移动与便携设备中的高效率放大器

D 类放大器

这是由一个 H-桥和一个负载组成的开关式放大器（图 7）。负载包括扬声器阻抗和一个无源滤波器。H-桥控制通过扬声器的电流，LC 滤波器则过滤开关噪声。为了更好地说明为什么这种方式比传统线性放大器更适合于移动或便携设备，我们必须查看各种结构的优劣之处。

美国美国国家半导体公司的无滤波器 D 类放大器 LM4667（图 8）是全差分输入输出，用创新的调制器代替了 LC 输出滤波器。由于节省了输出滤波器，从而降低了元件数量，简化了电路设计，且减小了电路板面积。LM4667 用 Delta-sigma 调制技术处理模拟输入信号，与传统的脉宽调制方式相比，降低了输出噪声和 THD。

Delta-sigma 调制的优点

Delta-Sigma 调制的线性度优于 PWM（脉宽调制），此外还改善了噪底和 THD+N 性能。

AB 类放大器与 D 类放大器效率比较

图 9 显示效率比较曲线，上方的曲线是 D 类放大器的效率，下方的曲线是 AB 类放大器的效率。可以看到，满功率输出时两者的效率很接近（AB 类约 65%，D 类约 88%），只有 23% 的差别，但在实际应用中，多数时间里放大器的输出处于 1/3 到 1/2 功率，此时 AB 类放大器效率仅为 30-40%，而 D 类放大器则有 80% 以上。巨大的效率差（40% 以上）意味着无用功率（产生热量）和降低电池的使用时间。

总结

A 类放大器效率低，但是具有高保真。

B 类放大器一般不用于音频领域，因为 B 类放大器波形的一小部分会发生交越失真。落入 0.6V 窗口中的波形不能被准确地放大。

AB 类放大器效率比 A 类放大器高得多，并且没有 B 类放大器的失真问题。

D 类放大器的效率很高。效率的提高可以转化为更低的系统成本、更低的工作温度、更低的供电电压以及更低的功耗。AB 类放大器的实际工作效率在 30-40% 间徘徊，而D 类放大器的效率可轻易达到 80%。