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D類(lèi)放大器：基本工作原理和近期發(fā)展

作者： 時(shí)間：2013-11-14 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò ) 收藏
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D類(lèi)放大器：基本工作原理和近期發(fā)展
圖4. D類(lèi)放大器的控制環(huán)路包含1階噪聲整形電路，可將大部分噪聲推至帶外。

由等式8可知，噪聲項En(s)與一個(gè)高通濾波器函數(噪聲傳遞函數)相乘，而輸入項VIN(s)與一個(gè)低通濾波器函數(信號傳遞函數)相乘。噪聲傳遞函數的高通濾波器對D類(lèi)放大器的噪聲進(jìn)行整形。如果輸出濾波器的截止頻率選取得當，大部分噪聲會(huì )被推至帶外(圖4)。上述例子使用的是1階噪聲整形器，而多數現代D類(lèi)放大器采用高階噪聲整形拓撲，以便進(jìn)一步優(yōu)化線(xiàn)性和電源抑制特性。

D類(lèi)拓撲—半橋與全橋

很多D類(lèi)放大器還會(huì )使用全橋輸出級。一個(gè)全橋使用兩個(gè)半橋輸出級，并以差分方式驅動(dòng)負載。這種負載連接方式通常稱(chēng)為橋接負載(BTL)。如圖5所示，全橋結構是通過(guò)轉換負載的導通路徑來(lái)工作的。因此負載電流可以雙向流動(dòng)，無(wú)需負電源或隔直電容。

D類(lèi)放大器：基本工作原理和近期發(fā)展
圖5. 傳統的全橋式D類(lèi)輸出級，使用兩個(gè)半橋輸出級對負載進(jìn)行差分驅動(dòng)。

圖6展示了傳統的、基于PWM的BTL型D類(lèi)放大器輸出波形。在圖6中，各輸出波形彼此互補，從而在負載兩端產(chǎn)生一個(gè)差分PWM信號。與半橋式拓撲類(lèi)似，輸出端需要一個(gè)外部LC濾波器，用于提取低頻音頻信號并防止在負載上耗散高頻能量。

D類(lèi)放大器：基本工作原理和近期發(fā)展
圖6. 傳統的全橋式D類(lèi)輸出波形彼此互補，在負載兩端產(chǎn)生一個(gè)差分PWM信號。

全橋式D類(lèi)放大器除具有與AB類(lèi)BTL放大器相同的優(yōu)點(diǎn)外，還具有高效特性。BTL放大器的第一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，采用單電源供電時(shí)輸出端不需要隔直電容。半橋式放大器則不然，因為它的輸出會(huì )在VDD與地之間擺動(dòng)，空閑時(shí)占空比為50%。這意味著(zhù)它的輸出具有約VDD/2的直流偏移。全橋式放大器中，這個(gè)偏移會(huì )出現在負載的兩側，輸出端的直流電流為零。它們具有的第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，在相同的電源電壓下，

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