D类音频功放IC常见问答

个自供电耳机中，这并没有什么问题。很多蓝牙耳机有全桥D类放大器来提供最佳的电池使用周期。在这样的系统中，耳机线会很短，负载阻抗也是已知的。

D类放大器可以工作在锂电池上吗?

用于便携式设备的D类放大器的标准工作电压为3V到4.2V，因此对于使用锂电池或锂聚合物电池十分理想。在这样的供电范围内，可用的功率随着电池电压变化而变化。例如，当负载为8Ω时，供电电压为3V就意味着功率为500mW，而电压变为4.2V时功率为1.1W。实际性能依赖于D类放大器。

如何在较大的供电范围内获取稳定的输出功率?

D类放大器的高效率使其成为升压供电系统的理想之选。一些负载为8Ω的应用需要输出功率为1W，而不考虑电池电压情况。在这样的系统中，使用D类放大器可以满足这样性能要求。

一些D类放大器有升压转换装置，如LM48510。这就为放大器提供了一个开关模式的电源供应，因此当电压超过5.5V时，D类放大器仍可以工作。这种方法的另一个好处是升压可以用作LED闪光灯或照明。

什么是无滤波式D类放大器

无滤波式D类放大器具有自适应输出调制功能，因此塔可用于直接连接扬声器，中间无需滤波器。无滤波式D类放大器可用在那些耳机线小于10cm的应用中。

如果是非无滤波式D类放大器，那么推荐使用一个滤波器。脉宽调制(PWM)波形会在扬声器的音圈中造成较高的I2R失真，进而减小了电池的寿命，并可能会破坏扬声器。

为什么我的无滤波式D类放大器中还有滤波器?

很多无滤波式D类放大器，如LM4675，在其演示板上依然包含了一个滤波器。这个滤波器是为了允许用户通过典型的示波器和音频分析仪来测试那个其D类放大器的性能。PWM波形比声音信号本身好强的多，因此可以驱动这些测试仪器的输入。该滤波器的出现允许使用标准的测试设备来对系统进行评估。

我是否需要一个滤波器用在D类放大器上?

在连接线较短的应用中，这个问题的回答是：不需要。一些D类放大器使用了扩频时钟来减小RF能量出现在输出上。边缘速率受限的电路减小了实际的RF能量渗到输出端。将扩频和边缘速率受限结合起来，例如LM48310，就可以实现最佳的电磁兼容认证，而无需输出滤波器。

如何为D类放大器设计滤波器?

L = (0.225 * RL) / fC

C= 0.113 / (RL * fC)

用于D类放大器的低通滤波器可以使用同一公式和(或)同样的软件，如扬声器天桥。在绝大多数应用中，二阶巴特沃斯传递函数会提供最佳组合性能，包括敏感度及成本。对于单端放大器而言，该公式可表示为：

L = (0.225 * RL) / fC

C= 0.113 / (RL * fC)

其中RL为扬声器的阻抗，fC为理想的截止频率，L和C分别为该滤波器的电感和电容。例如，当负载阻抗为8Ω和理想截止频率为30kHz时，电感值为60μH，电容值为0.47μF。

不幸的是，60μH是一个非标准的值，因此我们需要增加该值成为标准的68μH。通过逆推电感方程，可得新的截止频率为26.5kHz，因此我们会获得新的电容值为0.53μF，这可以通过将0.47μF的电容和6800pF的电容并联而近似得到。。

L1 = L2 = (0.113 * RL) / fC

CTOT = 0.225 / (RL * fC)

对于全桥D类放大器，上述公式可修改称如下所示：

L1 = L2 = (0.113 * RL) / fC

CTOT = 0.225 / (RL * fC)

CTOT = CS1 + CS2 + (2 * CD1)

其中L1和L2是两个所需的电感，CTOT是总的负载电容。全桥D类放大器的负载电容通常可通过下列公式得到

CTOT = CS1 + CS2 + (2 * CD1)

其中CS1和CS2分别是接地的并联电容，CD1是微分电容。例如，对于负载阻抗为8Ω和理想截止频率为30kHz时，电感为30μH，而电容为0.934μF。

不幸的是，30μH是非理想的值，因此需要修改该值成标准的33μH，从而需要逆推电感公式得到新的截止频率为27.4kHz，进而新的电容为1.03μF。可以将设置CD1=0.47μF，CS1=0.047μF，CS2=0.047μF来得到所需的CTOT。

这种分离滤波器电容方法的最大好处在于，这样可以得到很好的电磁兼容性能和良好的音频性能。CD1值越大，越能提高音频频段的滤波性能;CS1和CS2越小，越能使能减小电磁兼容测试时的高频干扰。