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d類放大器
閱讀�4652時間�2010-11-28 20:13:49

      D類功放也稱數(shù)字式放大�,利用極高頻率的轉(zhuǎn)換開�(guān)電路來放大音頻信�,具有效率�,體積小的�(yōu)�,許多功率高達1000W的丁類放大器,體積只不過像VHS錄像帶那么大,在許多應(yīng)用方面具有顯著的�(yōu)�,因為較小的功率耗散意味著更低的�(fā)熱量、電路板空間及成本的節(jié)省和便攜式系�(tǒng)的電池工作時間的延長�

采用系統(tǒng)成本

      D類放大器的有源元件是開關(guān)輸出級和�(diào)制器。該電路的成本可以大致與模擬線性放大器的成本相�(dāng),而系�(tǒng)的其他元件上是需要真正付出代價的地方�

  D類放大器的較低的功率耗散可以為其省下冷卻裝置(散熱器或者風(fēng)扇)的成本(和空間)。D類集成電路放大器可以使用一個比線性放大器更小的、更便宜的封�。在利用�(shù)字音頻信號源進行播放�,模擬的線性放大器需要通過�(shù)字-模擬變換器來將音頻信號變換為模擬形式。模擬輸入的D類放大器也需要數(shù)模變換器,但�(shù)字輸入型電路可以有效的集成一個D/A�(zhuǎn)換器功能�

  另一方面,D類放大器在成本上的主要缺點就在于它要使用LC濾波器。該元件——特別是電感——將占用電路板空間并增加成本。在大功率的放大器中,總的系�(tǒng)成本仍然具有競爭�,因為在冷卻裝置方面實現(xiàn)的極大的成本節(jié)約可以抵消LC濾波器的成本的增�。但�,在對成本敏感的、低功耗的�(yīng)用中,電感的成本是巨大的。在極端情況�,如手機用的低價位放大器,放大器IC的成本可能低于總的LC濾波器的成本。此外,即使不考慮成本,LC濾波器所占用的電路板空間對于小外形尺寸的�(yīng)用來說也是一個問��

  為了解決這些問題,有時人們干脆取消LC濾波�,即采用一個無濾波的放大器。這可以節(jié)約成本和空間,雖然不能享受到低通濾波的好處。如果沒有濾波器的話,EMI和高頻功率耗散可能會增加到令人無法接受的地�,除非揚聲器是電感性的,其位置緊鄰放大器,而且電路�(huán)面積很小,功率水平很低。雖然在手機等便攜式�(yīng)用中�??梢宰鞯竭@一�,但該技�(shù)并不適用于功率更大的系統(tǒng),如家用立體聲音��

D類放大器的有源元件是開關(guān)輸出級和�(diào)制器。該電路的成本可以大致與模擬線性放大器的成本相�(dāng),而系�(tǒng)的其他元件上是需要真正付出代價的地方�

  D類放大器的較低的功率耗散可以為其省下冷卻裝置(散熱器或者風(fēng)扇)的成本(和空間)。D類集成電路放大器可以使用一個比線性放大器更小�、更便宜的封裝。在利用�(shù)字音頻信號源進行播放�,模擬的線性放大器需要通過�(shù)字-模擬變換器來將音頻信號變換為模擬形式。模擬輸入的D類放大器也需要數(shù)模變換器,但�(shù)字輸入型電路可以有效的集成一個D/A�(zhuǎn)換器功能�

  另一方面,D類放大器在成本上的主要缺點就在于它要使用LC濾波�。該元件——特別是電感——將占用電路板空間并增加成本。在大功率的放大器中,總的系�(tǒng)成本仍然具有競爭�,因為在冷卻裝置方面實現(xiàn)的極大的成本節(jié)約可以抵消LC濾波器的成本的增�。但�,在對成本敏感的、低功耗的�(yīng)用中,電感的成本是巨大的。在極端情況�,如手機用的低價位放大器,放大器IC的成本可能低于總的LC濾波器的成本。此�,即使不考慮成本,LC濾波器所占用的電路板空間對于小外形尺寸的�(yīng)用來說也是一個問��

  為了解決這些問題,有時人們干脆取消LC濾波�,即采用一個無濾波的放大器。這可以節(jié)約成本和空間,雖然不能享受到低通濾波的好處。如果沒有濾波器的話,EMI和高頻功率耗散可能會增加到令人無法接受的地�,除非揚聲器是電感性的,其位置緊鄰放大�,而且電路�(huán)面積很小,功率水平很低。雖然在手機等便攜式�(yīng)用中�??梢宰鞯竭@一點,但該技�(shù)并不適用于功率更大的系統(tǒng),如家用立體聲音響�

好處

      憑借諸如的功率效率、較小的熱量以及較輕的供電電源等�(yōu)點,D類放大器正在音頻世界掀起風(fēng)�,這一點兒也不令人驚奇。的�,隨著技�(shù)的成熟以及其所達到越來越好的聲音重�(xiàn)效果,看起來繼續(xù)使用D類放大器向市場滲透是一個頗有把握的賭注,以往在這個市場上只有傳統(tǒng)的線性(A�、B類或AB類)功率放大器能夠提供令人滿意的性能�

  �(huán)繞聲格式的不斷進步加速了這種趨勢。由于越來越多的家庭和車�(nèi)娛樂系統(tǒng)、DVD播放器以及AV接收機需要驅(qū)動六個或更多的揚聲器,線性放大器及其電源的尺寸增大了,并且產(chǎn)生了更多的熱量。例�,Dolby Digital(杜比數(shù)字)格式要求六個獨立的輸出級,而更新推出的Dolby Digital EX要求更多�8聲道。鑒于此,D類放大技�(shù)的優(yōu)勢顯得比以往更加突出�

  輸出級數(shù)模轉(zhuǎn)換機�

  所有D類系�(tǒng)的共同特點及其超群的功率效率的奧秘就在于輸出級(通常是MOSFET)的電源器件總是要么全通要么全�(guān)。這與線性放大器形成對比,線性放大器輸出晶體管的�(dǎo)通狀�(tài)隨時間變化。晶體管消耗的功率是其壓降與流過電流之積(P=IV�,通常占到線性放大器消耗的總功率的50[%]或更多。在D類系�(tǒng)中不是這樣。由于所有輸出晶體管要么壓降為零(處于“通”狀�(tài))要么流過的電流為零(處于“關(guān)”狀�(tài)�,理論上根本不會損失能量?;氐浆F(xiàn)實世界中,安裝在�(shù)以百萬計的微處理器之上的冷卻�(fēng)扇表明即使是純數(shù)字系�(tǒng)也會以發(fā)熱的形式浪費能量,D類放大器達到的功率效率在85�90[%]之間�

  不過,如何使一個天生只能產(chǎn)生方波的開關(guān)器件再現(xiàn)音樂中多種多樣的波形�?某些類型的高頻“數(shù)字”信號可以通過低通濾波產(chǎn)生平滑的“模擬”輸�。最廣泛使用的就是脈寬調(diào)制(PWM:pulse width modulaTIon)技�(shù),其中矩形波的占空比與音頻信號的振幅成正��

�(yīng)�

      D類放大器以極高的放大效率受到用戶青睞,隨著技�(shù)的進步,原來保真度低的缺陷也得到逐漸解決,應(yīng)用范圍已擴大到家�、汽車電子領(lǐng)��

  "隨著D類放大器技�(shù)的不斷進步,現(xiàn)在D類放大器已可做到失真極少,因此能確保音頻系統(tǒng)高度原音�"美國國家半導(dǎo)體亞太區(qū)音頻�(chǎn)品市場經(jīng)理林偉山表示。因此,在便攜式電池供電多媒體產(chǎn)品中,D類放大器已經(jīng)得到普遍的應(yīng)用,一般來�,D類放大器比采用AB類放大器可以提高2�3倍電池使用壽��

  而在家庭AV�(shè)備市�,D類放大器已在一些DVD 播放�、LCD-TV以及特大功率的家庭影院中被使用�"這些�(chǎn)品在實現(xiàn)小型化的同時,還要求高功率,或者同時實�(xiàn)高功率與多種功能。在此情況下,D 類放大器擁有極大的市場潛��"TI高性能模擬�(chǎn)品部市場營銷�(jīng)理Gregory Davis說道。采用D類放大器的好處是無需為音頻放大器加設(shè)體積較大的散熱器,確保系�(tǒng)外型更為小巧,而且也有助于簡化系統(tǒng)�(shè)計�

  D類放大器在汽車音響和GPS等車載電子中的應(yīng)用也越來越廣�"大部分汽車音響系�(tǒng)的揚聲器,尤其輸出功率較大的超低音揚聲器,較宜采用D 類放大器,因為它體積小巧,可以節(jié)省電路板的板面空�。汽車內(nèi)的全球定位系�(tǒng)都利用D類放大器提供語音指示�"林偉山稱。D類放大器在汽車音響領(lǐng)域也具有越來越強的競爭力�

  "不過相對于便攜式�(chǎn)品市�,汽車音響市場對D類放大器的需求量尚小,大多數(shù)是使用在高端�(chǎn)品中,主要目的也是降低功耗和節(jié)約能�。而且車載型產(chǎn)品的等級要求�(yuǎn)高于消費類產(chǎn)品,因此車載型的D類放大器尚難吸引各汽車電子供�(yīng)商的高度注意�

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