系統(tǒng)設(shè)計者，這將使設(shè)備無法通過FCC FCC和CISPR CISPR認證。

在D類調(diào)制器中，通過將音頻信號與高頻固定頻率信號比較，并將結(jié)果在固定頻率的載波上調(diào)制，數(shù)字音頻信號被轉(zhuǎn)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(fù)出原始基帶音頻信號。

雖然這種拓撲結(jié)構(gòu)很有效，但它也導(dǎo)致一些不希望的后果，如大量的輻射EMI。由于調(diào)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(guān)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(diào)制器發(fā)展的趨勢是采用擴展頻譜調(diào)制技術(shù)。

擴展頻譜調(diào)制技術(shù)用于在更大的帶寬內(nèi)擴展開關(guān)PWM信號的頻譜能量，而不改變原始音頻的內(nèi)容。一個改進傳統(tǒng)調(diào)制器高輻射EMI的有效方法是改變PWM開關(guān)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(fù)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。

3、降低系統(tǒng)成本

為了追求D類放大器更低的成本，設(shè)計者在功率放大級采用半橋放大拓撲結(jié)構(gòu)，以達到降低復(fù)雜性和減少物料成本的目的。因為半橋結(jié)構(gòu)輸出通常是全橋的一半，功率MOSFET和外部濾波器件的數(shù)量也就減少一半。這也增加了后端設(shè)備單位功率通道數(shù)的數(shù)量。然而，半橋放大器在輸出端也需要一個隔直電容，而且對供電干線上的噪聲也是極其敏感的。

在啟動時，隔直流電容必須被充電到偏置點（高壓供電干線電壓的一半）。如果輸出信號沒有從地電位上升到偏置點，就會在揚聲器中產(chǎn)生很大的“噗”聲（開機沖擊聲）。新型的D類放大器采用預(yù)充電電容使啟動時揚聲器保持無聲。

使揚聲器在隔直電容充電時保持無沖擊聲的方法之一是使用數(shù)字電壓提升技術(shù)，也就是使PWM占空比從非開關(guān)狀態(tài)緩慢增加到50%。這將不會在揚聲器中產(chǎn)生較大的“噗”聲，但由于MOSFET開關(guān)時產(chǎn)生大量的瞬態(tài)電流，揚聲器也不是沒有聲音的。

使揚聲器在隔直電容充電時保持無沖擊聲的另一種方法是模擬電壓提升技術(shù)。在這種類型的電壓提升過程中，一個電流源將電容充電到偏置點。一旦電容兩端的電壓達到偏置點，電流源就會關(guān)閉。

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