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高效D类音频功率放大器的设计

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维普资讯
第 ６卷， ｌ 期 第 ｌ
Ｖ ｌ ６ ＮＯ Ｉ ｏ ｌ
电
子
与
封
装
Ｅ ＥＣ Ｌ ＴＲＯＮＩ ＣＳ ＆ Ｐ ＡＣＫＡＧＩ ＮＧ
总 第４ ３期 ２０ ０ ６年 １ 门 １
电 路 设 计
高效 Ｄ类音频 功率放大 器 的设计
车音 响 、Ｐ Ｃ机 、Ｐ ＤＡ 、ＣＤ耳 机 、收 录机 ，以及
够较好地应付这些终端设备的早期性能与成本要求 ，
但线性放大器的特点将不 能满足消费者对更高效率的需 求 。因此 ，Ｄ类放大器在需要提供更高效 率音频功能 的消 费类产 品使 用方 面正 向 ＡＢ类放 大器提 出挑战 。 今天 ，诸如 Ｌ Ｄ 电视 、等离子 电视及台式替代 型 Ｐ Ｃ Ｃ 等许多终端设备均要求在相似 的成本 、近似 的性能基 础上提供更高的输 ｍ功率 ，同时还要保 持甚至降低尺
ｏｇ ｓｐ ｅ ｅ ｔ ｄｉ ｈ ｓｐ ｐｅ ． ｓ ｄｏ ｈ ｉ ｈ ｅｆｃｅ ｃ ｃ ａ ｓ Ｄ ｗｅ ｍｐ ｉｉｒｈ ｓａ ａ ｔ ｄ ｗｅｌ ｏｔ ｅ ｙ ｉ ｒ ｓ ｎ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｒ Ｂａ ｅ ｎ ｔ ｅｈ ｇ ｆｉ ｉｎ ｙ， ｌ ｓ — ｐｏ ｒａ ｌｆｅ ａ ｄ ｐ ｅ ｌ ｈ ｔ
着对性 能的要求 不断提 高 ，人们也要求音频放 大器具 有更多特性 ，希望 以更高功率水平将更 佳的音频 质量
送人更低 阻抗 的负载 。一 般来说 ，ＡＢ类放 大器 已能
发展前景 ，并对消费电子产生 巨大 的冲击作用 ，Ｄ类
功放现已在 Ｄ ＶＤ接收机销售业 占主导地位 ， 其他应用 包括 Ａ Ｖ接 收机 、助 听器 、手机 、等离子显 示器 、汽
ｐｒ ｇ ｅ ｓｏ ｅ ＣＭ ＯＳ ｔ ｃ ｎ ｏ ｙ， ｈ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｉ ｌｏｂｅ ｒｃ ｏ ｒ ｓ ｆｔ ｈ ｅ ｈ ｏｌｇ ｔ ｅｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｓａ ｓ ａ ｏｍｐ ｒｓ ｎ ｗｉｈ ｃａ ｓＡＢ． ｅ ｐ ｐ ｒａ ｓ ａ ｉｏ ｔ ｌ ｓ — Ｔｈ ａ ｅ ｌｏ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｃａ ｓＤ ；ａ ｄ ｏ ｐ ｗｅ ｍｐｌｆｅ ；ｅｆｃ ｅ ｃ ｙ ｒ ｓ ｌｓ－ ｕ ｉ ｏ ｒａ ｉｉ ｒ ｆｉ ｉｎ ｙ；ＴＨＤ ；ｄ ａ ｔｍｅ ｅ ｄｉ
明 ，Ｄ类 目前 以每年超 过 ５ ％的速度在迅猛增长 。随 ０
１ 引言
Ｄ 类功放是一项意义深远的创新技术， 具有广阔 的
Ａｂ ｔａ ｔ ｎ ｅ ｒ ｔｄｃｒ ｕｔ ｆ ｌｓ － ａ ｄｏ ｐ ｗｅ ｍｐ ｉ ｅ ｔ ｅ ｙｈｇ ｆｉｉｎ ｙ ｕ ｉｇＣＭ ＯＳ ｔｃ ｎ ｌ ｓｒ ｃ ：Ｉ ｔｇ ａｅ ｉ ｉ ｏ ｃ ａ ｓＤ ｕ ｉ ｏ ｒ ｃ ａ － ａ ｌ ｉ ｗｉ ｖ ｒ ｉｈｅ ｆ ｅ ｃ ｓ ｆｒ ｈ ｃ ｎ ｈ ｏ— ｅ －
ｔ ｓ ｉｃ ｔｐ ｒｓｃ ｎ ｈｅｐ Ｕ ｏ ｂ ｉ ｇ ａｓ ｃ ｅ ｓ ｕ ｅ ｉ ｎ． ｌ ｏ ｈ ｓ ａ ｈ ｈ ｏ ｙ ｆ ｕ ｄａｉ ｆｔ ｅ ｈｅ ｅ ｃｒ ｕｉ ａ ｔ ａ ｌ Ｓｔ ｒｎ ｕ ｃ ｓ ｆ ｌｄ ｓｇ Ａ ｌ ｆｔ ｅ ｅｍ ｋｅｔ ｅｔ ｅ ｒ ｏ ｎ ｔ ｏｎ ｏ ｈ ｄ ｓｇｎｏ ｌｓ — ａ ｄ ｏａ ｐ ｉ ｅ ． ｅ ｉ ｆ ａ ｓＤ ｕ ｉ ｍ ｌｆ ｒ ｃ ｉ
艺的 Ｄ类音频功率放 大器构成 、驱 动实现 、性噪 比、失真度等方面的特性 来简要描述此类 电路 的设计
思路 同时具体讨论 了Ｄ类音频放 大器各模块的工作原理和设计要 点 ，针 对设计要求 比较 高的驱动部 分 、抗干扰和噪声抑制部分 以及抗 Ｅ ＭＳ的设计都做 了较详 细的分析和论述。 关 键词 ：Ｄ 类 ；音 频 功率 放 大 器 ；效率 ；失真度 ；死 区 时间 中图分类号 ：Ｔ ２ ． ４ Ｎ７ ２１ 文 献标 识 码 ：Ａ 文章编号 ：１ ８ —０ ０（ ０ ６）１ －０ ３０ ６ １１ ７ ２ ０ １０ ２ ．４
ｐｏ ｔ ｂ ｅｄ ｖ ｃ ｓ ｅ ｐ ｃａｌ ｏ ｔｅ ａ ｄ ｏ ｆｅ ｄ Ｗ ｉｈ ｔ ｅ ａ ａ ｃ ｍｅ ｔｏ ｉｃ ｔｄ ｓｇｎ ｋ ｏ ｌ ｇ ｎ ｈ ｒａ ｌ ｅ ｉ ｅ ， ｓ ｅ ｉ ｌ ｔ ｈ ｕ ｉ ｌ ． ｔ ｈ ｄｖ ｎ ｅ ｎ ｆｃｒ ｕｉ ｅ ｉ ｎ ｗ ｅｄ ｅａ ｄ ｔ ｅ ｙ ｉ
Ｄｅ ｉｎｏ ａ ｓＤ ｄ ｏＡｍｐｉ ｅ ｔ ｇ ｆ ｃｅ ｃ ｓｇ ｆ Ｃｌｓ－ Ａｕ ｉ ｌ ｒｗｉ ＨｉｈＥ ｉ ｆ ｈ ｉ ｉｎ ｙ
Ｗ ＡＮ Ｇ Ｄｏ ｇ ｎ

（ ｌｃｒｎｃＥ ｇｎ ｅｉｇＤｅ ｔ ｏ ｔｅｓ Ｕ ｉｅｓｙ Ｎ ｎｉ １０ ６ Ｃ ｉａ） Ｅｅ ｔ ｉ ｎ ｉｅｒ ｐ ，Ｓ ｕｈ ａ ｔ ｎｖ ｒｉ ， ａｊ ｇ２ ０ ９ ， ｈｎ ｏ ｎ ｔ ｎ
ｄ ｓ ｒ ｅ ｅｃ ｎ ｅ ｔ ｆ ｆ ｃｅ ｃ ｒｖ ｒ Ｔ ｅ ｃ ｉ ｄ ｔ ｏ ｃ ｐ ｆ ｉｎ ｙ ｄ ｉ ｅ ， ＨＤ， Ｍ Ｉ ｆ ｈ ｌ ｓ— ｏ ｒａ ｌ ｉｒ ｂ ｉｃ ｓ ｉｎ ａ ｏ ｔ ｂ ｈ ｏ ｅｉ Ｅ ｅｃ ａ ｓ Ｄ ｐ ｗｅ ｍｐ ｉ ｅ ， ｙ ａｄ ｓ ｕ ｓ ｂ ｕ ｏ ｔ ｆ ｏ
汪 东
（ 东 大学 电子 Ｔ程系 ，『京 ２ ０ ９ 卓 ｊ １ ０ ６）
摘
要 ： 类功率放 大器适 应便 携设备 高效节能的客观需求 ，从而在音频模拟 集成领域具有优势 。随 Ｄ
着设计技术 的不断进 步， Ｄ类功率放 大器的性 能指标也逐渐接近 Ａ Ｂ类放 大器 通过 分析基 于Ｃ Ｓ工 ＭＯ

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