D類音頻功率放大器評估方法

為了解決節能和大功率音頻輸出之間的矛盾，D類功放較之AB類在效率上有了很大的提升，已逐步應用在一些高端產品中。下面將簡單介紹D類功放的工作原理，以及基本的測試方法。

　　以安森美半導體公司NCP2820為例，D類功率放大器使用完全不同于AB類的工作模式，如圖1所示，NCP2820內部由三部分組成：預放大、采樣及脈寬調制和H型功率輸出部分。

　　預放大，由一個全差分模擬運放構成，對輸入的差分信號做相應的放大，增益由內部固定阻值的電阻Rf除以Ri得來。Ci和Ri構成一個低通濾波電路，隔離輸入信號中不需要的直流部分。由于NCP2820使用了全差分運放，所以如果輸入為全差分信號，Ci也可以省略。

　　采樣及脈寬調制，把預防大以后的信號和一個250kHz的三角波相比較后形成一個250kHz脈寬調制的方波信號。每個脈沖的寬度實時體現了輸入信號的幅度。

　　H型輸出電路，如圖1中顯示由兩對MOSFET構成，并由前級產生的脈沖信號驅動。產生具有功率輸出的脈沖信號到負載揚聲器。現在普遍應用的8Ω動圈式揚聲器，其內部線圈具有近似15mH感抗和本身8Ω的阻抗構成解調電路，可以把脈沖方波還原成模擬信號。這也是為什么不需要在輸出端外加低通濾波器做解調電路的原因。

　　工程師在對AB類功放進行測試時，可以直接用示波器探頭捕捉到實際的輸入和輸出波形。但是在測試D類功放時，由于輸出不是模擬的音頻信號，而是一定頻率的數字脈沖方波，這就需要附加濾波器來進行測試。圖2為D類音頻功放的測試配置。

　　圖3給出了測試諧波失真+噪聲的電路配置。利用音頻分析儀的信號發生器可以產生供測試用的標準正弦差分或單端信號輸入到NCP2820，并檢測NCP2820的輸出端。可以按照測試設定的要求分析輸入以及輸出信號，并按照設定，顯示出測試結果。

　　　　THD+N的性能決定了輸出音質的好壞。由于D類功放的工作原理，因此性能會略差于AB類功放。