【功率器件心得分享】+音频放大器的设计使用心得

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     音频放大器的集成电路通常由特殊功能电路、运算放大及功率放大电路组成。前者是专门为实现某种功能的电路设计，如录放音集成电路、音量音调控制集成电路、降噪集成电路等，后两种是构成放大器的集成电路。而D类音频功率放大器具有高效、节能、数字化、体积小、重量轻的特点,适应便携设备高效节能的客观需求,从而在音频模拟集成领域具有很大的优势。

先说说放大器的分类咯
1、A类放大器
A类放大器的主要特点是：放大器的工作点Q设定在负载线的中点附近，晶体管在输入信号的整个周期内均导通。放大器可单管工作，也可以推挽工作。由于放大器工作在特性曲线的线性范围内，所以瞬态失真和交替失真较小。电路简单，调试方便。但效率较低，晶体管功耗大，功率的理论最大值仅有25％，且有较大的非线性失真。由于效率比较低 现在设计基本上不在再使用。


2、B类放大器
B类放大器的主要特点是：放大器的静态点在（VCC，0）处，当没有信号输入时，输出端几乎不消耗功率。在Vi的正半周期内，Q1导通Q2截止，输出端正半周正弦波；同理，当Vi为负半波正弦波（如图虚线部分所示），所以必须用两管推挽工作。其特点是效率较高（78%），但是因放大器有一段工作在非线性区域内，故其缺点是“交越失真”较大。即当信号在-0.6V~ 0.6V之间时， Q1 Q2都无法导通而引起的。所以这类放大器也逐渐被设计师摒弃。


3、AB类放大器
AB类放大器的主要特点是：晶体管的导通时间稍大于半周期，必须用两管推挽工作。可以避免交越失真。交替失真较大，可以抵消偶次谐波失真。有效率较高，晶体管功耗较小的特点。当信号在-0.6V《+0.6V 之间时，为使Q1，Q2导通，在Q1，Q2的VBE之间增加两个偏置电压，使输入信号在+ - 0.6V之间大小的时候，Q1，Q2也可以线性的放大。这样既可以获得较高的功率效率，又能很好的改善B类推挽式放大器的交越失真。理论上也可达到 78.5％的功率最大值，但实际上功率的最大值在70％左右可能受到输出级拓扑和输出级斜线的影响，在典型的听音条件下（全功率的30％左右），功放的效率为35％左右。


4、D类放大器
D类（数字音频功率）放大器是一种将输入模拟音频信号或PCM数字信息变换成PWM（脉冲亮度调制）或PDM（脉冲密度调制）的脉冲信号，然后用PWM或 PDM的脉冲信号去控制大功率开关器件通/断音频功率放大器，也称为开关放大器。具有效率高的突出优点。数字音频功率放大器也看上去成是一个一比特的功率数模变换器。放大器由输入信号处理电路、开关信号形成电路、大功率开关电路（半桥式和全桥式）和低通滤波器（LC）等四部分组成.D类放大或数字式放大器。系利用极高频率的转换开关电路来放大音频信号的。
①具有很高的效率，通常能够达到85%以上。
②体积小，可以比模拟的放大电路节省很大的空间。
③无裂噪声接通
④低失真，频率响应曲线好。外围元器件少，便于设计调试。
如图4所示，PDM信号与PWM信号相比，没有固定的工作频率，其将输入的音频信号调制成一组脉冲宽度相同但是频率不同的PDM信号，有效的改善了PWM带来的EMI问题。目前市场上产品还不是很多。