传统的音频功率放大器有 a 类、ab 类、b 类、c 类等几种,其功率放大器件〔电子管、晶体管、场效应管、集成电路等〕均工作于线性放大区域,属线性放大器,其效率普遍不高,通常 ab 类放大器的效率不会超过 60%
采纳 d 类开关放大电路可明显提高功放的效率
d类功放将音频信号转变为宽度随信号幅度变化的高频脉冲,控制功率管以相应的频率饱和导通或截止,功率管输出的信号经低通滤波器驱动扬声器发声
因功率管大局部时间处于饱和导通和截止状态,功率损耗很小,其效率可达 90%以上
典型的 d 类功放可提供 200w输出,效率达 94%,谐波失真在 1%~2
d 类功放保真度不如线性放大器,但在很多场合已能满足要求,例如汽车音响系统只要求低功率输出时失真小于 2%,满功率输出时小于 5%,而且经过改良 d 类功放的性能还将有所提高
另外,d 类功放不存在交越失真
d 类开关放大器的概念源于 50 年前,但因其工作频率至少应为音频信号上限频率〔20khz〕的 4~5 倍,早期采纳电子管、晶体管的电路在功率、效率等方面还不能充分表达其优越性
20 世纪 80 年代出现了开关速度和导通损耗满足要求的 mosfet,近年来又出现了集成前置驱动电路,如 harris 公司的 hip4080,从而推动了 d 类功放的有用开展
d类功放所用的 mosfet 为 n 沟道型,因为 n 型沟道 mosfet 的导通损耗仅为相应规格的 p 沟道 mosfet 的 1/3
d 类开关放大器由积分器、占空比调制器、开关驱动电路与输出滤波器组成,图 1(a)所示的电路为采纳半桥驱动的 d 类功放,它采纳了固定频率的占空比调制器,功率管输出的方波信号与音频信号混合作为负反应信号送入积分器
积分器兼有滤波作用,输出修正信号送占空比调制器,占空比调制器由比拟器和三角波发生器组成[图 1(b)],用修正信号对三角