干货分享：工程师教你如何设计D类放大器
d类功率放大电路
d类功率放大电路D类功率放大电路是一种基于数字信号处理的功率放大技术，其主要特点是效率高、功率密度大、音质效果好。
D类功率放大电路广泛应用于数字音响、数字电视、移动设备等领域，是现代电子设备中不可或缺的一部分。
一、D类功率放大电路的基本原理D类功率放大电路的基本原理是将模拟音频信号转换为数字信号，然后对数字信号进行处理和放大，最后将放大的数字信号再转换为模拟音频信号输出。
在整个过程中，信号的转换和处理都是通过数字电路实现的，因此可以获得较高的效率和稳定性。
具体来说，D类功率放大电路主要包括以下几个部分：模拟音频输入：该部分负责将模拟音频信号输入到D类功率放大电路中，通常采用电容器或运算放大器等元件实现。
采样率转换：该部分负责将模拟音频信号转换为数字信号，通常采用ADC（模数转换器）实现。
数字信号处理：该部分负责对数字信号进行处理和放大，通常采用数字滤波器、数字音量控制、数字动态范围控制等元件实现。
PWM调制：该部分负责将放大的数字信号转换为PWM（脉冲宽度调制）信号，通常采用PWM控制器实现。
功率输出：该部分负责将PWM信号转换为模拟音频信号并输出，通常采用LC滤波器、扬声器等元件实现。
二、D类功率放大电路的特点高效性：D类功率放大电路的效率非常高，通常可以达到90%以上。
这是由于在D类功率放大电路中，晶体管工作在开关状态，而非线性状态，因此可以避免传统线性放大电路中存在的功率损耗问题。
高功率密度：由于D类功率放大电路采用了PWM调制技术，因此可以在较小的体积内实现较高的功率输出。
这使得D类功率放大电路可以广泛应用于移动设备、汽车音响等领域，可以实现小体积、高功率的音频输出。
良好的音质效果：D类功率放大电路的音质效果非常好，可以与传统的线性放大电路相媲美，甚至更好。
这是由于在D类功率放大电路中，采用了数字滤波器、数字音量控制、数字动态范围控制等技术，可以对音频信号进行精细的处理和控制，从而实现更好的音质效果。
D类功放原理与设计
D类功放原理与设计D类功放是一种利用数字技术来增强音频信号的功率的放大器。
它是一种以数字方式来放大音频信号的功放，以取代传统的A、B、AB类功放。
相较于传统的类A、B、AB功放，D类功放具有更高的效能和更小的体积。
它的设计原理基于PWM（脉宽调制）技术和一个能将模拟信号转换为数字信号的模拟-数字转换器（ADC）。
D类功放工作在开关状态，将输入的模拟音频信号转换为数字信号。
这个数字信号经过时钟和滤波器的处理，输出的是一个PWM波形。
PWM波形有两个状态，即高电平和低电平。
这两个状态之间的切换频率即为PWM频率。
高电平和低电平的占空比（高电平的时间占总周期的比例）根据输入音频信号的幅度进行调整。
PWM波形输出通过一个低通滤波器进行平滑处理，得到放大后的音频信号。
在这个过程中，由于D类功放开关状态的工作，功率损耗很小，效率非常高，达到了90%以上，远高于传统功放的30%～60%。
D类功放的优势不仅体现在效率上，还包括尺寸小、重量轻、发热量少等。
这使得D类功放非常适合应用在便携式电子设备、汽车音响和家庭影院等领域。
另外，由于D类功放的输出波形是PWM波形，因此它对输出的音频信号几乎没有非线性失真，能够提供高保真的音质。
在设计D类功放时，需要考虑以下几个方面：首先，要选择合适的ADC和PWM控制器。
ADC应具有高精度和高采样率，能够准确地将模拟信号转换为数字信号。
PWM控制器应具有稳定的时钟频率，能够产生高质量的PWM波形。
其次，要设计合适的滤波器。
滤波器的作用是平滑PWM波形，去除其中的高频成分。
设计滤波器时需要考虑的参数有截止频率、阶数和选择合适的滤波器类型（如二阶有源滤波器）。
另外，还需要设计适当的保护电路。
因为D类功放工作在高频开关状态，过电流、过压和过热都可能对电路造成严重损害。
因此，需要设计过电流保护电路、过压保护电路和过热保护电路来确保功放的稳定运行和安全性能。
最后，输出级的功率管选取也是设计D类功放时需要考虑的关键问题。
D类功放的设计原理
D类功放的设计原理D类功放，全称为“数字功率放大器”，是一种电子功率放大器的类型，它的设计原理基于数字信号的处理和模拟功率放大电路的协同工作。
相比于传统的A类、B类、AB类功放，D类功放具有更高的功率效率，更小的尺寸和重量，更好的线性度，以及更低的功率损耗。
下面将详细介绍D类功放的设计原理。
1.PWM调制原理D类功放的核心设计原理是采用脉宽调制（PWM）技术。
PWM是一种通过调整信号的脉冲宽度来控制平均输出功率的方法。
D类功放通过将原始的模拟音频信号转换为数字信号，并通过比较器产生一个与模拟信号频率相同的矩形波，然后根据输入音频信号的幅值调整矩形波的脉宽，最后通过滤波器将调制后的PWM信号转换为模拟音频信号输出。
2.数字信号处理D类功放的设计中需要进行数字信号处理。
首先，输入的模拟音频信号需要经过模数转换器（ADC）转换为数字信号，然后通过数字信号处理器（DSP）进行数字信号的滤波、均衡、增益控制等处理，最后再经过数字模数转换器（DAC）转换回模拟信号。
3.比较器比较器是D类功放中的一个关键组件，用于将模拟音频信号与产生的PWM矩形波进行比较。
比较器的作用是根据输入信号的幅值调整PWM信号的脉宽，从而控制输出功率。
比较器通常由操作放大器和参考电压产生器组成。
4.滤波器在PWM调制之后，需要通过滤波器将调制后的PWM信号转换为模拟音频信号输出。
滤波器的作用是去除PWM信号中的高频分量，保留音频信号的低频成分。
常见的滤波器类型包括低通滤波器和带通滤波器。
5.输出级D类功放的输出级通常采用开关管（如MOSFET）构成。
开关管的特点是具有较低的开通电阻和较高的关断电阻，从而实现更小的功率损耗和更高的功率效率。
输出级通常由多个开关管组成，根据功率需求可以并联或串联排列。
输出级的设计需要考虑电压和电流的控制，包括过电压和过电流的保护。
6.反馈控制为了提高D类功放的线性度和稳定性，通常需要采用反馈控制。
通过对输出信号与输入信号进行比较，调整PWM信号的脉宽和幅值，以使输出信号尽可能接近输入信号。
D类音频功率放大器设计
滤波拓扑概况用于D类功率放大器的滤波器拓扑共有三种：(1) FB-C，铁氧体磁珠和电容；(2) LC，电感和电容；以及(3) “无滤波器”。
某个特定设计应该选择哪种滤波技术，取决于应用的扬声器电缆长度和PCB布局。
下面是这三种滤波器拓扑的优缺点：FB-C滤波如果扬声器电缆长度适中，FB-C滤波足以满足EMI限制。
与LC滤波相比，FB-C滤波方案更为精简，成本效益更高。
但是，由于只能在频率大于10MHz的情况下生效，FB-C滤波的应用范围受到很大的限制。
而且，在频率低于10MHz的情况下，如果扬声器电缆走线不合理，也会导致传导辐射超标。
LC滤波相比之下，LC滤波可以在频率大约为30kHz的情况下即开始起到抑制作用。
当某设计中所用的电缆线较长，而PCB布局又不是很好时，LC滤波无疑是一个“保险的”选择。
但是，LC滤波需要昂贵而庞大的外部元件，这显然不适合便携式设备。
而且，当频率大于30MHz，主电感会自谐振，还会需要额外的元件来抑制电磁干扰。
“无滤波器”滤波“无滤波器”放大器拓扑是最具成本效益的方案，因为它省去了额外的滤波元件。
采用较短的双绞线扬声器电缆时，D类放大器完全可以满足电磁兼容性标准。
但是，和FB-C滤波一样，如果扬声器电缆走线不合理，可能出现传导辐射超标。
还需注意，Maxim的D 类放大器也可以实现“无滤波”工作，只要在放大器的开关频率下扬声器是感性负载。
在输出电压进行转换时，转换频率下的大电感值可使过载电流保持相对恒定。
尽管D 类放大器推出已经有一段时间了，但许多人仍不理解D 类放大器工作的基本原理，也不明白其为什么会提供更高效率。
本文将解释脉宽调制 (PWM) 信号是如何创建的，以及说明您听到的是音频频率而非PWM波形的开关频率。
本文将详细说明输出PWM波形为什么比输出线性波形效率高很多，还将说明为什么某些D类放大器要求LC过滤器，而某些则不需要。
D 类输出信号 (PWM) 如何包含音频信号TPA3001D1结构图（见图1）有助于解释PWM信号是如何形成的。
d类功放的原理及电路设计
d类功放的原理及电路设计
D类功放是一种数字功放，采用全数字化的技术来放大音频信号。
它的工作原理是将输入的模拟音频信号转换为数字信号，然后利用PWM（脉宽调制）技术将数字信号转换为高频的数字脉冲信号，接着利用低通滤波器将高频信号滤除，得到放大后的模拟音频信号。
D类功放的电路设计包含以下主要组成部分：
1. 输入级：负责将模拟音频信号输入功放电路，通常采用差分输入，以提高抗干扰能力和动态范围。
2. ADC（模数转换器）：将输入的模拟音频信号转换为数字信号。
通常采用高速的Σ-Δ调制器，将音频信号转换为高速脉冲流。
3. PWM（脉宽调制器）：接收ADC输出的数字信号，并将其转换为一系列高频的数字脉冲信号。
脉宽的宽度根据输入信号的幅度来调节。
4. 输出级：将PWM输出的高频脉冲信号进行滤波处理，恢复为模拟音频信号。
一般采用低通滤波器，滤除高频信号，保留放大后的音频信号。
5. 功率放大器：将输出级的模拟音频信号放大到足够的电平，以驱动扬声器。
D类功放相比于传统的A类、B类功放具有高效率、低热量、小尺寸等优势，适用于各种音频放大应用，如音响系统、汽车音响、无线通信等。
D类功率放大器设计与制作
D类功率放大器设计与制作首先，我们需要明确D类功率放大器的工作原理。
它采用了脉冲宽度调制（PWM）技术，通过将输入信号转换为脉冲信号，并将其与高频的载波信号进行比较，以实现放大。
这样的设计使得D类功率放大器能够在输出功率为零或接近零时，电源能耗最低。
在设计D类功率放大器时，首先需要确定功率放大器的输出功率要求。
输出功率决定了需要使用的功率晶体管的尺寸和数量。
一般来说，功率放大器的输出功率越大，所需的功率晶体管尺寸和数量就越大。
接下来，需要确定功率放大器的负载阻抗。
负载阻抗是功率放大器输出末级与负载之间的阻抗匹配。
这样可以最大限度地传递功率，并减少功率放大器和负载之间的反射。
然后，需要确定驱动电路的设计。
驱动电路负责将输入信号转换为适合功率放大器的脉冲信号，并将其与载波信号进行比较。
通常，驱动电路采用运算放大器等器件，用于调整输入信号的幅值和偏置。
在设计完成后，我们可以着手制作D类功率放大器。
首先，需要根据设计要求选择合适的功率晶体管，并将其焊接到PCB板上。
然后，连接驱动电路和功率晶体管，以实现输入信号的转换和放大。
接下来，连接电源和负载，完成D类功率放大器的搭建。
在制作过程中，需要注意以下几个方面。
首先，确保电源和地线的连接正确可靠，以避免电路出现短路或断路的情况。
其次，注意散热问题，特别是功率晶体管的温度应控制在安全范围内。
此外，还要进行各种测试和调整，以确保D类功率放大器的性能和稳定性。
总结起来，D类功率放大器的设计和制作需要考虑功率要求、负载阻抗、驱动电路等因素。
通过选择合适的器件和进行正确的布线和连接，可以制作出高效率和低失真的D类功率放大器。
此外，制作过程中还需要注意电源和散热等问题，以确保功率放大器的稳定性和可靠性。
d类音频放大器介绍及设计
07
结论
D类音频放大器的优势与不足
效率高
D类音频放大器具有很高的能量转换效率，能够有效地减少能源浪费。
动态范围大
D类音频放大器具有较大的动态范围，能够在较大的音量范围内保持音频质量。
D类音频放大器的优势与不足
• 体积小、重量轻：D类音频放大器通常采用集成电路设计， 体积小、重量轻，便于携带和安装。
电磁兼容性设计
电磁兼容性
电磁兼容性是指电子设备在电磁环境中正常工作的能力。在D类音频放大器设 计中，需要考虑电磁干扰、电磁辐射、静电等电磁兼容性问题，以确保放大器 的稳定性和可靠性。
电磁兼容性措施
为了提高电磁兼容性，可以采取多种措施，如合理布局布线、增加屏蔽、使用 滤波器等。这些措施可以有效降低电磁干扰和电磁辐射，提高放大器的性能和 可靠性。
03
D类音频放大器的特点
效率高
效率高
D类音频放大器采用开关模式工作，理论上效率可以达到100%，相比传统线性放大器，能够显著减少能量损失 和热量产生。
节能
高效率意味着低能耗，有助于减少能源浪费和设备运行成本。
体积小
体积小
由于D类音频放大器内部结构相对简单，不需要像线性放大器那样使用庞大的滤波器和散热器，因此 体积相对较小。
采样率与分辨率
输入的模拟信号需进行采样，转换为数字信号，采样率和分辨率决定了音频的 质量和还原度。
脉冲宽度调制
脉冲宽度调制
将数字信号转换为模拟信号的一种方式，通过调节脉冲宽度 来控制输出电压，实现音频信号的放大。
调制精度与失真
脉冲宽度调制过程中需保持高精度，以降低失真，提高音频 质量。
D类音频功率放大器设计
D类音频功率放大器设计本文首先就D类音频放大器的基本概念进行了一定的分析，然后简要的阐述了其系统结构，最后根据这些概念综合性的给出D类音频功率放大器的设计要素及解决方案，供相关人士做参考。
标签：功率放大器；调制器；拓扑结构1 引言从整体上对音频放大器进行划分可以分为四种，其中D类放大器占据的优势性比較大，是比较理想的应用型音频放大器。
D类功率放大器主要优势在于其功耗较小，在器件的组合上D类放大器绝大多数情况下只是充当一个开关的作用，其最主要的额外功耗在于晶体管的阻抗所致，由于其对散热装置的需求很低，因此D类放大器能够在很大程度上增加电池的使用寿命。
2 D类音频功率放大器的分析（1）D类音频功放和其他音频功放的比较。
1）AB类放大器。
AB类放大器的主要特点可以从两个方面出发，一个是B 类放大器的交越失真，另外一个是AB类放大器消除交越失真的情况，二者主要形成一个对比的作用。
由于AB类放大器在其晶体管的导通时间上有一定的特殊性，这段导通时间通常情况下会比半周期持续的时间要长，因此在两管推挽的特点之下AB类放大器交替失真的特性能够在很大程度上消除交越失真的影响。
2）D类放大器。
D类放大器在性能上和AB类放大器有着明显的区别，在PWM和PDM的作用之下D类放大器能够将输入进来的模拟音频信号通过一定的转换作用而形成相应的脉冲信号。
由于D类放大器在作用上大部分是充当一个开关的作用，因此也被称之为开关放大器。
相比较其他放大器而言，D类放大器的效率非常高，除此之外，其体积小的特点能够为设备提供更大的空间，而在失真方面其概率低的特点使得D类放大器在调试和应用上都能够保持很大的稳定性。
（2）D类音频功放的工作原理。
D类音频放大器在工作中主要的功能是在于将输入的部分信号进行一定的转换，经过相关的滤波处理之后能够有效的使得电平进行转移。
振荡器在D类音频放大器中的作用至关重要，其振荡周期在发生变化的情况下对整个采样周期的影响都是非常大的。
D类放大器
模拟类：D类功率放大器一、课程设计要求（一）设计任务设计、制作一个对微弱信号有放大能力的D类低频功率放大器。
（二）基本要求在输入音频信号电压幅度为10~100mV，在负载电阻R L=8Ω的条件下，放大通道应满足：额定输出功率：P0=1W；带宽：B W≧5KHz;在上述P0 ,B W范围内，非线性失真≤%7；在P0下的效率大于80%；（三）扩展要求1、单电源供电；2、增加输出功率；3、增加带宽；4、提高效率；二、设计方案1．功率放大器的种类我们知道，功率放大器一般分为甲类、乙类、甲乙类、丙类、丁类（即D类）和戊类等多种工作方式。
为了提高功率和效率，一般的方法是降低三极管的静态工作点及由甲类到乙类，甚至到丙类。
甲类、乙类、甲乙类的工作效率均低于%，丙类效率高于%，但丙类放大器只适用于高频窄带放大，而作为低频功放的D类放大器理想效率最高能到100%。
D类功率放大器是用音频信号的幅度去线性调制高频脉冲的宽度，功率输出管工作在高频开关状态，通过LC低通滤波器后输出音频信号。
由于输出管工作在开关状态，故具有极高的效率，实际电路效率也可达到80％一95％。
2．D类功率放大器实现电路的选择1)脉宽调制器(PWM)利用三角波发生器及比较器分别采用通用集成电路，便于各部分分别实现，方便调试，且能与后面电路使用同一电源输出，实现题目所述要求。
2)音频信号放大电路将音频信号放大后再与三角波经比较器比较后实现PWM调制。
3）驱动电路将施密特触发器并联使用，以便获得更大电流驱动后续电路。
4）高速开关电路①输出方式：方案一：选用推挽单端输出方式(电路如图2所示)。
电路输出载波峰峰值不可能超过5V电源电压，最大输出功率满足不了题目要求。
方案二：选用H桥型输出方式(电路如图3所示)。
此方式可充分利用电源电压，浮动输出载波的峰峰值可达10V，有效地提高了输出功率,故选用此输出电路形式。
故选用方案二②开关管的选择：为提高功率放大器的效率和输出功率，开关管的选择非常重要，对它的要求是高速、低导通电阻、低功耗。
D类功率放大器设计报告
D类功率放大器设计报告设计报告：D类功率放大器1.引言2.设计原理2.1开关管的选择开关管是D类功率放大器关键的组成部分，常用的开关管有MOSFET （金属氧化物半导体场效应晶体管）和IGBT（绝缘栅双极性晶体管）。
选择合适的开关管需要考虑功率、速度、成本和可靠性等因素。
2.2PWM调制电路PWM调制电路用于将音频信号转化为脉冲信号。
常用的PWM调制电路有比较器、计数器和DAC（数字模拟转换器）等组成。
PWM调制电路的设计需要考虑信号的动态范围、信噪比和失真等因素。
2.3输出滤波电路输出滤波电路用于滤除脉冲信号中的高频成分，以得到放大后的音频信号。
常用的输出滤波电路有LC滤波电路和RC滤波电路等。
滤波电路的设计需要考虑频率响应、衰减系数和阻抗匹配等因素。
3.参数设计在设计D类功率放大器时，需要确定一些关键参数，包括输出功率、工作电压、负载阻抗和失真程度等。
3.1输出功率输出功率是D类功率放大器的重要参数，决定了放大器可以驱动的音箱的大小和音量。
输出功率的选择应考虑实际应用场景和预算因素。
3.2工作电压工作电压直接影响到D类功率放大器的功率效率和失真程度。
工作电压越高，功率效率越高，但是也容易引起更大的功率损耗和失真。
3.3负载阻抗负载阻抗是D类功率放大器输出端连接的音箱或扬声器的特性参数。
负载阻抗的选择应根据音箱或扬声器的要求和放大器的输出功率来确定。
3.4失真程度失真程度是评估D类功率放大器性能的重要指标。
常见的失真包括谐波失真、交调失真和互调失真等。
为了提高放大器的音质，失真程度应尽量小。
4.结论D类功率放大器是一种高效率和低失真的功率放大器，广泛应用于音频功率放大领域。
在设计D类功率放大器时，需要选择合适的开关管并设计PWM调制电路和输出滤波电路。
关键参数的选择包括输出功率、工作电压、负载阻抗和失真程度。
通过合理的设计和优化，可以实现高质量的音频放大效果。
D类功率放大器的设计与实现
D类功率放大器的设计与实现
设备中，往往需要几十瓦甚至几百瓦的音频功率，这时，低失真、高效率的音频放大器就显得颇为重要，本文从有用角度动身，设计了一款低失真、高效率的音频放大器，与传统放大器相比，本放大器在效率、体积以及功率消耗方面具有显然的优势，它产生的热量小且为传统放大器的一半，其效率在78%以上，而传统的放大器效率仅在50%左右。
1 系统设计
1．1 总体设计分析
本系统由高效率功率放大器（D 类音频功率放大器）、信号变换电路、外接测试仪表组成，系统框图1 所示。
图1 系统方框图
1．2 D 类功放的设计
D 类放大器的架构有对称与非对称两大类，在此研究的D类功放针对的是对功率、体积都十分敏感的便携式应用，因此采纳全电桥的对称型放大器，以充分利用其单一电源、系统小型化的特点。
D 类功率放大器由PWM 电路、开关功放电路及输出组成，原理框图2 所示。
采纳了由和三角波发生器组成的固定频率的PWM电路，用输入的音频信号幅度对三角波举行调制，得到占空比随音频输入信号幅度变幻的方波，并以相反的相位驱动上下桥臂的功率管，使功率管一个导通时另一个截止，再经输出滤波器将方波改变为音频信号，推进扬声器发声。
采纳全桥的D 类放大器可以实现平衡输出，易于充实放大器的输出滤波特性，并可削减干扰。
全桥电路负载上的峰峰值临近电源电压的2 倍，可采纳单电源供电。
实现时，通常实行2 路输出脉冲相位相反的办法。
图2 D 类音频功率放大器组成框图
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D类放大器性能的实践设计经验
D类放大器性能的实践设计经验如果没有遵循一些基本的布局指南，PCB 设计将会限制D 类放大器的性能或降低其可靠性。
下面描述了D 类放大器一些好的PC 板布局实践经验。
采用带有两个BTL 输出的STA517B(每通道175 瓦)数字功率放大器作为范例，但对所有的D 类放大器而言，其基本概念是一致的。
图1：立体声BTL D 类功率放大器原理图地平面良好的地平面是优质D 类放大器布局的关键。
如果可能应将电路板的底层作为一个专有的地平面，完整的地平面可以提供最佳性能和最可靠的设计。
如果你不得不在电路板的底层布信号线或电源走线，须尽可能的短。
如果必要，为了使底层走线短距离，应将走线引回到电路板的顶层，从而避免在底层长距离走线。
利用过孔将电路板的顶层器件与电路板底层的地平面连接。
但是，过孔仍会堵塞电流回流到地平面，因此须灵活的使用这些过孔。
直接在放大器之下的区域须敷铜。
如果放大器在其封装的底部有一个裸露的焊盘或插件，那么IC 必须焊接到放大器下放的地，如此可以作为放大器的扇热区。
在这种情况下，地必须从IC 正下方向两边引出，这样可以确保其裸露。
放大器下面的地须打上许多过孔，通过过孔向电路板的底层扇热，因此它还可以作为一个扇热区域。
放大器的正下方是不建议走信号线的。
须打几个过孔和地平面相连以确保所有器件彼此之间的地参考点有一个直接和低阻抗的路径。
这对输出滤波器是尤为重要的。
所有的滤波地必须有一个直接路径回流到放大器正下方的地平面。
电源旁路电容为确保稳定性及抑制噪声和串扰，对电源加旁路电容是非常重要的。
放大器的输出级吸收了大量的电流，且开关动作迅速。
当输出开关动作时，旁路电容和放大器电源输入引脚之间的寄生电感会产生很大的毛刺，因此寄生电感必须保持尽可能的小。
为了能在放大器功率级减小杂散电感和旁路电容之间谐振的影响，须在每个电源输入管脚需使用一个100nF 的电。
工程师参考手册（一）：D类功放设计须知
工程师参考手册（一）：D类功放设计须知一、D类音频功率放大器设计基础 D功放是基于脉冲宽度调制技术的开关放大器，包括脉冲宽度调制器（几百千赫兹开关频率），功率桥电路，低通滤波器。
本文从构成、拓扑结构对比、MOSFET的选择与功率损耗、失真和噪音产生、音频性能等D类音频功率放大器设计有关的基础问题作分析，并例举D类功率放大器参考设计。
1、 D类功放基本构成 目前有很多种不同种类的功放，如：A类、B类、AB类等。
但D类功放与其不同的是基本是一个开关功放或者是脉宽调制功放。
为此，主要将对说明这类D类功放作以说明。
在这种D类功放中，器件要么完全导通，要么完全关闭，大幅度减少了输出器件的功耗，效率达90-95%都是可能的。
音频信号是用来调制PWM载波信号，其载波信号可以驱动输出器件，用最后的低通滤波器去除高频PWM载波频率。
众所周知， A类、B类和AB类功放均是线形功放，那么D类功放与它们究竟有什么不同？我们首先应作讨论。
图1是D功放原理框图，在一个线性功放中信号总是停留在模拟区，输出晶体管（器件）担当线性调整器来调整输出电压。
这样在输出器件上存在着电压降，其结果降低了效率。
D功放原理框图 而D类功放采用了很多种不同的形式，一些是数字输入，还有一些是模拟输入，在这里我们将集中讨论一下模拟输入。
上面图1显示的是半桥D类功放的基本功能图，其中给出了每级的波形。
电路运用从半桥输出的反馈来补偿母线电压的变化。
那末D类功放是如何工作的呢？D类功放的工作原理和PWM的电源是相同的，我们假设输入信号是一个标准的音频信号，而这个音频信号是正弦波，典型频率从20Hz到20kHz范围。
这个信号和高频三角或锯齿波形相比可以产生PWM信号，见图2a中所示。
这个PWM信号被用来驱动功率级，产生放大的数字信号，最后一个低通过滤波器被用在这个信号上来滤掉PWM载波频率，重新得到正弦波音频信号，见图2b中所示。
2、从拓扑结构对比-看线性和D类不同 值此将讨论线性功放（A类和AB类）和D类数字功放的不同之处。
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干货分享：工程师教你如何设计D类放大器来源：ADI 作者：Eric Gaalaas[导读] D类放大器首次提出于1958年，近些年已逐渐流行起来。
那么，什么是D类放大器？它们与其它类型的放大器相比如何？为什么D类放大器对于音频应用很有意义？设计一个“优质”D类音频放大器需要考虑哪些因素？本文中试图回答上述所有问题。
关键词：D类放大器音频放大器D类放大器首次提出于1958年，近些年已逐渐流行起来。
那么，什么是D类放大器？它们与其它类型的放大器相比如何？为什么D类放大器对于音频应用很有意义？设计一个“优质”D类音频放大器需要考虑哪些因素？本文中试图回答上述所有问题。
音频放大器背景音频放大器的目的是以要求的音量和功率水平在发声输出元件上重新产生真实、高效和低失真的输入音频信号。
音频频率范围约为20 Hz～20 kHz，因此放大器必须在此频率范围内具有良好的频率响应（当驱动频带有限的扬声器时频率范围减小，例如，低音扬声器或高音扬声器）。
输出功率能力根据应用情况变化范围很宽，从数毫瓦（mW）的耳机，几瓦（W）的电视（TV）或个人计算机（PC）音频，几十瓦的“迷你”家庭音响和汽车音频，到几百瓦和几百瓦以上大功率的家用和商用音响系统，以及剧场或音乐厅音响系统。
一种音频放大器的直接模拟实现使用晶体管在线性工作方式下产生一个与输入电压成比例的输出电压。
正向电压增益通常很高（至少40 dB）。
如果正向增益是反馈环路的一部分，那么总的环路增益也会很高。
经常使用反馈环路，因为高环路增益可以改善性能，抑制由于正向路径中线性误差造成的失真，并且通过增加电源抑制（PSR）减少电源噪声。
D类放大器的优点在传统晶体管放大器中，输出级包含提供瞬时连续输出电流的晶体管。
实现音频系统放大器许多可能的类型包括A类放大器，AB类放大器和B类放大器。
与D类放大器设计相比较，即使是最有效的线性输出级，它们的输出级功耗也很大。
这种差别使得D类放大器在许多应用中具有显著的优势，因为低功耗产生热量较少，节省印制电路板（PCB）面积和成本，并且能够延长便携式系统的电池寿命。
线性放大器、D类放大器和功耗线性放大器输出级直接连接到扬声器（有些情况下通过电容器连接）。
如果输出级使用双极性结型晶体管（BJT），它们通常工作在线性方式下，具有大的集射极电压。
输出级也可以用互补金属氧化物半导体（CMOS）晶体管实现，如图1所示。
图1. CMOS线性输出级功率消耗在所有线性输出级，因为产生输出电压VOUT的过程中不可避免地会在至少一个输出晶体管内造成非零的IDS和VDS。
功耗大小主要取决于对输出晶体管的偏置方法。
A类放大器拓扑结构使用一只晶体管作为直流（DC）电流源，能够提供扬声器需要的最大音频电流。
A类放大器输出级可以提供优良的音质，但功耗非常大，因为通常有很大的DC 偏置电流流过输出级晶体管（这是我们不期望的），而没有提供给扬声器（这是我们期望的）。
B类放大器拓扑结构没有DC偏置电流，所以功耗大大减少。
其输出晶体管是以推拉方式独立控制，从而允许高端晶体管为扬声器提供正电流，而低端晶体管吸收负电流。
由于只有信号电流流过晶体管，因而减少了输出级功耗。
但是B类放大器电路的音质较差，因为当输出电流过零点和晶体管在通断状态之间切换时会造成线性误差（交越失真）。
AB类放大器是A类放大器和B类放大器的组合折衷，它也使用DC偏置电流，但它远小于单纯的A类放大器。
小的 DC偏置电流足以防止交越失真，从而能提供良好的音质。
其功耗介于A类放大器和B类放大器之间，但通常更接近于B类放大器。
与B类放大器电路类似，AB类放大器也需要一些控制电路以使其提供或吸收大的输出电流。
不幸的是，即使是精心设计AB类放大器也有很大的功耗，因为其中等范围的输出电压通常远离正电源或负电源。
由于漏源极之间的电压降很大，所以会产生很大的瞬时功耗IDS ×VDS。
D类放大器由于具有不同的拓扑结构（见图2），其功耗远小于上面任何一类放大器。
D 类放大器的输出级在正电源和负电源之间切换从而产生一串电压脉冲。
这种波形有利于降低功耗，因为当输出晶体管在不导通时具有零电流，并且在导通时具有很低的VDS，因而产生较小的功耗IDS×VDS。
图2. D类开环放大器框图由于大多数音频信号不是脉冲串，因此必须包括一个调制器将音频输入转换为脉冲信号。
脉冲的频率成分包括需要的音频信号和与调制过程相关的重要的高频能量。
经常在输出级和扬声器之间插入一个低通滤波器以将电磁干扰（EMI）减至最小，并且避免以太多的高频能量驱动扬声器。
为了保持开关输出级的功耗优点，要求该滤波器（见图3）是无损的（或接近于无损）。
低通滤波器通常采用电容器和电感器，只有扬声器是耗能元件。
图3. 差分开关输出级和LC低通滤波器图4是A类放大器和B类放大器输出级功耗（PDISS）的理想值与 AD1994 D类放大器输出级功耗的测量值的比较。
图中的曲线是指给定的音频正弦波信号的输出级功率与扬声器提供的负载功率（PLOAD）之间的关系。
其中负载功率相对最大负载（PLOAD max）功率水平归一化，箝位的正弦波信号保证10%总谐波失真（THD）。
图中的垂直线表示PLOAD开始箝位的位置。
图4. A类、B类放大器和D类放大器输出级的功耗比较可以看出，对于多种负载其功耗明显不同，尤其是在高端和中端值负载条件下。
在箝位开始之初，D类放大器输出级的功耗约是B类放大器的1/2.5，是A类放大器的1/27。
应当注意，消耗在A类放大器输出级的功率比传递到扬声器的功耗大，这是使用大的DC偏置电流的结果。
输出级功率效率Eff定义如下：在箝位开始之初，A类放大器的Eff＝ 25%，B类放大器的Eff＝78.5%，D类放大器的Eff＝90%（见图5）。
对于A类放大器和B类放大器，这些最佳例证经常在教科书中引用。
图5. A类、B类和D类放大器输出级的功率效率比较功耗和功率效率的差异在中等功率水平处很大。
这对于音频很重要，因为大音量音乐的长期平均功率水平要比达到PLOAD max的瞬时峰值水平低很多（为其1/5到1/20，取决于音乐类型）。
因而，对于音频放大器，［PLOAD = 0.1×PLOAD max］是一个合理的平均功率水平，按照这个功率水平评估PDISS。
在这个功率水平，D类放大器输出级的功耗是B类放大器的1/9，是A类放大器的1/107。
对于10 W PLOAD max的音频放大器，1 W的平均PLOAD认为是保真音频功率水平。
在这种条件下，D类放大器输出级内部功耗为282 mW，对于B类放大器为2.53 W，对于A类放大器为30.2 W。
在这种情况下，D类放大器的效率从高功率条件下的90%减少到78%。
但即使是78%也要远优于B类放大器和A类放大器，它们的效率分别为28%和3%。
这些差别对于系统设计具有重要的影响。
对于1 W以上的功率水平，线性输出级的过大的功耗要求采用有效的散热方法以避免不可接受的发热，通常是使用大金属板作为散热板，或用风扇促进放大器空气散热。
如果放大器是集成电路（IC），就可能需要大尺寸、高成本的增强散热封装以促进热传导。
这些考虑在消费类产品中很麻烦，例如平板电视，其印制电路板面积（PCB）面积很宝贵，或汽车音响，其发展趋势是在固定空间内增加通道数。
对于1 W以下的功率水平，处理浪费的功率可能比处理散热还困难。
如果是电池供电，线性放大器输出级消耗电池电荷要比D类放大器快。
在上面的例子中，D类放大器输出级耗费的电源电流是B类放大器的1/2.8，是A类放大器的1/23.6，因此它们用于蜂窝电话，PDA 和MP3播放器等产品在电池的寿命方面有很大差别。
迄今为止，我们为了简单起见，只是专门注重放大器输出级的分析。
但是当考虑放大器系统中所有功耗时，线性放大器要比低输出功率D 类放大器更有利。
原因是在低功率水平条件下，产生和调制开关波形所需要的功率会很大。
因而，精心设计的低中功率的AB类放大器的宽系统静态功耗优势使得它们可与D类放大器相竞争。
虽然对于宽的输出功率范围，毫无疑问D类放大器具有低功耗优势。
D类放大器术语以及差分方式与单端方式的比较图3示出D类放大器中输出晶体管和LC滤波器的差分实现。
这个H桥具有两个半桥开关电路，它们为滤波器提供相反极性的脉冲，其中滤波器包含两个电感器、两个电容器和扬声器。
每个半桥包含两个输出晶体管，一个是连接到正电源的高端晶体管MH，另一个是连接到负电源的低端晶体管ML。
图3中示出的是高端pMOS晶体管。
经常采用高端nMOS晶体管以减小尺寸和电容，但需要特殊的栅极驱动方法控制它们（见深入阅读资料1）。
全H桥电路通常由单电源（VDD）供电，接地端用于接负电源端（VSS）。
对于给定的VDD和VSS，H桥电路的差分方式提供的输出信号是单端方式的两倍，并且输出功率是其四倍。
半桥电路可由双极性电源或单极性电源供电，但单电源供电会对DC偏置电压产生潜在的危害，因为只有VDD/2电压施加到过扬声器，除非加一个隔直电容器。
“激励”的半桥电路电源电压总线可以超过LC滤波器的大电感器电流产生的标称值。
在VDD和VSS之间加大的去耦电容器可以限制激励dV/dt的瞬态变化。
全桥电路不受总线激励的影响，因为电感器电流从一个半桥流入，从另一个半桥流出，从而使本地电流环路对电源干扰极小。
音频D类放大器设计因素虽然利用D类放大器的低功耗优点有力推动其音频应用，但是有一些重要问题需要设计工程师考虑，包括：•输出晶体管尺寸选择•输出级保护•音质•调制方法•抗电磁干扰（ EMI）• LC滤波器设计•系统成本输出晶体管尺寸选择选择输出晶体管尺寸是为了在宽范围信号调理范围内降低功耗。
当传导大的IDS时保证VDS很小，要求输出晶体管的导通电阻（RON）很小（典型值为0.1Ω～0.2Ω）。
但这要求大晶体管具有很大的栅极电容（CG）。
开关电容栅极驱动电路的功耗为CV2f，其中C是电容，V是充电期间的电压变化，f是开关频率。
如果电容或频率太高，这个“开关损耗”就会过大，所以存在实际的上限。
因此，晶体管尺寸的选择是传导期间将IDS×VDS损失降至最小与将开关损耗降至最小之间的一个折衷。
在高输出功率情况下，功耗和效率主要由传导损耗决定，而在低输出功率情况下，功耗主要由开关损耗决定。
功率晶体管制造商试图将其器件的RON×CG减至最小以减少开关应用中的总功耗，从而提供开关频率选择上的灵活性。
输出级保护输出级必须加以保护以免受许多潜在危险条件的危害：过热：尽管D类放大器输出级功耗低于线性放大器，但如果放大器长时间提供非常高的功率，仍会达到危害输出晶体管的水平。
为了防止过热危险，需要温度监视控制电路。
在简单的保护方案中，当通过一个片内传感器测量的温度超过热关断安全阈值时，输出级关断，并且一直保持到冷却下来。