D类音频放大器分类、技术指标及特性介绍

　　D类放大器首次提出是在1958年前后，从可能性到实用性，从复杂到相对容易实现，从并不理想的功耗性能 (效率)到远远超过AB类放大器，直至发展到现在更加集中于特定应用，其成本和性能 (包括音质在内)理论上已经和AB类不相上下。

　　以液晶面板为主要特征的平面显示设备 (如电脑显示器和电视机)，出于体积 (尤其是厚度)的要求和与效率直接相关的散热要求而更需要 D类放大器。对于便携设备(如手机、PDA等)则对效率的要求更加苛刻，更小的体积也是很大的诱惑。

　　本文从器件的角度讨论D类放大器的基本情况，包括分类、技术指标和特性等，同时罗列了常见器件并展示了未来发展方向。

　　一、D类放大器的庐山真面目根据IE C (国际电工委员会)60268-3文件的定义，音响放大器按工作状态分为A类、B类、AB类、D类4种。D类放大器在国内曾被称为开关式放大器，按照IEC对D类放大器的定义要点，即要放大的信号是载波 形式或者经过调制的脉冲信号和功率输出级工作于开关状态，笔者认为目前出现的数字儆码)放大器或者T类放大器等都应该属于 D类放大器的范畴，只不过侧重点各不相同或者说是为了突出自己的特点罢了。依据侧重点的不同，D类放大器也可以分成不同的种类，如下图所示。

　　1.模拟信号输入 D类放大器(1)脉览调制 (PWM)方式[1]固定频率调制：输入的模拟信号的瞬时幅度绝对值与频率数倍于自已的三角波的瞬时幅度绝对值相比较，高为 1、低为 0，由此，幅度变化的模拟信号就转化为宽度变化的方波脉冲信号了。

　　[2]可变频率调制：先产生一个方波基准信号，频率随模拟输入信号的频率成正比变化，以此为基准，再产生一个与之同步的一倍频的三角波信号去与模拟输入信号比较，由此产生频率和宽度都可变的方波脉冲信号去推动功率放大级。

　　产生这种方式的原因是作为调制信号的三角波，其频率理论上要高于模拟信号的10倍以上才比较理想。对于20kHz的音频信号来说，250kHz的调制信号是基本要求，而对于音频的低端20Hz的信号来说又有些浪费了，如果是高保真放大器，要求100kHz以内有平直的频率响应，就需要高达1MHz的调制信号，这样高的频率对功率输出级的效率和成本有很大影响，所以就出现了调制频率可变的 D类放大器，这种方式被现代 D类放大器广泛应用。PWM调制的基本原理如下图所示。

　　(2)脉冲密度调制 (PDM)方式模拟信号的幅度变化经过调制转化为脉冲的密度变化，也可以理解为频率的变化，即单位时间内的脉冲个数。这种方式目前应用不多，主要是Sharp (夏普)的△ ∑(∑ 上△)1bit (1比特)调制方式，也有多比特方式的方案发表。