d類功放指d類音頻功放(有時也叫數(shù)字功放)。通過控制開關(guān)單元的開/關(guān)來驅(qū)動揚聲器的放大器稱為D類放大器。D類放大器最早提出于1958年，近年來逐漸流行。出版多年。與一般的線性AB類功放電路相比，D類功放具有效率高、體積小的特點。

▲ D系列專業(yè)數(shù)字功率放大器

01.d類功率放大器的工作原理

D類功放設(shè)計與AB類功放設(shè)計完全不同。此時功放管的線性度意義不大，開關(guān)響應(yīng)和飽和壓降更重要。由于功放管處理的脈沖頻率是音頻信號的幾十倍，而且要求保持良好的脈沖前后沿，所以管的開關(guān)響應(yīng)更好。另外，整機的效率在于管道飽和壓降造成的管道消耗。因此，飽和管的低壓降不僅效率高，而且簡化了功率放大管的散熱結(jié)構(gòu)。前幾年高頻大功率管價格昂貴，一定程度上限制了D類功率放大器的發(fā)展。目前，小電流控制大電流的金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，特別是近年來，UHC金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管在高保真功率放大器中得到了應(yīng)用，消除了器件的障礙。

調(diào)制電路也是D類功放的一個特殊環(huán)節(jié)。要將20KHz以下的音頻調(diào)制成PWM信號，三角波的頻率至少應(yīng)為200KHz。如果頻率太低，不能滿足THD標(biāo)準(zhǔn)的相同要求，則要求無源LC低通濾波器的元器件高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。頻率高，輸出波形鋸齒波小，更接近原始波形，THD小。而且，濾波器可以由低值、小尺寸、精度要求相對較差的電感和電容制成，成本也相應(yīng)降低。但此時晶體管的開關(guān)損耗會隨著頻率的增加而上升，無源器件中的高頻損耗和射頻的趨膚效應(yīng)會降低整機的效率。調(diào)制頻率越高也會造成射頻干擾，所以調(diào)制頻率不能高于1MHz。

同時，三角波形的形狀、頻率的準(zhǔn)確性和時鐘信號的抖動都會影響恢復(fù)信號與原始信號之間的差異引起的失真。因此，為了實現(xiàn)高保真，許多考慮與數(shù)字音頻保真相同。

另一個與音質(zhì)密切相關(guān)的因素是驅(qū)動輸出和負載之間的無源濾波器。低通濾波器在大電流下工作，負載是音箱。嚴(yán)格來說，設(shè)計中應(yīng)該考慮到揚聲器阻抗的變化，但是指定一款揚聲器作為功放產(chǎn)品是不可行的，所以D類放大器和揚聲器的匹配更有發(fā)燒友的空間。證明了當(dāng)失真小于0.5%時，二階巴特沃茲平坦響應(yīng)低通濾波器能夠滿足要求。如果要求更高，需要四階濾波器，那么就必須考慮成本和匹配。

近年來常用的D類功率放大器都有集成電路芯片，用戶只需根據(jù)需要設(shè)計低通濾波器即可。

02.d類功率放大器的優(yōu)勢

1.D類功率放大器能量轉(zhuǎn)換率高，體積小，可靠性高。D類放大器電池利用率可達90%以上，符合綠色環(huán)保要求。

2.D類功率放大器應(yīng)用廣泛，連接的負載阻抗最低值可以很低。另外，無論負載阻抗值如何變化，電池轉(zhuǎn)化率基本上可以說是不變的

3.D類放大器高頻、中頻、低頻無相對變化，聲音非常清晰，聲像定位非常準(zhǔn)確。

4.D類放大器非常適合產(chǎn)品的量產(chǎn)。只要安裝了正確的組件，產(chǎn)品就可以有很好的一致性，生產(chǎn)過程中不需要調(diào)試，安全可靠。

5.D類放大器可以直接實現(xiàn)群控、遙控、監(jiān)控等功能，無需增加任何設(shè)備。

03.d類功率放大器的缺點

D類功率放大器雖然有很多優(yōu)點，但也有很多缺點，而這些缺點嚴(yán)重影響了D類功率放大器的發(fā)展。現(xiàn)在我具體說說D類功放的缺點。

1.D類功放沒有專門的開關(guān)。如果安裝的功率晶體管與其他器件配合不好，整個產(chǎn)品質(zhì)量就通不過。

2.D類功率放大器的功率晶體管在初始連接和最終關(guān)斷期間，靠近地的電位會波動，增加噪聲。

3.D類功率放大器的輸出電路可能有死區(qū)。

4.D類功放的揚聲器可能因為某種原因失真。