D類(lèi)放大器是通過(guò)控制開(kāi)關(guān)單元的ON/OFF，驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器的放大器，D類(lèi)放大器是常用的幾種放大器之一。為增進(jìn)大家對(duì)D類(lèi)放大器的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)D類(lèi)放大器的幾點(diǎn)發(fā)展趨勢(shì)予以詳細(xì)介紹。如果你對(duì)D類(lèi)放大器具有興趣，不妨和小編一起來(lái)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(lèi)放大器相比，D類(lèi)放大器的音頻性能是很差的，不僅失真大，而且動(dòng)態(tài)范圍窄。所以，當(dāng)前D類(lèi)放大器的設(shè)計(jì)者就必須改進(jìn)其性能。通過(guò)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(dòng)態(tài)范圍也超過(guò)了100dB。

D類(lèi)放大器的一個(gè)噪聲源是音頻采樣時(shí)鐘的抖動(dòng)。而時(shí)鐘通常是由SOC（MPEG解碼器和DSP等）產(chǎn)生的，即使很小的抖動(dòng)也能迅速地影響到常規(guī)D類(lèi)放大器的性能，因?yàn)橐纛l時(shí)鐘是與調(diào)制器的輸出時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的。

解決這個(gè)問(wèn)題的一個(gè)方法是采用SRC SRC技術(shù)。因?yàn)镾RC使用本地穩(wěn)定的時(shí)鐘源來(lái)同步數(shù)字音頻的時(shí)鐘，例如石英晶體振蕩器，所以調(diào)制器的輸出抖動(dòng)實(shí)際上與其他音頻時(shí)鐘是獨(dú)立的、不相關(guān)的。SRC的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是無(wú)論輸入音頻的采樣率如何波動(dòng)，其輸出開(kāi)關(guān)比率都是固定的，這一點(diǎn)與基于PLL的調(diào)制器不同。當(dāng)音頻輸入源改變或輸入時(shí)鐘缺失時(shí)，SRC也通過(guò)消除可聽(tīng)見(jiàn)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(lèi)似，通過(guò)集成高階Δ-Σ處理技術(shù)，D類(lèi)放大器的音頻質(zhì)量也得到了改善?；讦?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(guò)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(lèi)放大器誕生以來(lái)，由于其自身的軌對(duì)軌（rail-to-rail）供電開(kāi)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(jì)者，這將使設(shè)備無(wú)法通過(guò)FCC FCC和CISPR CISPR認(rèn)證。

在D類(lèi)調(diào)制器中，通過(guò)將音頻信號(hào)與高頻固定頻率信號(hào)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(hào)被轉(zhuǎn)換成了PWM信號(hào)。形成的信號(hào)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(duì)這些PWM信號(hào)進(jìn)行放大，放 大后的PWM信號(hào)再通過(guò)低通濾波器去掉載頻，恢復(fù)出原始基帶音頻信號(hào)。

雖然這種拓?fù)浣Y(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(hào)自身的開(kāi)關(guān)特性，過(guò)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(shì)是采用擴(kuò)展頻譜調(diào)制技術(shù)。

擴(kuò)展頻譜調(diào)制技術(shù)用于在更大的帶寬內(nèi)擴(kuò)展開(kāi)關(guān)PWM信號(hào)的頻譜能量，而不改變?cè)家纛l的內(nèi)容。一個(gè)改進(jìn)傳統(tǒng)調(diào)制器高輻射EMI的有效方法是改變PWM開(kāi)關(guān)信號(hào)的兩個(gè)邊沿，如圖1所示。信號(hào)以載波頻率為中心，但任何一個(gè)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(lèi)放大器更低的成本，設(shè)計(jì)者在功率放大級(jí)采用半橋放大拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以達(dá)到降低復(fù)雜性和減少物料成本的目的。因?yàn)榘霕蚪Y(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(gè)隔直電容，而且對(duì)供電干線(xiàn)上的噪聲也是極其敏感的。

在啟動(dòng)時(shí)，隔直流電容必須被充電到偏置點(diǎn)（高壓供電干線(xiàn)電壓的一半）。如果輸出信號(hào)沒(méi)有從地電位上升到偏置點(diǎn)，就會(huì)在揚(yáng)聲器中產(chǎn)生很大的“噗”聲（開(kāi)機(jī)沖擊聲）。新型的D類(lèi)放大器采用預(yù)充電電容使啟動(dòng)時(shí)揚(yáng)聲器保持無(wú)聲。

使揚(yáng)聲器在隔直電容充電時(shí)保持無(wú)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(kāi)關(guān)狀態(tài)緩慢增加到50%。這將不會(huì)在揚(yáng)聲器中產(chǎn)生較大的“噗”聲，但由于MOSFET開(kāi)關(guān)時(shí)產(chǎn)生大量的瞬態(tài)電流，揚(yáng)聲器也不是沒(méi)有聲音的。

使揚(yáng)聲器在隔直電容充電時(shí)保持無(wú)沖擊聲的另一種方法是模擬電壓提升技術(shù)。在這種類(lèi)型的電壓提升過(guò)程中，一個(gè)電流源將電容充電到偏置點(diǎn)。一旦電容兩端的電壓達(dá)到偏置點(diǎn)，電流源就會(huì)關(guān)閉。

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