多种技术破解电磁干扰难题 D类放大器市场前景看好

　　效率优势明显

　　●功耗低符合节能环保要求

　　●散热少缩减电路板尺寸

　　张洪为　　A类放大器使用一只晶体管作为直流电流源，能够提供扬声器需要的最大音频电流，其输出级可以提供优良的音质，但功耗非常大，因为通常有很大的直流偏置电流流过输出级晶体管，而没有提供给扬声器。

　　B类放大器没有直流偏置电流，所以功耗大大减少。其输出晶体管是以推拉方式独立控制，从而允许高端晶体管为扬声器提供正电流，而低端晶体管吸收负电流。由于只有信号电流流过晶体管，因而减少了输出级功耗。但是B类放大器电路的音质较差，因为当输出电流过零点和晶体管在通断状态之间切换时会造成线性误差。

　　AB类放大器是A类放大器和B 类放大器的折中，它也使用直流偏置电流，但它远小于单纯的A类放大器。小的直流偏置电流足以防止交越失真，从而能提供良好的音质，其功耗介于A类放大器和 B类放大器之间，也需要一些控制电路以使其提供或吸收大的输出电流。遗憾的是，即使是精心设计AB类放大器也有很大的功耗。

　　D类放大器由于具有不同的拓扑结构，其功耗远小于上述任何一类放大器。D类放大器的输出级在正电源和负电源之间切换从而产生一串电压脉冲。这种波形有利于降低功耗，因为当输出晶体管在不导通时具有零电流，并且在导通时具有很低的电压，因而功耗较低。

　　魏 智大多数音频系统设计工程师都非常清楚，D类放大器与线性音频放大器相比，在功效上有相当的优势。对于线性放大器来说，偏置元件和输出晶体管的线性工作方式会损耗大量功率。因为D类放大器的晶体管只是作为开关使用的，用来控制流过负载的电流方向，所以输出级的功耗极低。D类放大器的功耗主要来自输出晶体管导通阻抗、开关损耗和静态电流开销，放大器的功耗主要以热量的形式耗散。D类放大器对散热器的要求大为降低，甚至可省掉散热器，因此非常适用于紧凑型大功率应用。

　　过去，基于PWM（脉宽调制）方式的典型D类放大器需要外部滤波元件，会产生 EMI（电磁干扰）问题，并且"THD+N"（总谐波失真+噪声）性能较差，因此与线性放大器相比，它的高效优势大为失色。然而，最新一代的D类放大器采用先进的调制和反馈技术，可很好地缓解上述难题。

　　张秋明　　与AB类放大器相比，D类放大器最大的优点是效率高：一般AB类放大器的效率不超过40%，而D类放大器通常可以达到80%以上，最高可以超过90%.由于其高效率，D类放大器体积可以做得很小，便于采用较小的封装，在中小功率产品中，基本上不需要外加散热器。

　　目前同等功率的D类放大器单颗芯片价格要比AB类贵，但是由于不需要散热片，在一些大功率应用比如组合音响、家庭影院上，D类和AB类总成本比较接近。另外，采用D类放大器还可以节省电源成本和能源消耗，符合节能环保趋势。

　　林欣欣　　D类放大器的开关结构是比AB类放大器更优胜的地方，但这也造就了它的缺点，即EMI的问题。人耳的听力范围介于200Hz至20kHz之间，D类放大器PWM信号的开关频率一般要高于这个范围，因此终端用户听不到PWM频率噪声。但是，当开关信号及其高频谐波被传播至PCB（印制电路板）上时，它可能与系统中的射频（RF）电路产生干扰。所以为了尽量减少任何潜在EMI问题所带来的影响，必须审慎地进行EMI滤波和做好布线预防措施。

　　通常来讲，D类放大器的"总谐波失真+噪声"额定值低于0.1%，而AB类通常低于0.01%.但对大多数扩音器应用而言，D类放大器的输出声音质量都可接受。只不过在头戴式耳机应用中，由于音频输出接近人耳，需要高保真的音频质量，所以，AB类放大器仍是设计的首选。

　　D类放大器调制音频信号采用的是PWM信号，而PWM信号是由电源电压进行偏置。D类放大器的额定电源抑制比（PSRR）可用于衡量这类放大器由电源电压波动产生失真的程度。设计人员应选具有较佳PSRR的D类放大器。

　　王新成　　AB类放大器采用了运算放大器的结构，由误差校正、电压放大和电流放大三部分组成，使用的全部是线性器件。D类放大器是由三角波产生器、积分器、比较器和电流开关组成，使用的是脉冲数字电路，几乎全部是非线性器件。AB类放大器具有良好的性能指标和更好的音质。D类放大器有很高的效率和明快的中高音，但存在EMI问题。D类放大器更适合于便携式电子产品、平板电视和有源音箱。但目前由于价格高于AB类放大器，应用没有AB类广泛。

　　罗姆专家以前的扬声器放大器以AB类为代表的模拟方式为主流产品。此方式中，电源功率大部分提供给内部电路的偏置，以使输出三极管工作在线性区域，因此功率损失较大，从而产生较大的发热量（无用的能量）。因此，在成品当中，作为高发热量的对策，都必须采用大型散热片或散热风扇。针对这种现象，D类放大器中给扬声器负载提供电流的输出三极管工作于开关状态，功率损失非常小，因此，D类放大器具有发热量小的显著优点。

　　张 扬　 能够使用线性放大器的任何场合都可以使用D类放大器。不过，D类放大器功耗更低，产生的热量更少，不仅能够减小电路板尺寸，降低成本，并能延长便携式系统的电池寿命，因此，在应用中具有明显优势。

　　D类放大器采用了最新的技术，成本比线性放大器略高，但其价格正在下降。由于D类放大器功耗较低，因此省去了与散热器、风扇或其他冷却设备相关的成本（与空间）。此外，当利用数字信号源进行驱动时，线性放大器需要数模转换器（DAC）将数字音频信号转换为模拟格式，而数字输入的D类放大器有效集成了DAC功能，进一步减小了成本与PCB面积。