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用D类放大器进行设计须知
来源:本站整理  作者:佚名  2010-04-08 18:54:31




用无滤波器的D类放大器连接到扬声器 (如手机扬声器),对于尺寸和成本都很敏感的应用来说是一个明显的优势。当D类放大器输出靠近扬声器时,扬声器线圈的寄生电阻和电感可组成一个适当的LR低通滤波器。可用于无滤波器配置的D类放大器的一个例子是欧胜的WM8960。如果D类放大器输出与扬声器的距离比较远,那么需要用一个铁氧体磁珠来产生少量附加的电感,以改善EMC性能。

电源设计
与线性A/B类放大器相比,采用D类放大器的设计师还必须更密切注意电源性能对音频输出质量的影响。因为D类输出是一个开关级,将电源轨直接有效地连接到音频输出后,电源上的音频频带波动将直接调制输出信号。因此,设计师必须确保音频频带上的高负载调节,或采取措施消除市电或音频带纹波的影响。


许多制造商提供浮动稳压器,必要时它可以添加到现有的电源中,以改善负载调节。对每个放大器输出采用一个独立的稳压器,具有减少音频通道之间串扰的附加优势。不过,一个额外的稳压器或一对稳压器增加了总的实现成本。此外,稳压器功耗降低了效率增益,而效率增益是采用D类放大器的一个关键理由。


此外,提高放大器的电源抑制比(PSRR),降低了负载调节对音频输出信号的影响。添加PWM输出到模拟音频输入的反馈通过补偿电源电压的变化提高了PSRR。这可以实现高达80dB左右的PSRR,这已经非常接近便携式应用使用的差分AB类放大器的PSRR。不过,如果D类放大器输入信号是纯粹的数字音频,那么这一技术不适用。全数字D类放大器的PSRR是0分贝,而且设计师必须确保电源电压的小偏差调节。


电源的瞬态性能也应当考虑。为了精确地再现PWM波形,电源必须能够对突如其来的电流变化迅速反应。线性放大器在这方面的要求不高,因为输出级的带宽局限于音频范围。对于一个针对D类放大器设计的电源来说,导致糟糕瞬态响应的音频带外电压波动,将调制PWM信号,从而引入在音频输出端可听得见的谐波失真。


一个有帮助的技术是安置不同输出级的MOSFET在不同的开关中,这可减少峰值电源电流。例如,欧胜5~7.1声道数字功放控制器WM8608,具有一个内嵌的‘PWM输出相’功能,它可在每个输出声道的PWM信号之间引入160ns的延迟,这样就具有PWM周期内分散开关瞬态电流的效果。在一个6声道的多声道系统中,这一技术可大幅降低最大瞬态负载电流,并降低串扰。

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