D�功放也稱�(shù)字式放大�,利用極高頻率的轉(zhuǎn)�開關(guān)電路來放大音頻信�(hào),具有效率�,體積小的�(yōu)�(diǎn),許多功率高達(dá)1000W的丁類放大器,體積只不過像VHS錄像帶那么大,在許多應(yīng)用方面具有顯著的�(yōu)�(shì),因?yàn)檩^小的功率耗散意味著更低的�(fā)熱量�電路�空間及成本的節(jié)省和便攜式系�(tǒng)�電池工作�(shí)間的延長�
D類放大器的有源元件是開關(guān)輸出�(jí)和調(diào)制器。該電路的成本可以大致與模擬線性放大器的成本相�(dāng),而系�(tǒng)的其他元件上是需要真正付出代�(jià)的地��
D類放大器的較低的功率耗散可以為其省下冷卻裝置(散熱器或者風(fēng)扇)的成本(和空間)。D類集成電路放大器可以使用一�(gè)比線性放大器更小�、更便宜的封�。在利用�(shù)字音頻信�(hào)源�(jìn)行播放時(shí),模擬的線性放大器需要通過�(shù)字-模擬變換器來將音頻信�(hào)變換為模擬形�。模擬輸入的D類放大器也需要數(shù)模變換器,但�(shù)字輸入型電路可以有效的集成一�(gè)D/A�(zhuǎn)換器功能�
另一方面,D類放大器在成本上的主要缺�(diǎn)就在于它要使用LC濾波�。該元件——特別是電感——將占用電路板空間并增加成本。在大功率的放大器中,總的系�(tǒng)成本仍然具有競爭力,�?yàn)樵诶鋮s裝置方面�(shí)�(xiàn)的極大的成本節(jié)約可以抵消LC濾波器的成本的增�。但�,在�(duì)成本敏感的、低功耗的�(yīng)用中,電感的成本是巨大的。在極端情況�,如手機(jī)用的低價(jià)位放大器,放大器IC的成本可能低于總的LC濾波器的成本。此�,即使不考慮成本,LC濾波器所占用的電路板空間�(duì)于小外形尺寸的應(yīng)用來說也是一�(gè)問題�
為了解決這些問題,有�(shí)人們干脆取消LC濾波�,即采用一�(gè)無濾波的放大�。這可以節(jié)約成本和空間,雖然不能享受到低通濾波的好處。如果沒有濾波器的話,EMI和高頻功率耗散可能�(huì)增加到令人無法接受的地步,除非揚(yáng)聲器是電感性的,其位置緊鄰放大器,而且電路�(huán)面積很小,功率水平很�。雖然在手機(jī)等便攜式�(yīng)用中�??梢宰鞯竭@一�(diǎn),但該技�(shù)并不適用于功率更大的系統(tǒng),如家用立體聲音響�
D類放大器的有源元件是開關(guān)輸出�(jí)和調(diào)制器。該電路的成本可以大致與模擬線性放大器的成本相�(dāng),而系�(tǒng)的其他元件上是需要真正付出代�(jià)的地��
D類放大器的較低的功率耗散可以為其省下冷卻裝置(散熱器或者風(fēng)扇)的成本(和空間)。D類集成電路放大器可以使用一�(gè)比線性放大器更小�、更便宜的封裝。在利用�(shù)字音頻信�(hào)源�(jìn)行播放時(shí),模擬的線性放大器需要通過�(shù)字-模擬變換器來將音頻信�(hào)變換為模擬形�。模擬輸入的D類放大器也需要數(shù)模變換器,但�(shù)字輸入型電路可以有效的集成一�(gè)D/A�(zhuǎn)換器功能�
另一方面,D類放大器在成本上的主要缺�(diǎn)就在于它要使用LC濾波�。該元件——特別是電感——將占用電路板空間并增加成本。在大功率的放大器中,總的系�(tǒng)成本仍然具有競爭�,因?yàn)樵诶鋮s裝置方面�(shí)�(xiàn)的極大的成本節(jié)約可以抵消LC濾波器的成本的增加。但�,在�(duì)成本敏感的、低功耗的�(yīng)用中,電感的成本是巨大的。在極端情況下,如手�(jī)用的低價(jià)位放大器,放大器IC的成本可能低于總的LC濾波器的成本。此�,即使不考慮成本,LC濾波器所占用的電路板空間�(duì)于小外形尺寸的應(yīng)用來說也是一�(gè)問題�
為了解決這些問題,有�(shí)人們干脆取消LC濾波�,即采用一�(gè)無濾波的放大器。這可以節(jié)約成本和空間,雖然不能享受到低通濾波的好處。如果沒有濾波器的話,EMI和高頻功率耗散可能�(huì)增加到令人無法接受的地步,除非揚(yáng)聲器是電感性的,其位置緊鄰放大�,而且電路�(huán)面積很小,功率水平很�。雖然在手機(jī)等便攜式�(yīng)用中常常可以作到這一�(diǎn),但該技�(shù)并不適用于功率更大的系統(tǒng),如家用立體聲音��
憑借諸如的功率效率、較小的熱量以及較輕的供電電源等�(yōu)�(diǎn),D類放大器正在音頻世界掀起風(fēng)暴,這一�(diǎn)兒也不令人驚�。的確,隨著技�(shù)的成熟以及其所�(dá)到越來越好的聲音重現(xiàn)效果,看起來繼續(xù)使用D類放大器向市場滲透是一�(gè)頗有把握的賭�,以往在這�(gè)市場上只有傳�(tǒng)的線性(A�、B類或AB類)功率放大器能夠提供令人滿意的性能�
�(huán)繞聲格式的不斷�(jìn)步加速了這種趨勢(shì)。由于越來越多的家庭和車�(nèi)娛樂系統(tǒng)、DVD播放器以及AV接收�(jī)需要驅(qū)�(dòng)六�(gè)或更多的�(yáng)聲器,線性放大器及其電源的尺寸增大了,并且產(chǎn)生了更多的熱量。例如,Dolby Digital(杜比數(shù)字)格式要求六�(gè)�(dú)立的輸出�(jí),而更新推出的Dolby Digital EX要求更多�8聲道。鑒于此,D類放大技�(shù)的優(yōu)�(shì)顯得比以往更加突出�
輸出�(jí)�(shù)模轉(zhuǎn)換機(jī)�
所有D類系�(tǒng)的共同特�(diǎn)及其超群的功率效率的奧秘就在于輸出級(jí)(通常是MOSFET)的電源器件總是要么全通要么全�(guān)。這與線性放大器形成�(duì)�,線性放大器輸出晶體管的�(dǎo)通狀�(tài)隨時(shí)間變化。晶體管消耗的功率是其壓降與流過電流之積(P=IV�,通常占到線性放大器消耗的總功率的50[%]或更多。在D類系�(tǒng)中不是這樣。由于所有輸出晶體管要么壓降為零(處于“通”狀�(tài))要么流過的電流為零(處于“關(guān)”狀�(tài)�,理論上根本不會(huì)損失能量?;氐浆F(xiàn)�(shí)世界中,安裝在數(shù)以百萬計(jì)的微處理器之上的冷卻�(fēng)扇表明即使是純數(shù)字系�(tǒng)也會(huì)以發(fā)熱的形式浪費(fèi)能量,D類放大器�(dá)到的功率效率�85�90[%]之間�
不過,如何使一�(gè)天生只能�(chǎn)生方波的開關(guān)器件再現(xiàn)音樂中多種多樣的波形�?某些類型的高頻“數(shù)字”信�(hào)可以通過低通濾波產(chǎn)生平滑的“模擬”輸�。最廣泛使用的就是脈寬調(diào)制(PWM:pulse width modulaTIon)技�(shù),其中矩形波的占空比與音頻信�(hào)的振幅成正比�
D類放大器以極高的放大效率受到用戶青睞,隨著技�(shù)的�(jìn)�,原來保真度低的缺陷也得到逐漸解決,應(yīng)用范圍已�(kuò)大到家庭、汽車電子領(lǐng)��
"隨著D類放大器技�(shù)的不斷�(jìn)步,�(xiàn)在D類放大器已可做到失真極少,因此能確保音頻系統(tǒng)高度原音�"美國國家半導(dǎo)體亞太區(qū)音頻�(chǎn)品市場經(jīng)理林偉山表示。因�,在便攜式電池供電多媒體�(chǎn)品中,D類放大器已經(jīng)得到普遍的應(yīng)�,一般來說,D類放大器比采用AB類放大器可以提高2�3倍電池使用壽��
而在家庭AV�(shè)備市場,D類放大器已在一些DVD 播放�(jī)、LCD-TV以及特大功率的家庭影院中被使��"這些�(chǎn)品在�(shí)�(xiàn)小型化的同時(shí),還要求高功率,或者同�(shí)�(shí)�(xiàn)高功率與多種功能。在此情況下,D 類放大器擁有極大的市場潛力�"TI高性能模擬�(chǎn)品部市場營銷�(jīng)理Gregory Davis說道。采用D類放大器的好處是無需為音頻放大器加設(shè)體積較大的散熱器,確保系�(tǒng)外型更為小巧,而且也有助于簡化系統(tǒng)�(shè)�(jì)�
D類放大器在汽車音響和GPS等車載電子中的應(yīng)用也越來越廣�"大部分汽車音響系�(tǒng)的揚(yáng)聲器,尤其輸出功率較大的超低音揚(yáng)聲器,較宜采用D 類放大器,因?yàn)樗w積小巧,可以節(jié)省電路板的板面空�。汽車內(nèi)的全球定位系�(tǒng)都利用D類放大器提供語音指示�"林偉山稱。D類放大器在汽車音響領(lǐng)域也具有越來越強(qiáng)的競爭力�
"不過相對(duì)于便攜式�(chǎn)品市�,汽車音響市場對(duì)D類放大器的需求量尚小,大多數(shù)是使用在高端�(chǎn)品中,主要目的也是降低功耗和節(jié)約能源。而且車載型產(chǎn)品的等級(jí)要求�(yuǎn)高于消費(fèi)類產(chǎn)�,因此車載型的D類放大器尚難吸引各汽車電子供�(yīng)商的高度注意�
維庫電子通,電子知識(shí),一查百��
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