移動(dòng)與便攜設(shè)備中的高效率放大器

D 類(lèi)放大器

這是由一個(gè) H-橋和一個(gè)負(fù)載組成的開(kāi)關(guān)式放大器（圖 7）。負(fù)載包括揚(yáng)聲器阻抗和一個(gè)無(wú)源濾波器。H-橋控制通過(guò)揚(yáng)聲器的電流，LC 濾波器則過(guò)濾開(kāi)關(guān)噪聲。為了更好地說(shuō)明為什么這種方式比傳統(tǒng)線(xiàn)性放大器更適合于移動(dòng)或便攜設(shè)備，我們必須查看各種結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣之處。

美國(guó)美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司的無(wú)濾波器 D 類(lèi)放大器 LM4667（圖 8）是全差分輸入輸出，用創(chuàng)新的調(diào)制器代替了 LC 輸出濾波器。由于節(jié)省了輸出濾波器，從而降低了元件數(shù)量，簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)，且減小了電路板面積。LM4667 用 Delta-sigma 調(diào)制技術(shù)處理模擬輸入信號(hào)，與傳統(tǒng)的脈寬調(diào)制方式相比，降低了輸出噪聲和 THD。

Delta-sigma 調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)

Delta-Sigma 調(diào)制的線(xiàn)性度優(yōu)于 PWM（脈寬調(diào)制），此外還改善了噪底和 THD+N 性能。

AB 類(lèi)放大器與 D 類(lèi)放大器效率比較

圖 9 顯示效率比較曲線(xiàn)，上方的曲線(xiàn)是 D 類(lèi)放大器的效率，下方的曲線(xiàn)是 AB 類(lèi)放大器的效率?？梢钥吹剑瑵M(mǎn)功率輸出時(shí)兩者的效率很接近（AB 類(lèi)約 65%，D 類(lèi)約 88%），只有 23% 的差別，但在實(shí)際應(yīng)用中，多數(shù)時(shí)間里放大器的輸出處于 1/3 到 1/2 功率，此時(shí) AB 類(lèi)放大器效率僅為 30-40%，而 D 類(lèi)放大器則有 80% 以上。巨大的效率差（40% 以上）意味著無(wú)用功率（產(chǎn)生熱量）和降低電池的使用時(shí)間。

總結(jié)

A 類(lèi)放大器效率低，但是具有高保真。

B 類(lèi)放大器一般不用于音頻領(lǐng)域，因?yàn)?B 類(lèi)放大器波形的一小部分會(huì)發(fā)生交越失真。落入 0.6V 窗口中的波形不能被準(zhǔn)確地放大。

AB 類(lèi)放大器效率比 A 類(lèi)放大器高得多，并且沒(méi)有 B 類(lèi)放大器的失真問(wèn)題。

D 類(lèi)放大器的效率很高。效率的提高可以轉(zhuǎn)化為更低的系統(tǒng)成本、更低的工作溫度、更低的供電電壓以及更低的功耗。AB 類(lèi)放大器的實(shí)際工作效率在 30-40% 間徘徊，而D 類(lèi)放大器的效率可輕易達(dá)到 80%。