D类功放
又称之为数字功放,其特点是,工作效率高,体积小。
D类功放的结构
第一部分为调制器,最简单的只需用一只运放构成比较器即可完成。把原始音频信号加上一定直流偏置后放在运放的正输入端,另通过自激振荡生成一个三角形波加到运放的负输入端。当正端上的电位高于负端三角波电位时,比较器输出为高电平,反之则输出低电平。若音频输入信号为零、直流偏置三角波峰值的1/2,则比较器输出的高低电平持续的时间一样,输出就是一个占空比为二分之一的方波。当有音频信号输入时,正半周期间,比较器输出高电平的时间比低电平长,方波的占空比大于二分之一;负半周期间,由于还有直流偏置,所以比较器正输入端的电平还是大于零,但音频信号幅度高于三角波幅度的时间却大为减少,方波占空比小于二分之一。这样,比较器输出的波形就是一个脉冲宽度被音频信号幅度调制后的波形,称为PWM(Pulse Width Modulation脉宽调制)或PDM(Pulse Duration Modulation脉冲持续时间调制)波形。音频信息被调制到脉冲波形中。
第二部分就是D类功放,这是一个脉冲控制的大电流开关放大器,把比较器输出的PWM信号变成高电压、大电流的大功率PWM信号。能够输出的最大功率由负载、电源电压和晶体管允许流过的电流来决定。
第三部分需把大功率PWM波形中的声音信息还原出来。方法很简单,只需要用一个低通滤波器。但由于此时电流很大,RC结构的低通滤波器电阻会耗能,不能采用,必须使用LC低通滤波器。当占空比大于二分之一的脉冲到来时,C的充电时间大于放电时间,输出电平上升;窄脉冲到来时,放电时间长,输出电平下降,正好与原音频信号的幅度变化相一致,所以原音频信号被恢复出来。
输出端可以有H桥驱动
由于输出端为PWM输出,很多其含有较高的高频成分,且通常PWM的频率在50k-1MHz
所以一般输出端需要加入部分滤波处理,且输出滤波电感典型值在10uH-50uH。
且功率稍大一些的功放,通常在输出端对电源和地加入肖特基二极管,将因感性负载引起的过冲电压嵌位
原理基本如上