D類(lèi)放大:更高的體積與用電效益

A、B類(lèi)放大電路是真正的模擬放大電路，只是其效率相對較低，分別為50%和78.5%。特別在作為功放時(shí)，效率的高低直接影響到電源和功放級的散熱器體積。而D類(lèi)放大電路為了提高效率，采用了調制開(kāi)關(guān)和選頻濾波技術(shù)，使放大電路的效率提高到90%以上，因而從晶體管工作區域來(lái)看實(shí)際是開(kāi)關(guān)狀態(tài)的。

　　D類(lèi)放大電路有電壓開(kāi)關(guān)型和電流開(kāi)關(guān)型兩種，要講清楚D類(lèi)放大電路工作原理，并非三言?xún)烧Z(yǔ)所能為之。這里簡(jiǎn)單說(shuō)一下D類(lèi)功放設計步驟：

　　1?？紤]工作頻率;

　　2。確定輸出功率;

　　3。工作可靠性設計，主要考慮附加保護電路設計;

　　4。供電方式和調制問(wèn)題。

　　一、A類(lèi)(甲類(lèi))放大器，是指電流連續地流過(guò)所有輸出器件的一種放大器。 這種放大器，由于避免了器件開(kāi)關(guān)所產(chǎn)生的非線(xiàn)性，只要偏置和動(dòng)態(tài)范圍控制得當，僅從失真的角度來(lái)看，可認為它是一種良好的線(xiàn)性放大器。 A類(lèi)，它本質(zhì)上是一個(gè)單獨的射極跟隨器，并帶有一個(gè)有源發(fā)射極負載，以達到合適的電流泄放。這一類(lèi)作為輸出級時(shí)，需要在開(kāi)始設計之前就把所要驅動(dòng)的阻抗是多低搞清楚。

　　二、B類(lèi)(乙類(lèi))放大器，是指器件導通時(shí)間為50%的一種工作類(lèi)別。這類(lèi)放大器可以說(shuō)是最為流行的一種放大器，也許目前所生產(chǎn)的放大器有99% 是屬于這一類(lèi)。

　　三、D類(lèi)(丁類(lèi))放大器，這類(lèi)放大器，其特點(diǎn)是斷續地轉換器件的開(kāi)通，其頻率超過(guò)音頻，可控制信號的占空比以使它的平均值能代表音頻信號的瞬時(shí)電平，這種情況被稱(chēng)為脈寬調制(PWM)，其效率在理論上來(lái)說(shuō)是很高的。但是，實(shí)際困難還是非常大的，因為200kHz的高功率方波是不是好的出發(fā)點(diǎn)尚不清楚;從失真的角度來(lái)看，為保證采樣頻率的有效性，必須將一個(gè)陡峭截止頻率的低通濾波器插入放大器與揚聲 器之間，以消除絕大部分的射頻成分，這至少需要4個(gè)電感(考慮立體聲)， 成本自然不會(huì )低。此外，表現在頻響方面，它只能對某一特定負載阻抗保證平坦的頻率響應。

　　為何今日會(huì )盛行D類(lèi)放大器呢?

　　在此我們不再詳述電路的細節運作原理，單就結果特性來(lái)說(shuō)明，A類(lèi)放大具有最佳的信號傳真性(電壓波形幾乎無(wú)失真)，但卻相當耗用電能，一般來(lái)說(shuō)電能利用率只有20%～30%，舉例而言，倘若供應100W電力給A類(lèi)放大機(擴大機)，最后真正輸出到喇叭發(fā)聲功率的只有25W，其余的75W統統是放大系統運作過(guò)程中的耗用，而且此一高耗能也會(huì )產(chǎn)生高廢熱，需要在放大晶體管上配裝厚高的散熱片來(lái)幫助散熱。雖然A類(lèi)電能利用率差，但信號完整是其可取之處，所以依然用在高檔專(zhuān)業(yè)音響中，發(fā)燒友為了享受無(wú)失真的完美音質(zhì)，不會(huì )太在乎多耗3倍的電能。

　　至于B類(lèi)放大，其電能利用率較高，理想上可至75%，但卻有交越失真的問(wèn)題，上下波形中有一者會(huì )遭部分截斷，而無(wú)法全波完整放大，如此若用在音響系統就會(huì )有明顯的聲音粗糙變質(zhì)。至于C類(lèi)放大比B類(lèi)更糟，上下兩波形都失真，因此更無(wú)法用于傳真性的放大應用中，多半只用在無(wú)線(xiàn)通信的RF射頻系統上。

　　既然A類(lèi)波形佳、用電高，而B(niǎo)類(lèi)卻是用電佳、波形稍差(介于A(yíng)類(lèi)與C類(lèi)間)，因此人們有了截補的想法，同時(shí)用上2個(gè)B類(lèi)放大電路，將兩者所剩的完整半波予以合并，以此達到與A類(lèi)相同的全波效果，此即是所謂的AB類(lèi)放大(運作電路來(lái)自2個(gè)B類(lèi)，呈現效果卻近A類(lèi))，且用電上依然低于A(yíng)類(lèi)，若要同樣實(shí)現一個(gè)輸出放大達25W的系統，A類(lèi)整體需要100W，AB類(lèi)約只要66W，如此連散熱片的體積也可以因此精簡(jiǎn)。今日絕大多數的消費性音響及視聽(tīng)設備都是用AB類(lèi)。

　　D類(lèi)放大：爭取更高的體積與用電效益