D类数字功率放大器
d类放大器原理
d类放大器原理D类放大器是一种数字放大器，其工作原理是将输入信号转换成数字信号后进行放大处理。
与传统的A、B类放大器相比，D类放大器具有高效率、低功耗、小尺寸等优势，因此在音频、视频、无线通信等领域得到了广泛应用。
D类放大器的核心原理是脉宽调制（PWM）。
在D类放大器中，输入信号首先经过模数转换器（ADC）转换成数字信号，然后通过脉宽调制技术将数字信号转换成PWM信号。
PWM信号的特点是占空比与输入信号的幅值成正比关系，即输入信号幅值越大，占空比越大。
接下来，PWM信号经过滤波器（低通滤波器或带通滤波器）进行滤波处理，去除高频成分，得到放大后的模拟信号。
D类放大器的工作原理可以归纳为以下几个关键步骤：1. 模数转换：输入信号经过模数转换器（ADC）将模拟信号转换成数字信号。
模数转换器通常采用采样-量化-编码的过程，将输入信号按照一定的采样频率进行采样，并将采样值量化成数字形式，最后进行编码得到数字信号。
2. 脉宽调制：数字信号经过脉宽调制器，通过比较器和一个固定频率的三角波信号进行比较，生成一系列脉宽随输入信号幅值变化而变化的PWM信号。
脉宽调制的关键是控制占空比，使得占空比与输入信号幅值成正比。
3. 滤波：PWM信号经过滤波器进行滤波处理，去除高频成分，得到放大后的模拟信号。
滤波器可以是低通滤波器或带通滤波器，其目的是去除PWM信号中的高频分量，重新恢复信号的原貌。
4. 输出：经过滤波处理的模拟信号作为放大器的输出信号，通过放大器的功率放大电路进一步放大，最终驱动输出负载。
D类放大器的工作原理基于脉宽调制和滤波技术，通过将模拟信号转换成数字信号，再将其转换成PWM信号，最终通过滤波器将其恢复成模拟信号。
在这个过程中，D类放大器实现了高效率的放大处理，将输入信号以数字方式处理，有效减少了功耗和失真。
总之，D类放大器通过脉宽调制和滤波技术实现了输入信号的高效率放大。
其工作原理基于模数转换、脉宽调制和滤波处理，通过将输入信号转换成数字信号后进行处理，最终输出放大后的模拟信号。
D类功率放大器电路设计与调试
D类功率放大器电路设计与调试D类放大器（数字音频功率）是一种将输入模拟音频信号或PCM数字信息变换成PWM（脉冲宽度调制）或PDM （脉冲密度调制）的脉冲信号，然后用PWM的脉冲信号去控制大功率开关器件通/断音频功率放大器。
D类放大或数字式放大器，是利用极高频率的转换开关电路来放大音频信号的，经常被用于高效率的音频放大器中。
在高保真音响设备和更高档的家庭影院设备中，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，本文从实用角度出发，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明显的优势，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，系统框图如图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，在此讨论的D类功放针对的是对功率、体积都非常敏感的便携式应用，因此采用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滤波器组成，原理框图如图2所示。
图2 D类音频功率放大器组成框图采用了由比较器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开展调制，得到占空比随音频输入信号幅度变化的方波，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转变为音频信号，推动扬声器发声。
采用全桥的D类放大器可以实现平衡输出，易于改善放大器的输出滤波特性，并可减少干扰。
全桥电路负载上的电压峰峰值接近电源电压的2倍，可采用单电源供电。
实现时，通常采取2路输出脉冲相位相反的方法。
2 硬件电路设计2.1 原理分析D类功率放大器的工作过程是：当输入模拟音频信号时，模拟音频信号经过PWM调制器变成与其幅度相对应脉宽的高频率PWM脉冲信号，控制开关单元的开/关，经脉冲推动器驱动脉冲功率放大器工作，然后经过功率低通滤波器带动扬声器工作。
d类功率放大器特点
d类功率放大器特点D类功率放大器是一种高效率的功率放大电路，主要用于对高功率信号进行放大。
它的特点是具有高效率、低失真、小尺寸、低成本和高稳定性等优点。
D类功率放大器的高效率是其最显著的特点之一。
传统的A类功率放大器在工作过程中会产生较大的静态功率损耗，而D类功率放大器通过不同的工作方式，使得输出功率信号的平均功率损耗大大降低。
这是因为D类功率放大器在放大过程中，只有输入信号大于某个阈值时，才会开启功率放大器进行放大，而在其余时间内功率放大器处于关断状态，从而大大减少了功率损耗。
D类功率放大器具有较低的失真。
传统的A类功率放大器在放大过程中，由于电流和电压都是连续变化的，会产生较大的非线性失真。
而D类功率放大器采用开关式工作方式，只需要对输入信号进行开关控制，从而有效降低了失真程度。
此外，D类功率放大器还可以通过一些技术手段，如负反馈、预失真等来进一步降低失真。
第三，D类功率放大器具有较小的尺寸。
由于D类功率放大器具有高效率和较低的功率损耗，因此可以采用较小的散热器和功率器件，从而使整个功率放大器的尺寸变小。
这对于一些对空间要求较高的应用场景，如便携式音箱和车载音响等非常有利。
第四，D类功率放大器具有较低的成本。
由于D类功率放大器采用的器件和散热系统相对较小，而且由于其高效率特点，使得其在制造成本上有一定的优势。
这使得D类功率放大器的成本较低，更加适合大规模生产和应用。
D类功率放大器具有较高的稳定性。
由于D类功率放大器采用开关式工作方式，输出信号的稳定性主要取决于开关控制电路的设计和实现。
在现代电子技术的支持下，可以通过采用精确的控制电路和反馈机制，使D类功率放大器具有较高的稳定性，能够在不同的工作条件下保持较好的放大性能。
D类功率放大器具有高效率、低失真、小尺寸、低成本和高稳定性等特点。
它在音频放大、功率放大和无线通信等领域得到了广泛的应用。
随着科技的不断进步和电子技术的不断发展，D类功率放大器还将继续发展和完善，为各种应用场景提供更加高效、稳定和优质的功率放大解决方案。
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类功放原理
d类功放原理D类功放原理。
D类功放（Class-D Amplifier）是一种高效率的功率放大器，它利用数字调制技术将音频信号转换成脉冲宽度调制（PWM）信号，然后通过功率开关器件进行放大。
与传统的A类、B类功放相比，D类功放具有更高的效率和更小的体积，因此在音响设备、汽车音响和无线通信等领域得到了广泛的应用。
D类功放的工作原理可以简单地分为两个部分，信号调制和功率放大。
首先，音频信号经过模数转换器（ADC）转换成数字信号，然后经过数字信号处理器（DSP）进行数字调制，将其转换成PWM信号。
PWM信号的脉冲宽度与音频信号的幅度成正比，频率与音频信号的频率相同。
这样就实现了对音频信号的数字化处理。
接下来，PWM信号通过功率开关器件（如MOSFET、IGBT）控制输出级的功率开关，将电源电压施加在负载上，从而实现对音频信号的功率放大。
在输出级，PWM信号经过滤波器进行滤波处理，去除高频成分，得到原始的音频信号。
最后，经过放大器输出到扬声器或其他负载上。
D类功放相比传统的A类、B类功放具有很多优点。
首先，D类功放的效率非常高，通常可以达到90%以上，而A类、B类功放的效率只有50%左右。
这意味着D类功放在同样输出功率下，可以减少很多功率损耗，从而减小散热器的尺寸和成本。
其次，D类功放的失真度较低，因为功率开关器件的开关速度非常快，可以更准确地跟随音频信号的变化，减少失真。
此外，D类功放的体积小、重量轻，适合于便携式音响设备和汽车音响系统的应用。
然而，D类功放也存在一些缺点。
首先，由于功率开关器件的开关频率较高，会产生一定的高频谐波，需要进行滤波处理，增加了设计的复杂度。
其次，功率开关器件的开关损耗会产生一定的电磁干扰，需要进行屏蔽和抑制。
另外，D类功放对电源的要求较高，需要较为稳定的直流电源，以保证输出的音频质量。
总的来说，D类功放作为一种高效率、高保真度的功率放大器，已经成为现代音响设备和汽车音响系统的主流选择。
汽车 常用d类功放
汽车常用d类功放
常用D类功放是指数字功率放大器（digital power amplifier），用于汽车音响系统。
D类功放的特点是高效率、小尺寸、低能耗和低发热，是现代汽车音响系统中常用的功放类型之一。
常见的D类功放品牌包括JL Audio、Rockford Fosgate、
Alpine等。
根据不同的需求，D类功放有不同的输出功率和通
道数可选择，可以根据车辆的音响要求来选择合适的D类功放。
D类功放的优点是能够以高效率将电能转化为声音输出，并且可以提供高质量的音频效果。
同时，由于D类功放的体积较小，安装方便，能够节省车辆空间。
需要注意的是，选择D类功放时，需要考虑到汽车音响系统
的功率需求、音质要求等因素，以及与其他音响设备的兼容性。
最好在购买前咨询专业人士或参考相关的产品评测和用户评价，选购适合自己需求的D类功放。
d类功放与g类功放
d类功放与g类功放
D类功放和G类功放都是音频功放的类型，它们在音频放大领
域有着不同的特点和应用。
首先来看D类功放，D类功放是数字功率放大器的一种，它的
工作原理是通过对输入信号进行脉冲宽度调制（PWM），然后经过滤
波器滤除掉高频脉冲，最终得到模拟信号输出。
D类功放的优点是
效率高，能够在不牺牲音质的情况下实现较高的功率输出，因此在
功率放大器中得到了广泛的应用。
另外，D类功放还具有体积小、
发热低等特点，适合于一些对功率和体积有要求的应用场合。
而G类功放则是混合功率放大器的一种，它结合了A类功放和
H类功放的特点，能够在保持音质的前提下提供较高的效率。
G类功
放在信号的低功率部分采用A类放大技术，而在高功率部分则采用
H类放大技术，这样既能保证音质，又能提高功率放大的效率。
因此，G类功放在音频放大领域也备受青睐，尤其在高保真音响系统
中得到广泛应用。
总的来说，D类功放和G类功放都是现代音频放大技术的代表，它们分别以高效率和高保真著称，并且在不同的应用场合都有着广
泛的应用前景。
在选择使用哪种类型的功放时，需要根据具体的应用需求和预算来进行综合考虑，以选取最适合的方案。
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类数字功率放大器
3.3 D 类数字功放D类功放也叫丁类功放，是指功放管处于开关工作状态的功率放大器。
早先在音响领域里人们一直坚守着 A 类功放的阵地，认为 A 类功放声音最为清新透明，具有很高的保真度。
但 A 类功放的低效率和高损耗却是它无法克服的先天顽疾。
后来效率较高的 B 类功放得到广泛的应用，然而，虽然效率比 A 类功放提高很多，但实际效率仍只有50%左右，这在小型便携式音响设备如汽车功放、笔记本电脑音频系统和专业超大功率功放场合，仍感效率偏低不能令人满意。
所以，如今效率极高的 D 类功放，因其符合绿色革命的潮流正受着各方面的重视，并得到广泛的应用。
3.3.1 D 类功放的特点与电路组成1 ． D类功放的特点（ 1）效率高。
在理想情况下， D 类功放的效率为 100%（实际效率可达 90%左右）。
B功放的效率为 78.5%（实际效率约 50% ），A 类功放的效率才 50%或 25%（按负载方式而定）类。
这是因为 D 类功放的放大元件是处于开关工作状态的一种放大模式。
无信号输入时放大器处于截止状态，不耗电。
工作时，靠输入信号让晶体管进入饱和状态，晶体管相当于一个接通的开关，把电源与负载直接接通。
理想晶体管因为没有饱和压降而不耗电，实际上晶体管总会有很小的饱和压降而消耗部分电能。
（2）功率大。
在 D 类功放中，功率管的耗电只与管子的特性有关，而与信号输出的大小无关，所以特别有利于超大功率的场合，输出功率可达数百瓦。
（ 3）失真低。
D 类功放因工作在开关状态，因而功放管的线性已没有太大意义。
在类功放中，没有 B 类功放的交越失真，也不存在功率管放大区的线性问题，更无需电路的负反馈来改善线性，也不需要电路工作点的调试。
（ 4）体积小、重量轻。
D 类功放的管耗很小，小功率时的功放管无需加装体积庞大的散热片，大功率时所用的散热片也要比一般功放小得多。
而且一般的 D 类功放现在都有多种专用的 IC 芯片，使得整个 D 类功放电路的结构很紧凑，外接元器件很少，成本也不高。
d类放大器原理
d类放大器原理D类放大器（Class-D amplifier）是一种功率放大器，其原理基于数模混合调制技术。
相比于传统的A类、B类或AB类放大器，D类放大器更高效。
它利用数字开关技术，将输入信号转换成数字脉冲，通过开关管的开关动作来调制输出信号的脉宽，从而实现信号的放大。
D类放大器的工作原理主要包括输入信号处理、数字脉冲生成和输出滤波三个部分。
首先，输入信号通过前端处理电路，如滤波器和放大器，将其调整为合适的幅度和频率范围。
这一步骤的目标是为了保证输入信号的完整性和减少噪声干扰。
接下来，输入信号经过采样和量化处理，将其转换成数字信号。
采样是将连续信号按照一定频率进行抽样，量化是将抽样信号离散成若干个离散值。
这样，信号就被转换成了数字形式，进一步便于数字处理和控制。
生成的数字信号通过比较器进行运算，并与一个高频三角信号进行比较。
比较器的输出决定了开关管的开关动作。
当数字信号大于三角信号时，开关管打开；当数字信号小于三角信号时，开关管关闭。
通过周期性地进行开关动作，可以得到一个频率较高的方波信号。
方波信号通过输出滤波器进行滤波，将其转换成模拟信号。
滤波器主要起到两个作用：将方波信号变为平滑连续的模拟信号，去除方波信号中的高频成分。
输出滤波器一般采用低通滤波器，能够有效地滤除高频噪声和杂散信号。
经过滤波处理后，得到了放大后的模拟信号，可以通过功率放大电路放大输出信号的幅度。
由于数字脉冲的占空比控制了输出信号的幅度，因此可以通过调整占空比来控制放大倍数。
这样，D类放大器可以实现对输入信号的高效放大。
总结起来，D类放大器的工作原理是先将输入信号转换成数字信号，然后通过数字脉冲生成技术将其调制成方波信号，并通过输出滤波器将其变为模拟信号，最后通过功率放大电路放大输出信号的幅度。
这种数字开关技术的应用大大提高了放大器的效率和性能。
d类功放效率
d类功放效率摘要：1.D 类功放的概念和基本原理2.D 类功放的效率及其优势3.D 类功放的应用领域4.D 类功放的发展趋势和前景正文：一、D 类功放的概念和基本原理D 类功放，全称为D 类音频放大器，是一种高效的音频放大器。
它的基本原理是利用数字信号处理技术，将输入的模拟音频信号转换为脉冲宽度调制（PWM）信号，再通过开关器件进行放大。
相较于传统的A 类、B 类和AB 类功放，D 类功放在效率方面具有显著优势。
二、D 类功放的效率及其优势D 类功放的效率主要体现在以下几个方面：1.高达70% 以上的效率：相较于传统功放的效率普遍在30%-50% 之间，D 类功放的效率提升了许多，能够为音频系统提供更多的功率输出。
2.较低的失真：由于D 类功放的工作原理，其产生的失真较小，从而可以提供更高质量的音频输出。
3.较小的体积和重量：D 类功放的高效率和低失真使得其可以在较小的体积和重量下工作，便于携带和使用。
三、D 类功放的应用领域D 类功放在众多领域都有广泛应用，如家庭音响、汽车音响、专业音响以及耳机放大器等。
由于其高效的特点，满足了用户对音响设备质量和性能的要求。
四、D 类功放的发展趋势和前景随着科技的发展和市场需求的提高，D 类功放在音频放大器领域的应用前景十分广阔。
未来，D 类功放将在以下几个方面进行发展和创新：1.提高效率：通过优化电路设计和开关器件的性能，进一步提高D 类功放的效率。
2.降低失真：通过数字信号处理技术的改进，降低D 类功放的失真，提供更高质量的音频输出。
3.集成化：将D 类功放与其他音频处理功能集成在一起，实现更高效、更紧凑的音频系统。
d类功放 增益
d类功放增益
D类功放，也称为数字功放，是一种电子放大器技术，采用数字信号处理和PWM调制来实现信号放大。
与传统的A/B类功放相比，D类功放具有高效率、低功耗和小尺寸等优点。
D类功放的增益通常是通过数字信号处理芯片来控制。
数字信号处理器可以接收音频输入信号，并将其数字化和处理。
在数字处理过程中，可以根据需要进行增益调整，以控制输出信号的大小。
增益调整可以通过软件或硬件来实现，具体操作方法因产品而异。
D类功放通常具有较大的增益范围，可以根据实际需求进行调整。
增益的调整可以通过用户界面、遥控器或其他控制方式来完成。
在调整增益时，需要注意不要超过功放的额定输出功率，以避免过载和失真。
在使用D类功放时，建议根据实际的音频输入信号和输出需求，仔细调整增益，以获得最佳的音频效果。
此外，还需注意保持信号的动态范围，避免过度增益导致音频失真或损坏扬声器等问题。
不同的D类功放产品可能有不同的增益控制方式和调整范围，因此在使用时需要参考具体产品的说明书或咨询相关技术支持。
d类功放阻抗匹配
d类功放阻抗匹配我们需要了解什么是d类功放和阻抗匹配。
d类功放是一种数字放大器，它通过将模拟音频信号转换为数字信号来实现放大，然后再将数字信号转换回模拟信号输出。
相比传统的a类或ab类功放，d 类功放具有更高的效率和更低的功耗。
然而，d类功放在输出端的阻抗较高，需要进行阻抗匹配才能获得最佳的音质和输出功率。
阻抗匹配是指将功放的输出阻抗与负载（如扬声器）的输入阻抗相匹配，以确保信号传输的最大功率和最小失真。
在d类功放中，输出阻抗通常较高，一般在几十欧姆到几百欧姆之间。
而扬声器的输入阻抗一般在几欧姆到几十欧姆之间。
因此，我们需要通过合适的方式来降低功放的输出阻抗，以匹配扬声器的输入阻抗。
一种常用的方法是使用输出阻抗匹配电路，如共尺阻抗变压器或电感电容网络。
这些电路可以将功放的输出阻抗变换为与扬声器输入阻抗相匹配的阻抗值。
共尺阻抗变压器是一种常用的输出阻抗匹配电路，它通过调整变压器的匝数比例来实现阻抗变换。
电感电容网络则通过调整电感和电容元件的数值来实现阻抗匹配。
这些方法都可以有效地降低功放的输出阻抗，提高音质和功率输出。
除了输出阻抗匹配电路，还可以使用负反馈来实现阻抗匹配。
负反馈是一种将一部分输出信号引入到功放的输入端进行比较，并校正输出信号的方法。
通过合适地调整负反馈电路的增益和相位，可以使功放的输出阻抗与负载的输入阻抗相匹配。
负反馈可以有效地改善功放的频率响应和失真性能，提高音质和输出功率。
除了以上的方法，还可以使用并联或串联扬声器的方式来实现阻抗匹配。
并联扬声器可以将总阻抗降低到与单个扬声器的输入阻抗相匹配。
而串联扬声器则可以将总阻抗提高到与单个扬声器的输入阻抗相匹配。
这些方法需要根据具体的扬声器和功放特性来选择合适的方式。
d类功放的阻抗匹配是提高功放效能和音质的重要一环。
通过使用输出阻抗匹配电路、负反馈、并联或串联扬声器等方法，可以有效地降低功放的输出阻抗，提高音质和输出功率。
在实际应用中，我们需要根据具体的需求和条件选择合适的阻抗匹配方式，以获得最佳的效果。
d类功放效率
d类功放效率
（实用版）
目录
1.D 类功放的定义和特点
2.D 类功放的效率优势
3.D 类功放的应用领域
4.D 类功放的发展前景
正文
一、D 类功放的定义和特点
D 类功放，全称为数字音频功放，是一种采用数字信号处理技术实现音频放大的功放。
相较于传统的模拟音频功放，D 类功放在音质、效率和体积等方面具有显著优势。
其主要特点如下：
1.采用数字信号处理技术，能够实现更高的信号处理精度和更低的失真。
2.具有较高的工作效率，可有效降低能源消耗。
3.体积小巧，便于集成和安装。
二、D 类功放的效率优势
D 类功放的效率优势主要源于其独特的工作原理。
传统的模拟音频功放采用线性放大器，其工作过程中会产生大量的热量，导致能源浪费。
而D 类功放则采用开关模式放大器，通过高速开关控制技术将电能直接转换为声能，避免了能量的损耗。
这使得 D 类功放在相同输出功率下，具有更高的效率。
一般来说，D 类功放的效率可以达到 80% 以上，远高于传统的模拟音频功放。
在节能减排日益受到重视的今天，D 类功放的高效率优势尤为
突出。
三、D 类功放的应用领域
D 类功放广泛应用于各种音响设备中，如家庭音响、汽车音响、专业音响等。
此外，随着智能手机、平板电脑等移动设备的普及，D 类功放在这些设备中也得到了广泛应用。
四、D 类功放的发展前景
随着数字音频技术的不断发展，D 类功放在音质、效率和体积等方面的优势将更加明显。
此外，随着节能减排的需求日益强烈，D 类功放在未来有望得到更广泛的应用。
d类放大 小功率
d类放大小功率
D类放大器是一种放大电路，它使用数字信号来控制放大器，将音频信号转换为高功率的音频信号。
与传统的AB类放大器相比，D类放大器具有更高的效率和小巧的体积，因此被广泛应用于家庭影院、多媒体音响等音频设备中。
D类放大器的工作原理是，将音频信号转换为脉冲宽度调制（PWM）信号，然后将PWM信号通过开关电路转换为模拟音频信号，最后通过低通滤波器输出。
在D类放大器中，放大器是数字电路，它由数字信号控制，因此可以精确地控制输出信号的幅度和波形。
D类放大器的优点包括：
1. 高效率：D类放大器的效率高达90%以上，比传统的AB类放大器高得多。
2. 小巧体积：D类放大器可以使用小型电路板和元器件，因此可以制作成小巧的体积，方便携带和使用。
3. 高音质的输出：D类放大器可以输出高音质的音频信号，因为它可以精确地控制输出信号的幅度和波形。
4. 宽频带：D类放大器可以覆盖较宽的频带范围，从几十赫兹到几十千赫兹，因此可以适用于不同的音频应用场景。
D类放大器是一种高效、小巧、高音质输出的音频放大器，适用于各种音频设备中。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
D类数字功率放大器3、3 D类数字功放D类功放也叫丁类功放，是指功放管处于开关工作状态的功率放大器。
早先在音响领域里人们一直坚守着A 类功放的阵地，认为A类功放声音最为清新透明，具有很高的保真度。
但A类功放的低效率和高损耗却是它无法克服的先天顽疾。
后来效率较高的B类功放得到广泛的应用，然而，虽然效率比A类功放提高很多，但实际效率仍只有50%左右，这在小型便携式音响设备如汽车功放、笔记本电脑音频系统和专业超大功率功放场合，仍感效率偏低不能令人满意。
所以，如今效率极高的D 类功放，因其符合绿色革命的潮流正受着各方面的重视，并得到广泛的应用。
3、3、1 D类功放的特点与电路组成1、D类功放的特点（1）效率高。
在理想情况下，D类功放的效率为100%（实际效率可达90%左右）。
B类功放的效率为78、5%（实际效率约50%），A类功放的效率才50%或25%（按负载方式而定）。
这是因为D类功放的放大元件是处于开关工作状态的一种放大模式。
无信号输入时放大器处于截止状态，不耗电。
工作时，靠输入信号让晶体管进入饱和状态，晶体管相当于一个接通的开关，把电源与负载直接接通。
理想晶体管因为没有饱和压降而不耗电，实际上晶体管总会有很小的饱和压降而消耗部分电能。
（2）功率大。
在D类功放中，功率管的耗电只与管子的特性有关，而与信号输出的大小无关，所以特别有利于超大功率的场合，输出功率可达数百瓦。
（3）失真低。
D类功放因工作在开关状态，因而功放管的线性已没有太大意义。
在D类功放中，没有B类功放的交越失真，也不存在功率管放大区的线性问题，更无需电路的负反馈来改善线性，也不需要电路工作点的调试。
（4）体积小、重量轻。
D类功放的管耗很小，小功率时的功放管无需加装体积庞大的散热片，大功率时所用的散热片也要比一般功放小得多。
而且一般的D类功放现在都有多种专用的IC 芯片，使得整个D类功放电路的结构很紧凑，外接元器件很少，成本也不高。
2、D类功放的组成与原理D类功放的电路组成可以分为三个部分：PWM调制器、脉冲控制的大电流开关放大器、低通滤波器。
电路结构组成如图3、22所示。
图3、22 D类功放的组成其中第一部分为PWM调制器。
最简单的只需用一只运放构成比较器即可完成。
把原始音频信号加上一定直流偏置后放在运放的正输入端，另外通过自激振荡生成一个三角形波加到运放的负输入端。
当正端上的电位高于负端三角波电位时，比较器输出为高电平，反之则输出低电平。
若音频输入信号为零时，因其直流偏置为三角波峰值的1/2，则比较器输出的高低电平持续的时间一样，输出就是一个占空比为1：1的方波。
当有音频信号输入时，正半周期间，比较器输出高电平的时间比低电平长，方波的占空比大于1：1；音频信号的负半周期间，由于还有直流偏置，所以比较器正输入端的电平还是大于零，但音频信号幅度高于三角波幅度的时间却大为减少，方波占空比小于1：1。
这样，比较器输出的波形就是一个脉冲宽度被音频信号幅度调制后的波形，称为PWM（Pulse Width Modulation脉宽调制）或PDM（Pulse Duration Modulation脉冲持续时间调制）波形。
音频信息被调制到脉冲波形中，脉冲波形的宽度与输入的音频信号的幅度成正比。
第二部分为脉冲控制的大电流开关放大器。
它的作用是把比较器输出的PWM信号变成高电压、大电流的大功率PWM 信号。
能够输出的最大功率由负载、电源电压和晶体管允许流过的电流来决定。
第三部分为由LC网络构成的低通滤波器。
其作用是将大功率PWM波形中的声音信息还原出来。
利用一个低通滤波器，可以滤除PWM信号中的交流成份，取出PWM信号中的平均值，该平均值即为音频信号。
但由于此时电流很大，RC结构的低通滤波器电阻会耗能，不能采用，必须使用LC低通滤波器。
当占空比大于1：1的脉冲到来时，C的充电时间大于放电时间，输出电平上升；窄脉冲到来时，放电时间长，输出电平下降，正好与原音频信号的幅度变化相一致，所以原音频信号被恢复出来。
D类功放的工作原理见图3、23。
（a）原理简图（b）工作波形图3、23 D类功放原理图对于数字音频信号输入时，经数字内插滤波器和等比特调制器后，即可得到脉冲宽度与数字音频的采样点数据成正比的PWM 信号。
其中数字内插滤波器是在数字音频信号的数据之间再插入一些相关联的数据，以内插方式提高数字音频信号的采样点数（采样频率），等比特调制器是将数字信号的数据大小转换为脉冲的宽度，使输出信号的脉冲宽度与输入数据的大小成正比。
3、D类功放的要求（1）对功率管的要求。
D类功放的功率管要有较快的开关响应和较小的饱和压降。
D类功放设计考虑的角度与AB类功放完全不同。
此时功放管的线性已没有太大意义，更重要的是开关响应和饱和压降。
由于功放管处理的脉冲频率是音频信号的几倍，且要求保持良好的脉冲前后沿，所以管子的开关响应要好。
另外，整机的效率全在于管子饱和压降引起的管耗。
所以，管子的饱和压降小不但效率高，且功放管的散热结构也能得到简化。
若干年前，这种高频大功率管的价格昂贵，限制了D类功放的发展，现在小电流控制大电流的MOSFET已在Hi-Fi功放上得到广泛应用。
（2）对PWM调制电路的要求。
PWM调制电路也是D类功放的一个特殊环节，要把20kHz以下的音频调制成PWM信号，三角波的频率至少要达到200kHz（三角波的频率应在音频信号频率的10~20倍以上）。
当频率过低时要达到同样要求的THD （总谐波失真）标准，则对无源LC低通滤波器的元件要求就高，结构复杂。
如果三角波的频率高，输出波形的锯齿小，就能更加接近原波形，使THD小，而且可以用低数值、小体积和精度要求相对差一些的电感和电容来构成低通滤波器，造价相应降低。
但是，晶体管的开关损耗会随频率的上升而上升，无源器件中的高频损耗、射频的聚肤效应都会使整机效率下降。
更高的调制频率还会出现射频干扰，所以调制频率也不能高于1MHz。
而在实际的中小功率D类数字功放中，当三角波的频率达到500kHz以上时，也可以直接由扬声器的音圈所呈现的电感来还原音频信号，而不用另外的LC低通滤波器。
另外在PWM调制器中，还要注意到调制用的三角波的形状要好、频率的准确性要高、时钟信号的抖晃率要低，这些参数都会影响到后面输出端由LPF所复原的音频信号的波形是否与输入端的原音频信号的波形完全相同，否则会使两者有差异而产生失真。
（3）对低通滤波器的要求。
位于驱动输出端与负载之间的无源LC低通滤波器也是对音质有重大影响的一个重要因数。
该低通滤波器工作在大电流下，负载就是音箱。
严格地讲，设计时应把音箱阻抗的变化一起考虑进去，但作为一个功放产品指定音箱是行不通的，所以D类功放与音箱的搭配中更有发烧友驰骋的天地。
实际证明，当失真要求在0、5%以下时，用二阶Butterworth最平坦响应低通滤波器就能达到要求。
如要求更高则需用四阶滤波器，这时成本和匹配等问题都必须加以考虑。
近年来，一般应用的D类功放已有集成电路芯片，用户只需按要求设计低通滤波器即可。
（4）D类功放的电路保护。
D类功率放大器在电路上必须要有过电流保护及过热保护。
此二项保护电路为D类功率IC或功率放大器所必备，否则将造成安全问题，甚至伤及为其供电的电源器件或整个系统。
过电流保护或负载短路保护的简单测试方法：可将任一输出端与电源端（Vcc）或地端（Ground）短路，在此状况下短路保护电路应被启动而将输出晶体管关掉，此时将没有信号驱动喇叭而没有声音输出。
由于输出短路是属于一种严重的异常现象，在短路之后要回到正常的操作状态必需重置（Reset）放大器，有些IC则可在某一延迟（Delay）时间后自动恢复。
至于过热保护，其保护温度通常设定在150°~160°C，过热后IC自动关掉输出晶体管而不再送出信号，待温度下降20°C~30°C之后自动回复到正常操作状态。
（5）D类功放的电磁干扰。
D类功率放大器必须要解决AB类功率放大器所没有的EMI（Electro Magnetic Interference，电磁干扰）问题。
电磁干扰是由于D类功率放大器的功率晶体管以开关方式工作，在高速开关及大电流的状况下所产生的。
所以D类功放对电源质量更为敏感。
电源在提供快速变化的电流时不应产生振铃波形或使电压变化，最好用环牛变压器供电，或用开关电源供电。
此外解决EMI的方案是使用LC电源滤波器或磁珠（bead）滤波器以过滤其高频谐波。
中高功率的D类功率放大器因为EMI 太强目前采用LC滤波器来解决，小功率则用Bead处理即可，但通常还要配合PCB版图设计及零件的摆设位置。
比如，采用D类放大器后，D类放大器接扬声器的线路不能太长，因为在该线路中都携带着高频大电流，其作用犹如一个天线辐射着高频电磁信号。
有些D类放大器的接线长度仅可支持2cm，做得好的D类放大器则可支持到10cm。
3、3、2 D类功放实例下面以荷兰飞利浦公司生产的TDA8922功放芯片为例，对D类功放电路进行介绍。
TDA8922是双声道、低损耗的D类音频数字功率放大器，它的输出功率为2×25W。
具有如下特点：效率高（可达90%），工作电压范围宽（电源供电±12、5V~±30V），静态电流小（最大静流不超过75mA），失真低，可用于双声道立体声系统的放大（SE接法，Single-Ended）或单声道系统的放大（BTL接法，Bridge-Tied Load），双声道SE接法的固定增益为30dB，单声道BTL接法的固定增益为36dB，输出功率高（典型应用时2×25W），滤波效果好，内部的开关振荡频率由外接元件确定（典型应用为350kHz），并具有开关通断的“咔嗒/噼噗”噪声抑制，负载短路的过流保护，静电放电保护，芯片过热保护等功能。
广泛应用于平板电视、汽车音响、多媒体音响系统和家用高保真音响设备等。
1、内部结构与引脚功能TDA8922的内部结构如图3、24所示，包含两个独立的信号通道和这两个通道共用的振荡器与过热、过流保护及公共偏置电路。
每个信号通道主要包括脉宽调制和功率开关放大两个部分。
图3、24 TDA8922内部结构（1）脉宽调制。
输入的模拟音频信号经电压放大后，与固定频率的三角波相比较，全部音频信息被调制在PWM 信号的宽度变化中。
三角波的产生由压控振荡器实现，三角波的频率由7脚外接的RC定时元件确定。
比较器是一个带锁相环的脉宽调制电路，调制后的电路与功率输出级的门控电路相连，地线被连接到公共地端。
当音频信号幅度大于三角波信号幅度时，比较器输出高电平，反之，比较器输出低电平。
PWM 信号是一个数字脉冲信号，其脉宽的变化反映音频信号的全部信息。