D類功放指的是D類音頻功率放大器(有時也稱為數字功放)。通過控制開關單元的ON/OFF,驅動揚聲器的放大器稱D類放大器。D類放大器首次提出于1958年,近些年已逐漸流行起來。已經問世多年,與一般的線性AB類功放電路相比,D類功放有效率高、體積小等特點。
▲ 西派D系列專業數字功放
01.D類功放工作原理
D類功放設計考慮的角度與AB類功放完全不同。此時功放管的線性已沒有太大意義,更重要的開關響應和飽和壓降。由于功放管處理的脈沖頻率是音頻信號的幾十倍,且要求保持良好的脈沖前后沿,所以管子的開關響應要好。另外,整機的效率全在于管子飽和壓降引起的管耗。所以,飽和管壓降小不但效率高,功放管的散熱結構也能得到簡化。若干年前,這種高頻大功率管的價格昂貴,在一定程度上限制了D類功放的發展。現在小電流控制大電流的MOSFET已普遍運用于工業領域,特別是近年來UHC MOSFET已在Hi-Fi功放上應用,器件的障礙已經消除。 同時,三角波形的形狀、頻率的準確性和時鐘信號的抖晃都會影響到以后復原的信號與原信號不同而產生失真。所以要實現高保真,出現了很多與數字音響保真相同的考慮。
還有一個與音質有很大關系的因數就是位于驅動輸出與負載之間的無源濾波器。該低通濾波器工作在大電流下,負載就是音箱。嚴格地講,設計時應把音箱阻抗的變化一起考慮進去,但作為一個功放產品指定音箱是行不通的,所以D類功放與音箱的搭配中更有發燒友馳騁的天地。實際證明,當失真要求在0.5%以下時,用二階Butterworth最平坦響應低通濾波器就能達到要求。如要求更高則需用四階濾波器,這時成本和匹配等問題都必須加以考慮。
近年來,一般應用的D類功放已有集成電路芯片,用戶只需按要求設計低通濾波器即可。
02.D類功放優點
1、d類功放具有很高的能量使用轉換率,而且它的體積很小,具有很強的可靠性。d類功放的電池使用率可以達到90%以上,符合綠色環保的要求。03.D類功放缺點
D類功率放大器雖然有很多優點,但是也同樣有很多缺點,而且這些缺點嚴重影響著D類功率放大器的發展,下面我就具體來說說D類功率放大器的缺點。
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