現(xiàn)在就讓我們來看一下 D 類放大器的基本原理和特點(diǎn)。
一、D 類放大器的工作原理
可能讀者都早就熟悉了 A 類、B 類、AB 類和C 類放大器，其實(shí)所有這些放大器的區(qū)別只是在于靜態(tài)工作點(diǎn)的選擇。A類放大器具有最大的靜態(tài)工作電流，也就是它在沒有輸入信號(hào)的時(shí)候也會(huì)消耗電流，因而顯然它的效率是最低的。但是，只要選擇合適的工作點(diǎn)，它通常具有最低的失真。B 類放大器則選擇了 50%的導(dǎo)通時(shí)間，它的效率肯定比 A 類放大器要高,但是失真也要嚴(yán)重很多。 AB 類放大器則是介于 A 類和B 類之間。 它的導(dǎo)通時(shí)間也是介于 50%到 100%之間。C 類放大器是指那些導(dǎo)通時(shí)間小于 50%的放大器，通常用于負(fù)載為調(diào)諧回路的射頻放大器中。
D 類放大器是一種完全不同的放大器，其實(shí)稱之為 D 類放大器似乎并不恰當(dāng)。因?yàn)樗⒉恢皇欠糯笃鞴ぷ鼽c(diǎn)的選擇。所以也有人稱之為“數(shù)字音頻放大器”。似乎這個(gè)名稱更為恰當(dāng)。因?yàn)橛幸环N D 類放大器可以接收數(shù)字輸入而省去 D/A 變換。 D 類放大器所采用的技術(shù)其實(shí)就是脈寬調(diào)制技術(shù) PWM(Pulse Width Modulation)。所謂脈寬調(diào)制技術(shù)也就是把模擬音頻信號(hào)的幅度來調(diào)制一系列矩形脈沖的寬度。這樣，一個(gè)模擬音頻信號(hào)就變成了一系列寬度受到調(diào)制的等幅脈沖信號(hào)。為什么要這樣做呢？因?yàn)檫@時(shí)候，要把信號(hào)放大，只要對(duì)這系列的脈沖信號(hào)放放大就可以了。而原來的模擬信號(hào)并不是包含在這個(gè)脈沖信號(hào)的幅度之中，而是包含在它的寬度之中。只要把這個(gè)放大以后的脈寬調(diào)制信號(hào)中所包含的低頻分量濾出來就可以得到放大以后的音頻信號(hào)。在沒有信號(hào)的時(shí)候，輸入信號(hào)就是對(duì)稱方波。所以如果在放大的時(shí)候，幅度上產(chǎn)生失真并不會(huì)使原來的音頻信號(hào)產(chǎn)生失真。在這種情況下的放大器就可以完全工作在開關(guān)狀態(tài)。 在開關(guān)工作狀態(tài)， 晶體管的效率是很高的。因?yàn)樵谕耆珜?dǎo)通的時(shí)候晶體管的電流很大但是壓降很小(由其飽和電阻決定)， 而在截止的時(shí)候，加在晶體管的電壓很高，但是流過晶體管的電流很小(只是其漏電流而已)。同時(shí)還可以使晶體管在沒有音頻信號(hào)時(shí)完全工作在截止?fàn)顟B(tài)，這樣其效率就更高。這種脈寬調(diào)制可以用一個(gè)等幅三角波來對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行采樣。 為了避免失真這個(gè)三角波的頻率必須遠(yuǎn)高于音頻信號(hào)的最高頻率分量。它的原理可以用圖 1 來說明。
D類音頻放大器詳解.pdf
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