移動與便攜設備中的高效率放大器

D 類放大器

這是由一個 H-橋和一個負載組成的開關式放大器（圖 7）。負載包括揚聲器阻抗和一個無源濾波器。H-橋控制通過揚聲器的電流，LC 濾波器則過濾開關噪聲。為了更好地說明為什么這種方式比傳統線性放大器更適合于移動或便攜設備，我們必須查看各種結構的優劣之處。

美國美國國家半導體公司的無濾波器 D 類放大器 LM4667（圖 8）是全差分輸入輸出，用創新的調制器代替了 LC 輸出濾波器。由于節省了輸出濾波器，從而降低了元件數量，簡化了電路設計，且減小了電路板面積。LM4667 用 Delta-sigma 調制技術處理模擬輸入信號，與傳統的脈寬調制方式相比，降低了輸出噪聲和 THD。

Delta-sigma 調制的優點

Delta-Sigma 調制的線性度優于 PWM（脈寬調制），此外還改善了噪底和 THD+N 性能。

AB 類放大器與 D 類放大器效率比較

圖 9 顯示效率比較曲線，上方的曲線是 D 類放大器的效率，下方的曲線是 AB 類放大器的效率。可以看到，滿功率輸出時兩者的效率很接近（AB 類約 65%，D 類約 88%），只有 23% 的差別，但在實際應用中，多數時間里放大器的輸出處于 1/3 到 1/2 功率，此時 AB 類放大器效率僅為 30-40%，而 D 類放大器則有 80% 以上。巨大的效率差（40% 以上）意味著無用功率（產生熱量）和降低電池的使用時間。

總結

A 類放大器效率低，但是具有高保真。

B 類放大器一般不用于音頻領域，因為 B 類放大器波形的一小部分會發生交越失真。落入 0.6V 窗口中的波形不能被準確地放大。

AB 類放大器效率比 A 類放大器高得多，并且沒有 B 類放大器的失真問題。

D 類放大器的效率很高。效率的提高可以轉化為更低的系統成本、更低的工作溫度、更低的供電電壓以及更低的功耗。AB 類放大器的實際工作效率在 30-40% 間徘徊，而D 類放大器的效率可輕易達到 80%。