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D类放大器,D类放大器是什么意思

作者:时间:2013-11-09来源:网络收藏

,是什么意思

的定义
  通过控制开关单元的ON/OFF,驱动扬声器的称D类。D类放大器首次提出于1958年,近些年已逐渐流行起来。
D类放大器的趋势
  数字放大器改善了音频质量和系统性能。
  D类放大器在过去的几代产品中,已经得到了巨大的发展,系统设计者极大地改善了系统的耐用性,并提高了其音频质量。实际上,对大多数应用者而言,使用这些放大器所带来的好处已经远远超过了它们的不足。
  在传统D类放大器中,用控制器将模拟或数字音频信号在被集成到功率后端设备中的功率MOSFET MOSFET管放大之前,转换成PWM PWM信号。这些放大器效率很高,使用很小的散热器或根本不需要散热器,且降低了对电源输出功率的要求。然而,与传统的A/B类放大器相比,它们本身也存在固有的成本、性能和EMI EMI方面的问题,解决这些问题就是D类放大器的发展新趋势。
  降低EMI
  自从D类放大器诞生以来,由于其自身的轨对轨(rail-to-rail)供电开关特性,而引起的大量辐射EMI,就一直困扰着系统设计者,这将使设备无法通过FCC FCC和CISPR CISPR认证。
  在D类调制器中,通过将音频信号与高频固定频率信号比较,并将结果在固定频率的载波上调制,数字音频信号被转换成了PWM信号。形成的信号是可变脉宽的固定载波频率(通常在几百kHz),然后由高压功率MOSFET对这些PWM信号进行放大,放 大后的PWM信号再通过低通滤波器去掉载频,恢复出原始基带音频信号。
  虽然这种拓扑结构很有效,但它也导致一些不希望的后果,如大量的辐射EMI。由于调制器采用固定频率载波,因此将产生基载波的多次谐波辐射。而且,由于PWM信号自身的开关特性,过冲/下冲和振铃将产生固定比率的高频(10~100MHz的范围)辐射EMI。为了压制辐射EMI,最新一代PWM调制器发展的趋势是采用扩展频谱调制技术。
  扩展频谱调制技术用于在更大的带宽内扩展开关PWM信号的频谱能量,而不改变原始音频的内容。一个改进传统调制器高辐射EMI的有效方法是改变PWM开关信号的两个边沿,如图1所示。信号以载波频率为中心,但任何一个边沿都不是按周期重复的。这不仅维持了固定载波频率,而且由于边沿不是以固定比率跳变的,载波频率上的辐射能量就得到了极大的降低。
  改善音频质量
  和性能优良的A/B类放大器相比,D类放大器的音频性能是很差的,不仅失真大,而且动态范围窄。所以,当前D类放大器的设计者就必须改进其性能。通过集成高性能采样率转换器(SRC)和Δ-Σ处理技术,新一代解决方案使失真(THD+N)得到了更大的改善,而且动态范围也超过了100dB。
  目前,D类放大器的一个噪声源是音频采样时钟的抖动。而时钟通常是由SOC(MPEG解码器和DSP等)产生的,即使很小的抖动也能迅速地影响到常规D类放大器的性能,因为音频时钟是与调制器的输出时钟关联的。
  解决这个问题的一个方法是采用SRC SRC技术。因为SRC使用本地稳定的时钟源来同步数字音频的时钟,例如石英晶体振荡器,所以调制器的输出抖动实际上与其他音频时钟是独立的、不相关的。SRC的另一个优点是无论输入音频的采样率如何波动,其输出开关比率都是固定的,这一点与基于PLL的调制器不同。当音频输入源改变或输入时钟缺失时,SRC也通过消除可听见的噪声改善了系统的耐用性。

通过控制开关单元的ON/OFF,驱动扬声器的放大器称D类放大器。

类放大器具有以下的特征。

D类放大器的特征

高效率

  以前的模拟放大器的效率停留在50%左右,剩下的50%主要作为热量被消耗。D类放大器的效率相当高,达到80~90%。不仅不浪费电源,有效地利用电源,还能得到较大的功率输出。以下是D类放大器和以前的模拟放大器的效率比较图表。可以看出D类放大器明显地高效率。

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低发热

  效率高,低发热。以前的高发热模拟放大器,封装大,需要大的散热板,因此需要较大的空间。而D类放大器发热少,能作小型封装。同时,不用散热板,从而能节约空间。以下是D类放大器和以前的模拟放大器的能量损失(发热)比较图表。可以看出D类放大器明显地能量损失(发热)小。

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低消耗电力

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关键词: D类 放大器

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