D類(lèi)放大器：低功耗高效率推動(dòng)大規模普及

　　D類(lèi)放大器的應用范圍非常廣泛，隨著(zhù)技術(shù)的成熟，目前已進(jìn)入大規模普及階段。針對其在器件成本、EMI等方面的問(wèn)題，業(yè)內企業(yè)也提出了多種解決方案。

　　D類(lèi)放大器技術(shù)是三四年前被業(yè)內熱議的新技術(shù)，目前它已進(jìn)入大規模普及階段。業(yè)界正在積極解決應用普及過(guò)程中的問(wèn)題，如EMI(電磁干擾)、成本和效率等。與此同時(shí)，集成技術(shù)也是一個(gè)不容忽視的趨勢。

　　轉入大規模普及階段

　　三四年前，D類(lèi)放大器在業(yè)界掀起了一個(gè)新技術(shù)的小高潮。D類(lèi)放大器采用脈沖調制方式將輸入信號轉換為數字脈沖，由MOSFET進(jìn)行放大，再通過(guò)低通濾波器恢復出原始基帶信號。相較于傳統的AB類(lèi)放大器，這種開(kāi)關(guān)式的放大技術(shù)使其具備高轉換效率的優(yōu)勢，其轉換效率可以達到80%-90%，而傳統AB類(lèi)放大器的轉換效率僅在50%左右。

　　不過(guò)，近兩年業(yè)界談?wù)揇類(lèi)放大器技術(shù)的文章越來(lái)越少。“其實(shí)這并不是D類(lèi)放大器市場(chǎng)轉淡了，而是該技術(shù)已經(jīng)比較成熟了。”ADI公司便攜式音頻產(chǎn)品線(xiàn)低功耗D類(lèi)產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理張楊女士對《中國電子報》記者介紹說(shuō)，“而且，這兩年D類(lèi)放大器開(kāi)始進(jìn)入了大規模的應用和普及階段，因此，業(yè)界對它的宣傳已經(jīng)側重于多元化的應用了。”“估計市場(chǎng)上近1/3的手機已使用了D類(lèi)放大器;32英寸以上的平板電視基本上也都采用了D類(lèi)放大器;在組合音響、iPod音箱等應用中，D類(lèi)放大器也越來(lái)越普遍。”恩智浦半導體多重市場(chǎng)產(chǎn)品部產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理徐小林向《中國電子報》記者介紹D類(lèi)放大器的普及情況時(shí)說(shuō)，“除了上述音頻應用外，在馬達控制領(lǐng)域，D類(lèi)放大器也漸漸有了少量應用，值得我們關(guān)注。”

　　美國美信集成電路產(chǎn)品公司中國區市場(chǎng)傳播及應用支持經(jīng)理魏智也對《中國電子報》記者表示，隨著(zhù)集成工藝的改進(jìn)和相關(guān)技術(shù)的引入，現代D類(lèi)放大器在線(xiàn)性度、占用電路板空間等方面的特性都得到了改善，再加上它的高效率優(yōu)勢，目前，絕大多數應用都可以選擇適當的D類(lèi)放大器。這些應用包括低功耗便攜式應用，如蜂窩電話(huà)和筆記本電腦，還包括大功率應用，如車(chē)載音響系統或平板顯示器。

　　除了音頻和工業(yè)市場(chǎng)外，D類(lèi)放大器甚至進(jìn)入了新能源市場(chǎng)。“雖然今天D類(lèi)放大器的增長(cháng)領(lǐng)域還主要集中在便攜式產(chǎn)品市場(chǎng)，但它的應用范圍非常廣泛。只要可以接受開(kāi)關(guān)形式的應用，都可以采用它。”張楊說(shuō)，“D類(lèi)放大器的效率高，功率損失小、發(fā)熱量少，現在，在能源轉換市場(chǎng)，逆變器也采用了D類(lèi)放大器的原理，由此可見(jiàn)它的應用范圍是相當廣泛的。”

　　降低成本改善EMI

　　在轉入大規模應用之后，業(yè)界正在積極解決D類(lèi)放大器在應用中不斷出現的問(wèn)題。

　　傳統D類(lèi)放大器的一個(gè)主要缺點(diǎn)是它需要外部低通濾波器來(lái)恢復原始基帶信號，這不僅增加了方案總成本和電路板空間，也因濾波元件的非線(xiàn)性而給器件引入額外的失真。為此，美信開(kāi)發(fā)了一種擴譜調制。據魏智介紹，實(shí)際開(kāi)關(guān)頻率相對于標稱(chēng)開(kāi)關(guān)頻率的變化范圍可達到±10%，盡管開(kāi)關(guān)波形在各個(gè)周期會(huì )隨機變化，但占空比不受影響，因此輸出波形可以保留音頻信息;擴譜調制有效拓展了輸出信號的頻譜能量分布，使頻譜能量不集中在開(kāi)關(guān)頻率及其各次諧波上。“換句話(huà)說(shuō)，輸出頻譜的總能量沒(méi)有變，只是重新分布在更寬的頻帶內。這樣就降低了輸出端的高頻能量峰，因而將揚聲器電纜的EMI輻射降至最低。”她說(shuō)，“雖然一些頻譜噪聲可能由擴譜調制引入音頻帶寬內，但這些噪聲可以被反饋環(huán)路的噪聲整形功能抑制掉。”借助這一技術(shù)，美信推出了許多免去低通濾波器的D類(lèi)放大器。美信新一代D類(lèi)音頻功率放大器還在這項技術(shù)的基礎上增加了一項新的、正在申請專(zhuān)利的有源輻射抑制電路。該技術(shù)在不降低音頻性能的情況下進(jìn)一步降低窄帶頻譜分量。

　　恩智浦則采用了多項專(zhuān)利來(lái)改善EMI問(wèn)題，比如跳頻技術(shù)。目前，業(yè)內無(wú)低通濾波器的D類(lèi)放大器主要集中在小功率產(chǎn)品部分，當功率較大或放大器和揚聲器的連線(xiàn)比較長(cháng)時(shí)，仍需要加濾波器。