D类功放电路介绍入门经典

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类功放电路介绍入门D类功放电路的工作原理是利用PWM（脉宽调制）技术，将音频信号转换为脉冲信号，然后经过滤波电路平滑处理后得到高电压输出。

与传统的A类、B类、AB类功放电路相比，D类功放电路具有更高的转换效率和更小的功耗。

D类功放电路的核心部分是PWM调制电路和功放输出级。

PWM调制电路主要由运算放大器、比较器和锁相环组成。

运算放大器用于将音频信号放大到合适的幅度，比较器将运算放大器输出与一个三角波进行比较，得到一个脉冲信号，锁相环用于产生高频时钟信号。

PWM调制电路的输出经过滤波电路平滑处理后，作为功放输出级的输入信号。

功放输出级一般采用MOSFET管或IGBT管作为开关元件，负责实现对高电压输出的放大。

其中，MOSFET管是常用的选择，因为它具有高开关速度和低导通压降的优点。

在D类功放电路中，开关元件的导通和关断由PWM调制电路的脉冲信号控制，当脉冲信号为高电平时，开关元件导通，输出电压趋近于零；当脉冲信号为低电平时，开关元件关断，输出电压上升至最大值。

为了实现更高的功率和更好的音质，D类功放电路往往采用多级及桥接结构。

多级结构中，多个功放输出级按级连接，每个级通过滤波电路将前一级的输出信号平滑处理并放大，再作为下一级的输入信号。

桥接结构中，利用两个相互倒置的功放输出级，使得输出电压可正负两种极性，从而增加输出功率和动态范围。

D类功放电路相对于传统的功放电路具有诸多优势。

首先，由于采用PWM技术，D类功放电路的转换效率可以达到80%以上，高于传统的A类、B类和AB类功放电路；其次，D类功放电路功耗较小，热量产生相对较少，不需要散热器或风扇进行散热；此外，D类功放电路具有良好的音质表现，因为它的输出信号几乎完全是数字化的，不会受到传统功放电路的谐波失真等影响。

然而，D类功放电路也存在一些不足之处。

首先，由于PWM调制过程中存在采样和量化误差，会引入一定的失真；其次，输出信号的高频噪声和开关元件的开关带来了一定的EMI问题，需要进行相应的滤波和屏蔽措施。

传统的音频功率放大器有a类、ab类、b类、c类等几种，其功率放大器件（电子管、晶体管、场效应管、集成电路等）均工作于线性放大区域，属线性放大器，其效率普遍不高，通常ab类放大器的效率不会超过60%。

采用d类开关放大电路可明显提高功放的效率。

d类功放将音频信号转变为宽度随信号幅度变化的高频脉冲，控制功率管以相应的频率饱和导通或截止，功率管输出的信号经低通滤波器驱动扬声器发声。

因功率管大部分时间处于饱和导通和截止状态，功率损耗很小，其效率可达90%以上。

典型的d类功放可提供200w 输出，效率达94%，谐波失真在1%~2.8%。

d类功放保真度不如线性放大器，但在很多场合已能满足要求，例如汽车音响系统只要求低功率输出时失真小于2%，满功率输出时小于5%，而且经过改进d类功放的性能还将有所提高。

另外，d 类功放不存在交越失真。

d类开关放大器的概念源于50年前，但因其工作频率至少应为音频信号上限频率（20khz）的4~5倍，早期采用电子管、晶体管的电路在功率、效率等方面还不能充分体现其优越性。

20世纪80年代出现了开关速度和导通损耗满足要求的mosfet，近年来又出现了集成前置驱动电路，如harris公司的hip4080，从而推动了d类功放的实用发展。

d类功放所用的mosfet为n沟道型，因为n型沟道mosfet的导通损耗仅为相应规格的p沟道mosfet的1/3。

d 类开关放大器由积分器、占空比调制器、开关驱动电路及输出滤波器组成，图1(a)所示的电路为采用半桥驱动的d类功放，它采用了固定频率的占空比调制器，功率管输出的方波信号与音频信号混合作为负反馈信号送入积分器。

积分器兼有滤波作用，输出修正信号送占空比调制器，占空比调制器由比较器和三角波发生器组成[图1(b)]，用修正信号对三角波进行调制产生调制输出，推动功率管工作。

负反馈应取自低通滤波器之前，否则因滤波后的信号与输入的信号有相位差（二阶滤波器可能引起180°的相位差），可能引起电路自激，需采用复杂的相位补偿电路。

°的相位差），可能引起电路自激，需采用复杂的相位补偿电路。

驱动功率管的调制信号为占空比随音频输入信号变化的方波，半桥驱动电路以相反的相位驱动两个功率管，一个导通时另一个截止。

采用方波驱动是为了使mosfet尽可能地改变工作状态，减少其处于线性放大区的时间，从而减少热损耗，提高效率。

该电路的效率主要取决于功率管的开关损耗和导通损耗。

输出滤波器将方波转变为放大的音频信号，推动扬声器发声。

图2为全桥驱动d类功放的原理简图。

全桥驱动电路中负载上的电压峰峰值两倍于电源电压，因而可用单电源代替半桥驱动电路中的双电源供电。

全桥驱动与半桥驱动电路工作原理相似，但采用了四个mosfet。

反馈网络中的滤波电路也有所不同，该电路中负载采用浮动接法，需要两个低通滤波器来消除载波。

四个功率管两两成对工作，为防止短路，驱动电路在关断一对功率管后过一段时间才开启另一对功率管。

全桥中的功率管只需承受半桥中一半的电压，其导通损耗比半桥电路要小，这是因为mosfet导通时的漏源电阻rds(on)与漏源电压bvdss不成线性关系，串联的两个mosfet总的rds(on)比bvdss增加一倍时单管的rds(on)小。

图２全桥驱动d类功放电路简图功率管的选择需要考虑以下几点：峰值工作电压、工作电流、开关速度、开关损耗、导通损耗。

峰值工作电压和电流决定了mosfet的规格，开关损耗、导通损耗及输出滤波损耗决定了输出级的效率。

计算公式如下例如，要在8ω负载上获得100w输出，vp为40v，ip为5a，考虑到工作电压应留25%的裕量，相应的mosfet规格为50v/5a。

选择内部包含一个具有较短反向恢复时间的二极管的mosfet可减小开关损耗，目前较快的反向恢复时间约100ns。

较低的工作频率、较小的栅—源电容及较高驱动能力的驱动电路都有助于减小开关损耗。

工作频率过低会使输出滤波器的设计变得困难，过高又会导致开关损耗增加并产生射频干扰及电磁干扰，因此选择工作频率时需要综合考虑。

传统的音频功率放大器有a类、ab类、b类、c类等几种，其功率放大器件（电子管、晶体管、场效应管、集成电路等）均工作于线性放大区域，属线性放大器，其效率普遍不高，通常ab类放大器的效率不会超过60%。

采用d类开关放大电路可明显提高功放的效率。

d 类功放将音频信号转变为宽度随信号幅度变化的高频脉冲，控制功率管以相应的频率饱和导通或截止，功率管输出的信号经低通滤波器驱动扬声器发声。

因功率管大部分时间处于饱和导通和截止状态，功率损耗很小，其效率可达90%以上。

典型的d类功放可提供200w输出，效率达94%，谐波失真在1%~2.8%。

d类功放保真度不如线性放大器，但在很多场合已能满足要求，例如汽车音响系统只要求低功率输出时失真小于2%，满功率输出时小于5%，而且经过改进d类功放的性能还将有所提高。

另外，d类功放不存在交越失真。

d类开关放大器的概念源于50年前，但因其工作频率至少应为音频信号上限频率（20khz）的4~5倍，早期采用电子管、晶体管的电路在功率、效率等方面还不能充分体现其优越性。

20世纪80年代出现了开关速度和导通损耗满足要求的mosfet，近年来又出现了集成前置驱动电路，如harris公司的hip4080，从而推动了d类功放的实用发展。

d类功放所用的mosfet为n沟道型，因为n型沟道mosfet的导通损耗仅为相应规格的p沟道mosfet的1/3。

d类开关放大器由积分器、占空比调制器、开关驱动电路及输出滤波器组成，图1(a)所示的电路为采用半桥驱动的d类功放，它采用了固定频率的占空比调制器，功率管输出的方波信号与音频信号混合作为负反馈信号送入积分器。

积分器兼有滤波作用，输出修正信号送占空比调制器，占空比调制器由比较器和三角波发生器组成[图1(b)]，用修正信号对三角波进行调制产生调制输出，推动功率管工作。

负反馈应取自低通滤波器之前，否则因滤波后的信号与输入的信号有相位差（二阶滤波器可能引起180°的相位差），可能引起电路自激，需采用复杂的相位补偿电路。

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类功放电路介绍入门经典一、原理介绍：D类功放电路采用脉冲宽度调制（PWM）的方式对输入信号进行放大。

该电路将输入信号转换为一系列的脉冲信号，通过不断改变脉冲信号的宽度，控制输出信号的幅度。

由于脉冲信号只有两种状态（高电平和低电平），功放器件只需要在两种状态之间切换，从而实现高效的功率放大。

二、特点分析：1.高效率：D类功放电路的主要特点就是高效率，通常能够达到90%以上，最高可达到95%。

这是因为功放器件在工作过程中只需要在两个状态之间切换，而不需要在放大过程中消耗额外的能量。

因此，相比于传统的A类功放电路，D类功放电路更加省电。

2.损失小：由于D类功放电路的工作过程中没有静态电流，同时开关速度快，因此不会产生大量的无用功率。

这样可以大大减小功率器件的损耗，延长器件的使用寿命。

3.紧凑：D类功放电路由于工作方式的特殊性，可以使用的元器件非常简单，并且不需要大型散热器。

因此，D类功放电路通常比A类和AB类功放电路更加紧凑，适用于各种小型设备。

4.效果好：D类功放电路经过了多年的技术积累和改进，目前已经广泛应用于音频放大器和汽车音响系统。

它的输出效果稳定并且具有较低的失真。

三、应用领域：1.音频放大器：D类功放电路可以用于各种音频放大器系统，包括高保真音响、家庭影院系统和专业音响设备等。

由于D类功放电路的高效率和低失真特点，它能够提供清晰、高保真的音质输出。

2.汽车音响系统：由于D类功放电路的紧凑性和高效率，它非常适合用于汽车音响系统。

汽车空间有限，D类功放电路可以大大减小功放器件的体积，同时还可以减少散热器的大小和功耗。

3.无线通信设备：D类功放电路还可以应用于无线通信设备中。

无线通信设备对功率放大电路的效率要求较高，而D类功放电路正好能够满足这一需求。

总结：D类功放电路是一种高效、紧凑且效果好的功率放大电路，在音频放大器和汽车音响系统等领域有广泛应用。

通过采用脉冲宽度调制的方式对输入信号进行放大，D类功放电路能够实现高效率、低失真的功率放大，提供清晰、高保真的音质输出。

D类功放电路介绍
D类功放电路的原理是通过将输入信号转换为两个电平，分别是高电
平和低电平，然后通过开关管或者MOS管进行开关操作，来输出一个脉冲
宽度变化的信号。

在输出时，为了得到一个模拟的输出信号，需要通过滤
波电路来将脉冲信号转换为连续的模拟信号。

D类功放电路的一个重要特点是高效率。

由于功放管工作在开关状态，只有在需要放大信号时才会进行导通，因此功耗较低。

这使得D类功放电
路在电池供电、车载音频等应用场景中非常适用，可以延长续航时间并降
低能量消耗。

另一个特点是输出失真较小。

D类功放电路的开关频率非常高，可以
超过20kHz，因此超出人类听觉范围。

这使得D类功放电路的输出信号在
加工和滤波后，能够还原成原始输入信号，避免了传统A类功放电路的失
真问题。

然而，D类功放电路也存在一些缺点。

首先，由于开关操作的特性，
输出信号常常存在一定的高频噪声和失真。

其次，由于开关频率较高，需
要使用较高的采样和处理速度，使得电路的设计和制造变得更复杂和困难。

最后，D类功放电路输出的功率较低，一般适用于低功率音频放大，对于
大功率音响系统来说，可能不太适用。

总的来说，D类功放电路是一种高效率、低功耗的放大电路，适用于
一些对功耗、续航时间和音频质量要求较高的应用场景。

随着技术的进一
步发展，对D类功放电路的研究和改进也在不断进行，可以预见，D类功
放电路在音频行业中的应用前景将越来越广阔。

传统的音频功率放大器有a类、ab类、b类、c类等几种，其功率放大器件（电子管、晶体管、场效应管、集成电路等）均工作于线性放大区域，属线性放大器，其效率普遍不高，通常ab类放大器的效率不会超过60%。

采用d类开关放大电路可明显提高功放的效率。

d 类功放将音频信号转变为宽度随信号幅度变化的高频脉冲，控制功率管以相应的频率饱和导通或截止，功率管输出的信号经低通滤波器驱动扬声器发声。

因功率管大部分时间处于饱和导通和截止状态，功率损耗很小，其效率可达90%以上。

典型的d类功放可提供200w输出，效率达94%，谐波失真在1%~2.8%。

d类功放保真度不如线性放大器，但在很多场合已能满足要求，例如汽车音响系统只要求低功率输出时失真小于2%，满功率输出时小于5%，而且经过改进d类功放的性能还将有所提高。

另外，d类功放不存在交越失真。

d类开关放大器的概念源于50年前，但因其工作频率至少应为音频信号上限频率（20khz）的4~5倍，早期采用电子管、晶体管的电路在功率、效率等方面还不能充分体现其优越性。

20世纪80年代出现了开关速度和导通损耗满足要求的mosfet，近年来又出现了集成前置驱动电路，如harris公司的hip4080，从而推动了d类功放的实用发展。

d类功放所用的mosfet为n沟道型，因为n型沟道mosfet的导通损耗仅为相应规格的p沟道mosfet的1/3。

d类开关放大器由积分器、占空比调制器、开关驱动电路及输出滤波器组成，图1(a)所示的电路为采用半桥驱动的d类功放，它采用了固定频率的占空比调制器，功率管输出的方波信号与音频信号混合作为负反馈信号送入积分器。

积分器兼有滤波作用，输出修正信号送占空比调制器，占空比调制器由比较器和三角波发生器组成[图1(b)]，用修正信号对三角波进行调制产生调制输出，推动功率管工作。

负反馈应取自低通滤波器之前，否则因滤波后的信号与输入的信号有相位差（二阶滤波器可能引起180°的相位差），可能引起电路自激，需采用复杂的相位补偿电路。

D类功放原理经典D类功放（Class D Amplifier），又称数字功放，是一种用于音频放大的功放技术。

与传统的A类、B类、AB类功放相比，D类功放具有能效高、体积小、发热低等优点，因此广泛应用于消费电子产品、车载音响、PA系统等领域。

D类功放的原理是将输入的音频信号经过数字转换器（ADC）转换为数字信号，然后经过数字信号处理器（DSP）进行处理和调制，最后通过PWM（脉宽调制）技术，将模拟信号转换为高频方波信号。

这样的方波信号经过滤波器滤除高频干扰，同时根据原始音频信号的特点进行重构，得到与原始信号相似的音频信号，最后经过电平变换电路输出为放大信号。

D类功放的核心在于PWM技术。

PWM是一种控制技术，通过改变方波的占空比来控制输出信号的功率。

PWM信号的占空比决定了输出信号的幅值，当占空比大于50%时，输出信号为高电平，小于50%时为低电平。

由于方波的高频特性，可以通过开关操作实现高效能的功放。

D类功放的工作原理基于开关原理。

当PWM信号的占空比大于50%时，功放内部的开关管导通，输出为高电平；当占空比小于50%时，开关管截止，输出为低电平。

通过远高于音频频率的开关操作，可以实现高效的功放，大大提高了功放的能效。

D类功放的优点主要体现在以下几个方面：1.高能效：由于使用了PWM技术，D类功放在工作状态下的能效能够超过90%，远高于传统的A类、B类功放。

这意味着D类功放相同输入功率的情况下，会产生更小的热量和功耗。

2.体积小：D类功放无需采用大型散热器，因为功放的发热量相对较低，可以采用更小巧的散热器或者不采用散热器。

这样可以大大降低功放的体积和重量。

3.高输出能力：D类功放可以实现高达几百瓦的输出功率，适用于各种音频应用场景，如家庭影院、演唱会等。

4.高音质：D类功放经过数字信号处理器（DSP）的处理，可以对音频信号进行精确的调整和重构，大大提高音质。

由于PWM信号的高频特性，D类功放可以输出高频信号，并通过滤波器去除高频干扰，保证音质的清晰度和纯净度。

D类功放电路介绍入门一、D类功放电路的原理在D类功放电路中，输入音频信号首先经过低通滤波器对信号进行预处理，然后进入比较器进行PWM调制。

比较器根据音频信号的大小与参考电压进行比较，输出相应的PWM信号。

PWM信号经过滤波器进行平滑处理后，即可送入功率放大器输出。

功率放大器是D类功放电路的核心组成部分，它负责接收PWM信号并放大至适合驱动负载的电平。

由于PWM信号的高频特性，功率放大器可以采用开关管如MOSFET等，其开关速度远高于音频信号的频率，能够实现高效的功放输出。

二、D类功放电路的优点与传统的A类功放电路相比，D类功放电路具有以下几个显著的优点。

1.高效率：由于D类功放电路采用了开关管进行功率放大，功放工作时的功耗较低，电路效率可以达到90%以上。

这大大降低了功放的发热量和电能的浪费，使得功放电路更加节能环保。

2.小尺寸：D类功放电路相较于A类功放电路而言，在同样输出功率的情况下，体积更小。

这使得D类功放电路非常适合在有限空间内进行集成和应用，例如手机、车载音响等。

3.输出纹波低：由于PWM信号通过滤波器进行平滑处理，D类功放电路输出的音频信号纹波较小，音质更好，失真更低。

4.低成本：D类功放电路的实现非常简单，所需元件较少，制造成本较低。

这使得D类功放电路在市场上具有竞争力，广泛应用于各种音频设备中。

三、D类功放电路的应用1.音频放大器：D类功放电路能够实现高保真度的音频放大，广泛应用于家庭音响、舞台音响等领域。

2.汽车音响：D类功放电路由于小尺寸和低功耗的特点，广泛应用于汽车音响系统中，提供高质量的音频输出。

3.无线通信：D类功放电路在无线通信设备中的应用越来越广泛，如蓝牙音箱、无线麦克风等。

其高效率和小尺寸的特点，提供了长时间的无线使用时间和良好的音频输出效果。

4.工业控制：由于D类功放电路的高效率和可靠性，它也被用于工业自动化领域的控制电路中，如电机驱动、传感器信号放大等。

总结：D类功放电路是一种采用数字调制的功放电路，具有高效率、小尺寸、输出纹波低和低成本等优点。

传统的音频功率放大器有a类、ab类、b类、c类等几种，其功率放大器件（电子管、晶体管、场效应管、集成电路等）均工作于线性放大区域，属线性放大器，其效率普遍不高，通常ab类放大器的效率不会超过60%。

采用d类开关放大电路可明显提高功放的效率。

d 类功放将音频信号转变为宽度随信号幅度变化的高频脉冲，控制功率管以相应的频率饱和导通或截止，功率管输出的信号经低通滤波器驱动扬声器发声。

因功率管大部分时间处于饱和导通和截止状态，功率损耗很小，其效率可达90%以上。

典型的d类功放可提供200w输出，效率达94%，谐波失真在1%~2.8%。

d类功放保真度不如线性放大器，但在很多场合已能满足要求，例如汽车音响系统只要求低功率输出时失真小于2%，满功率输出时小于5%，而且经过改进d类功放的性能还将有所提高。

另外，d类功放不存在交越失真。

d类开关放大器的概念源于50年前，但因其工作频率至少应为音频信号上限频率（20khz）的4~5倍，早期采用电子管、晶体管的电路在功率、效率等方面还不能充分体现其优越性。

20世纪80年代出现了开关速度和导通损耗满足要求的mosfet，近年来又出现了集成前置驱动电路，如harris公司的hip4080，从而推动了d类功放的实用发展。

d类功放所用的mosfet为n沟道型，因为n型沟道mosfet的导通损耗仅为相应规格的p沟道mosfet的1/3。

d类开关放大器由积分器、占空比调制器、开关驱动电路及输出滤波器组成，图1(a)所示的电路为采用半桥驱动的d类功放，它采用了固定频率的占空比调制器，功率管输出的方波信号与音频信号混合作为负反馈信号送入积分器。

积分器兼有滤波作用，输出修正信号送占空比调制器，占空比调制器由比较器和三角波发生器组成[图1(b)]，用修正信号对三角波进行调制产生调制输出，推动功率管工作。

负反馈应取自低通滤波器之前，否则因滤波后的信号与输入的信号有相位差（二阶滤波器可能引起180°的相位差），可能引起电路自激，需采用复杂的相位补偿电路。

d类功率放大电路
D类功率放大电路，也称为开关放大电路，是一种非线性功率放大电路。

它的特点是输出信号在大部分时间处于两个离散的电平，只在输入信号变化时进行开关操作，从而有效地提高功率放大效率。

D类功率放大电路通常由一个开关管（如晶体管或MOSFET）和一个滤波电路组成。

输入信号经过比较器与参考电压进行比较，确定开关管的导通或关闭状态。

当输入信号大于参考电压时，开关管导通，输出电平为高电平，反之则为低电平。

由于开关管的导通或关闭状态只与输入信号的大小有关，而与输入信号的具体波形无关，所以D类功率放大电路能够适应各种输入信号波形。

D类功率放大电路的优点是具有高效率和低失真的特性。

由于输出信号只在开关管的导通或关闭状态下存在，且开关管通常具有较低的导通电阻和闭合电阻，因此在导通状态下的功率损耗很小，功率放大效率可以达到90%以上。

另外，由于D类功率放大电路在输出信号变化时只进行开关操作，没有线性放大阶段，所以失真较小，输出信号的波形保持原始输入信号的准确性。

然而，D类功率放大电路也存在一些缺点。

由于开关操作会产生开关噪声和高频谐波，需要通过滤波电路来抑制这些噪声和谐波。

另外，开关操作的速度较快，对开关管的驱动电路要求较高，增加了设计复杂度。

此外，D类功率放大电路对于低频信号的放大效果较差，通常需要辅助电路来提高低频响应。

总的来说，D类功率放大电路是一种高效率、低失真的功率放大电路，适用于音频放大、无线通信等领域。

传统的音频功率放大器有a类、ab类、b类、c类等几种，其功率放大器件（电子管、晶体管、场效应管、集成电路等）均工作于线性放大区域，属线性放大器，其效率普遍不高，通常ab类放大器的效率不会超过60%。

采用d 类开关放大电路可明显提高功放的效率。

d类功放将音频信号转变为宽度随信号幅度变化的高频脉冲，控制功率管以相应的频率饱和导通或截止，功率管输出的信号经低通滤波器驱动扬声器发声。

因功率管大部分时间处于饱和导通和截止状态，功率损耗很小，其效率可达90%以上。

典型的d类功放可提供200w输出，效率达94%，谐波失真在1%~%。

d类功放保真度不如线性放大器，但在很多场合已能满足要求，例如汽车音响系统只要求低功率输出时失真小于2%，满功率输出时小于5%，而且经过改进d类功放的性能还将有所提高。

另外，d类功放不存在交越失真。

d类开关放大器的概念源于50年前，但因其工作频率至少应为音频信号上限频率（20khz）的4~5倍，早期采用电子管、晶体管的电路在功率、效率等方面还不能充分体现其优越性。

20世纪80年代出现了开关速度和导通损耗满足要求的mosfet，近年来又出现了集成前置驱动电路，如harris公司的hip4080，从而推动了d类功放的实用发展。

d类功放所用的mosfet为n沟道型，因为n型沟道mosfet的导通损耗仅为相应规格的p沟道mosfet的1/3。

d类开关放大器由积分器、占空比调制器、开关驱动电路及输出滤波器组成，图1(a)所示的电路为采用半桥驱动的d类功放，它采用了固定频率的占空比调制器，功率管输出的方波信号与音频信号混合作为负反馈信号送入积分器。

积分器兼有滤波作用，输出修正信号送占空比调制器，占空比调制器由比较器和三角波发生器组成[图1(b)]，用修正信号对三角波进行调制产生调制输出，推动功率管工作。

负反馈应取自低通滤波器之前，否则因滤波后的信号与输入的信号有相位差（二阶滤波器可能引起180°的相位差），可能引起电路自激，需采用复杂的相位补偿电路。

D类功放电路介绍传统的音频功率放大器有A类、AB类、B类、C类等几种，其功率放大器件（电子管、晶体管、场效应管、集成电路等）均工作于线性放大区域，属线性放大器，其效率普遍不高，通常AB类放大器的效率不会超过60%。

采用D类开关放大电路可明显提高功放的效率。

D类功放将音频信号转变为宽度随信号幅度变化的高频脉冲，控制功率管以相应的频率饱和导通或截止，功率管输出的信号经低通滤波器驱动扬声器发声。

因功率管大部分时间处于饱和导通和截止状态，功率损耗很小，其效率可达90%以上。

典型的D类功放可提供200W输出，效率达94%，谐波失真在1%~2.8%。

D类功放保真度不如线性放大器，但在很多场合已能满足要求，例如汽车音响系统只要求低功率输出时失真小于2%，满功率输出时小于5%，而且经过改进D类功放的性能还将有所提高。

另外，D类功放不存在交越失真。

D类开关放大器的概念源于50年前，但因其工作频率至少应为音频信号上限频率（20kHz）的4~5倍，早期采用电子管、晶体管的电路在功率、效率等方面还不能充分体现其优越性。

20世纪80年代出现了开关速度和导通损耗满足要求的MOSFET，近年来又出现了集成前置驱动电路，如Harris公司的HIP4080，从而推动了D类功放的实用发展。

D类功放所用的MOSFET为N 沟道型，因为N型沟道MOSFET的导通损耗仅为相应规格的P沟道MOSFET 的1/3。

D类开关放大器由积分器、占空比调制器、开关驱动电路及输出滤波器组成，图1(a)所示的电路为采用半桥驱动的D类功放，它采用了固定频率的占空比调制器，功率管输出的方波信号与音频信号混合作为负反馈信号送入积分器。

积分器兼有滤波作用，输出修正信号送占空比调制器，占空比调制器由比。

传统的音频功率放大器有a类、ab类、b类、c类等几种，其功率放大器件（电子管、晶体管、场效应管、集成电路等）均工作于线性放大区域，属线性放大器，其效率普遍不高，通常ab类放大器的效率不会超过60%。

采用d类开关放大电路可明显提高功放的效率。

d类功放将音频信号转变为宽度随信号幅度变化的高频脉冲，控制功率管以相应的频率饱和导通或截止，功率管输出的信号经低通滤波器驱动扬声器发声。

因功率管大部分时间处于饱和导通和截止状态，功率损耗很小，其效率可达90%以上。

典型的d类功放可提供200w输出，效率达94%，谐波失真在1%~2.8%。

d类功放保真度不如线性放大器，但在很多场合已能满足要求，例如汽车音响系统只要求低功率输出时失真小于2%，满功率输出时小于5%，而且经过改进d类功放的性能还将有所提高。

另外，d类功放不存在交越失真。

d类开关放大器的概念源于50年前，但因其工作频率至少应为音频信号上限频率（20khz）的4~5倍，早期采用电子管、晶体管的电路在功率、效率等方面还不能充分体现其优越性。

20世纪80年代出现了开关速度和导通损耗满足要求的mosfet，近年来又出现了集成前置驱动电路，如harris公司的hip4080，从而推动了d类功放的实用发展。

d类功放所用的mosfet为n沟道型，因为n型沟道mosfet的导通损耗仅为相应规格的p沟道mosfet的1/3。

d类开关放大器由积分器、占空比调制器、开关驱动电路及输出滤波器组成，图1(a)所示的电路为采用半桥驱动的d类功放，它采用了固定频率的占空比调制器，功率管输出的方波信号与音频信号混合作为负反馈信号送入积分器。

积分器兼有滤波作用，输出修正信号送占空比调制器，占空比调制器由比较器和三角波发生器组成[图1(b)]，用修正信号对三角波进行调制产生调制输出，推动功率管工作。

负反馈应取自低通滤波器之前，否则因滤波后的信号与输入的信号有相位差（二阶滤波器可能引起180°的相位差），可能引起电路自激，需采用复杂的相位补偿电路。

D类功放电路介绍D类功放电路是一种高效率的功放电路，其名称源自于D（Digital）音频信号使用数字编码，通过PWM（Pulse Width Modulation）来调制输出波形。

D类功放电路由于其高效率和低功耗的特点，逐渐得到了广泛应用，尤其在便携式音频设备和汽车音响系统中得到了大量使用。

D类功放电路的基本原理是将输入信号进行数字编码，然后使用PWM 技术将数字信号转换为脉冲宽度可变的PWM信号，最后经过滤波电路得到与输入信号相同的模拟输出信号。

D类功放电路的核心是PWM模块，该模块负责将数字信号转换为PWM信号。

通常，在D类功放电路中，数字信号是由模数转换器（DAC）产生的。

DAC将模拟输入信号转换为数字信号，并经过数字处理器进行编码和处理，得到PWM信号。

PWM信号的脉冲宽度由数字信号的幅值决定，脉冲的周期由输入信号的频率决定。

D类功放电路的优点主要体现在高效率和低功耗方面。

相比于传统的A类、B类和AB类功放电路，D类功放电路的功耗更低，效率更高。

这是因为在D类功放电路中，输出级别只有两种，即高电平和低电平，不需要通过传统的功率输出级别来调整功率，因此功率损耗更小。

另外，由于D 类功放电路采用PWM技术，输出信号的失真较小，可以更精确地还原输入信号，因此音质更好。

除了高效率和低功耗之外，D类功放电路还具有体积小、重量轻、成本低等优点。

这使得D类功放电路特别适合在便携式音频设备和汽车音响系统中使用。

在便携式音频设备中，D类功放电路能够提供足够的音量输出，并且由于低功耗，可以延长电池的使用寿命。

在汽车音响系统中，D 类功放电路可以大大减小安装空间和散热问题，使得整个系统更加紧凑和可靠。

虽然D类功放电路具有许多优点，但也存在一些缺点。

其中最主要的缺点是输出信号的PWM调制频率可能会干扰到其他电子设备。

为了解决这个问题，需要在D类功放电路中增加输出滤波电路，以降低PWM调制频率的干扰。

此外，由于D类功放电路在调制过程中需要频繁地开关输出级，因此在低频段的输出波形可能会出现失真和噪声。

D类音频功放电路原理分析D类音频功放电路原理分析【摘要】本文从电路的基本理论出发，结合相关电路图及波形对D类音频功放电路的组成、工作原理进行详细的分析和阐述。

【关键词】音频功放;调制器;低通滤波器D类音频功率放大器与A类、B类功率放大器相比它最大的优点是效率高，功率放大管工作在开关状态，在理想情况下电路的效率可以达到100%。

因此，有着广泛的应用。

D类音频功放电路由调制器、开关功率放大器及低通滤波器三部分电路组成，如图1所示，其工作原理是：音频信号经过调制器进行脉宽调制后转换成脉宽调制信号，脉宽调制信号由开关功率放大器进行放大，放大后的脉宽调制信号通过低通滤波器滤波后还原成放大了的音频信号送入扬声器。

图1 D类音频功放电路组成框图下面结合如图2所示D类音频功率放大电路，对其电路组成及工作原理进行分析。

电路中运放A1、A2、A3、A4及外围元件构成调制器，场效应管T1、T2构成开关功率放大器，电感L和电容C5构成低通滤波器。

图2 D类音频功率放大电路图3 方波与三角波变换波形图一、调制器调制器由三角波发生器、音频前置放大器、电压比较器三部分电路组成。

调制器的作用是将音频信号对三角波信号进行脉宽调制，产生脉宽调制信号。

其电路工作原理如下：1.三角波发生器三角波发生器由滞回电压比较器A1、积分电路A2组成，其中滞回电压比较器产生方波，方波通过积分电路转换成三角波。

滞回电压比较器由运放NE5532的A1，正反馈电路R1、R2，限幅电路R3、DZ构成，该电路产生幅值为±UZ=±6V的方波。

积分电路由运放A2、电阻R4和电容C1组成，积分电路将方波转换成三角波输出。