?? ???????????????????????? D類放大器在過(guò)去的幾代產(chǎn)品中已經(jīng)得到了巨大的發(fā)展，在傳統(tǒng)D類放大器中，用控制器將模擬或數(shù)字音頻信號(hào)在被集成到功率后端設(shè)備中的功率MOSFET管放大之前轉(zhuǎn)換成PWM信號(hào)。這些放大器效率很高，使用很小的散熱器或根本不需要散熱器，而且降低了對(duì)電源輸出功率的要求。然而，與傳統(tǒng)的A/B類放大器相比，它們本身也存在固有的成本、性能和EMI方面的問(wèn)題，解決這些問(wèn)題就是D類放大器的發(fā)展新趨勢(shì)。

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?? ?越來(lái)越多的D類放大器正用于有效驅(qū)動(dòng)蜂窩電話、個(gè)人媒體播放器、筆記本電腦以及其他便攜式消費(fèi)設(shè)備中的揚(yáng)聲器，代表了這些應(yīng)用的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。ADI公司的D類放大器采用擴(kuò)頻脈沖密度" title="脈沖密度">脈沖密度調(diào)制技術(shù)以降低電磁干擾" title="電磁干擾">電磁干擾(EMI)，采用無(wú)濾波拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)避免外部元件的使用，并采用高效架構(gòu)使功耗最低，這些技術(shù)使它們成為各種應(yīng)用的理想選擇。此外，ADI公司D類放大器更低的功耗使其更加“綠色”，保護(hù)環(huán)境。

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??? D類音頻放大器優(yōu)勢(shì)明顯

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??? 音頻是D類放大器的典型應(yīng)用，ADI公司新的D類音頻放大器使音頻處理器" title="音頻處理器">音頻處理器更具吸引力。ADAU1590、ADAU1592和ADAU1513是雙通道D類放大器，在同類音頻功率放大器中具有最佳的性能。這3款新的放大器在驅(qū)動(dòng)8Ω負(fù)載時(shí)具有90%" title="90%">90%的額定功率效率和101dB動(dòng)態(tài)范圍。

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??? ADAU1590和ADAU1592具有片內(nèi)脈沖密度調(diào)制(PDM)和閉環(huán)體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，這種體系結(jié)構(gòu)通過(guò)調(diào)理信號(hào)來(lái)補(bǔ)償發(fā)送到揚(yáng)聲器輸出誤差確保高質(zhì)量的音頻放大。它們也包含了集成的Σ-Δ模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，用來(lái)接收模擬輸入信號(hào)并且產(chǎn)生開(kāi)關(guān)脈沖輸出信號(hào)，直接驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器。ADAU1590和ADAU1592具有0.005%的總諧波失真加噪聲失真值(THD+N)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)6Ω負(fù)載時(shí)分別提供18W(立體聲)和11W(立體聲)功率。ADAU1592和ADAU1513的低失真、低噪聲和優(yōu)良的電源電壓抑制比(PSRR)能力與ADI公司音頻處理器(ADAV4101/4312/4322)的優(yōu)化接口相結(jié)合，能夠抑制電視機(jī)開(kāi)關(guān)時(shí)產(chǎn)生的音頻雜音，并且能夠消除當(dāng)揚(yáng)聲器音量設(shè)置到最小時(shí)殘留的本底噪聲。

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??? ADAU1513是D類功率放大器，提供14W(立體聲)功率，當(dāng)驅(qū)動(dòng)8Ω負(fù)載時(shí)具有90%的功率效率。由ADAV4201、ADAV4412或ADAV4422音頻處理器的脈寬調(diào)制(PWM)數(shù)字輸出信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)ADAU1513。ADAU1513包含帶差錯(cuò)標(biāo)志邏輯電平輸出的過(guò)熱保護(hù)和短路保護(hù)，以便與系統(tǒng)微控制器以及帶復(fù)位和靜音控制的功率級(jí)連接。

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??? D類放大器的應(yīng)用越來(lái)越廣，其應(yīng)用僅受到市場(chǎng)需求與設(shè)計(jì)工程師專業(yè)技術(shù)的限制。例如，D類放大器非常適合驅(qū)動(dòng)直流步進(jìn)電機(jī)，在PWM控制應(yīng)用中能夠節(jié)省能量。

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??? D類放大器與其他器件的集成將給整個(gè)D類放大器市場(chǎng)帶來(lái)積極影響，中國(guó)會(huì)對(duì)該市場(chǎng)的增長(zhǎng)做出重大貢獻(xiàn)。不過(guò)，獨(dú)立的D類放大器還將繼續(xù)提升其性能、輸出功率和效率。

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??? 降低電磁干擾性能突出

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??? 對(duì)于D類放大器來(lái)說(shuō)，PWM的一個(gè)替代方案是脈沖密度調(diào)制(PDM)。在PDM中，指定時(shí)間窗內(nèi)的脈沖數(shù)量與音頻信號(hào)的平均值成正比。單個(gè)脈沖的寬度不像PWM時(shí)那樣隨意，而是被量化為調(diào)制器時(shí)鐘周期的倍數(shù)。PDM中的高頻能量分布在更廣的頻率范圍內(nèi)，而不是集中在載頻倍頻的音調(diào)中，從而使PDM在EMI方面比PWM更有優(yōu)勢(shì)。時(shí)鐘頻率的鏡像中仍包含部分能量，但時(shí)鐘頻率范圍的典型值為3MHz～6MHz，鏡像位于音頻頻帶之外，很容易被LC低通濾波器" title="低通濾波器">低通濾波器濾除。PDM的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是：即使信號(hào)接近全調(diào)制，最小的脈寬也是一個(gè)采樣時(shí)鐘周期，這簡(jiǎn)化了門(mén)極驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)了理論上全功率的安全運(yùn)行。

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??? ADI推出的SSM2317系列就是采用PDM方案的D類放大器的典型產(chǎn)品。SSM2317是超高效率D類音頻的放大器，并且內(nèi)置了ALC(自動(dòng)電平控制)功能，這個(gè)功能可以根據(jù)改進(jìn)動(dòng)態(tài)范圍的需要而被激活。具有ALC的放大器可以幫助解決揚(yáng)聲器較小引起的問(wèn)題。雖然放大器本身在不增大工作電壓的情況下無(wú)法提高其最大輸出電壓，并且也不能增大揚(yáng)聲器的功率，但是，它可以在播放音頻的時(shí)候動(dòng)態(tài)調(diào)整輸出電壓的有效值。SSM2317僅增加了一個(gè)電阻就可以調(diào)整閾值以防止瞬時(shí)雜音的產(chǎn)生。可見(jiàn)，通過(guò)內(nèi)置ALC，D類放大器可以使移動(dòng)電話等便攜式設(shè)備具有最佳的效能。

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??? EMI是D類放大器目前面臨的一個(gè)問(wèn)題，如果不能正確地理解和使用，D類輸出的高頻器件會(huì)產(chǎn)生大量EMI，并影響其他設(shè)備的運(yùn)行。有兩類EMI信號(hào)值得關(guān)注：被輻射進(jìn)入空間的信號(hào)和通過(guò)揚(yáng)聲器和電源線傳導(dǎo)的信號(hào)。某些板級(jí)設(shè)計(jì)技術(shù)可以減少輻射，但調(diào)制方案決定著傳導(dǎo)與輻射EMI的基線頻譜。ADI公司利用擴(kuò)頻脈沖密度調(diào)制使得輻射最小，并利用咔嗒聲和爆米花噪聲抑制電路實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通和關(guān)斷期間輸出端電壓毛刺的最小化，從而減少了激活和禁用情況下聽(tīng)得見(jiàn)的噪聲。

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??? 無(wú)濾波問(wèn)題往往會(huì)被誤解。早期的D類放大器需要大型的LC濾波器，以過(guò)濾高頻開(kāi)關(guān)分量。不過(guò)，隨著調(diào)制技術(shù)的改進(jìn)，揚(yáng)聲器電感可以作為濾波器使用。揚(yáng)聲器與人耳的結(jié)合，可以成為極好的低通濾波器，使開(kāi)關(guān)噪聲變得聽(tīng)不見(jiàn)。不過(guò)，由揚(yáng)聲器電感和寄生電容組成的低通濾波器還不是理想的濾波器，因此ADI公司控制芯片的開(kāi)關(guān)速度和信號(hào)沿變化率，以將電磁輻射減到最小。

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