作者:EricGaalaas音频放大器的用途是在发声输出元件上复现输入音频信号,提供所需要的音量和功率水平——保证复现的忠实性、高效率以及低失真度。在这一任务面前,D类放大器表现出多方面的优势。音频是指约20Hz到20kHz的频率范围,因此一个音频放大器在这个频段上必须具备出色的频率响应特性(在驱动频带有限的低音和高音扬声器时,频响特性较好的频率范围可更窄些)。功率能力方面的需求则变化很大,具体指标取决于应用要求,从
作者:Er
icGaalaas
音频放大器的用途是在发声输出元件上复现输入音频信号,提供所需要的音量和
功率水平——保证复现的忠实性、高效率以及低失真度。在这一任务面前,D类放大器表现出多方面的优势。
音频是指约20Hz到20kHz的频率范围,因此一个音频放大器在这个频段上必须具备出色的频率响应特性(在驱动频带有限的低音和高音
扬声器时,频响特性较好的频率范围可更窄些)。功率能力方面的需求则变化很大,具体指标取决于应用要求,从头戴式耳机的mW级到TV或PC影响上的数W,再到“微型”家庭立体声音响、汽车音响,而最高者是功率更强的家用和用于剧场和礼堂的商用音响系统,其功率达到数百W甚至更高。
音频放大器最直截了当的、模拟式的实现方式是让晶体管工作在线性模式下,让输出电压以一定比例随输入信号电压变化。前向的电压增益往往很高(至少
40dB)。如果前向增益是反馈回路的一部分,则总的回路增益也将很高。电路中常常要采用反馈,因为很高的环路增益可以提供更高的性能——抑制前向通路的非线性所造成的失真,并通过提高
电源抑制能力(
PSR)来减小电源噪声。
在常规的晶体管放大器中,输出级上的晶体管需要提供时刻连续的输出
电流。音响系统可以采用的
多种实现形式包括A类、AB类和B类。与D类放大器相比,这些电路中,即使是效率最高的线性输出级,其功率的耗散很大。这一差异反衬出,D类放大器在许多应用方面具有显著的优势,因为较小的功率耗散意味着更低的发热量、电路板空间及成本的节省和便携式系统的
电池工作时间的延长。
所有线性输出级都会出现功率的耗散,因为Vout的产生不可避免地造成至少一个输出晶体管上出现非零的IDS和
VDS。功率耗散的量的大小在很大程度上取决于输出晶体管的偏置方法。