引言

　　手機(jī)等便攜多媒體終端的消費(fèi)者們終于厭倦了僅僅是聲音夠大，他們開(kāi)始渴望更優(yōu)雅、更完美的音頻性能，為你的設(shè)計(jì)選擇一款足夠棒的D類音頻功放！

　　隨著手機(jī)、MP3/4等多媒體便攜設(shè)備的普及，僅僅能夠響亮地播放音樂(lè)已不能完全滿足消費(fèi)者的需求，設(shè)計(jì)師需要采用滿足更高性能要求的音頻功放。這些要求包括：具備良好的POP聲抑制電路以減小開(kāi)關(guān)機(jī)時(shí)出現(xiàn)的POP噪聲，具備更高的工作效率以延長(zhǎng)電池的使用時(shí)間，能夠在整個(gè)音頻范圍內(nèi)提供完美音質(zhì)，以及擁有良好的射頻抑制能力以消除手機(jī)免提通話過(guò)程中出現(xiàn)的“嗡嗡”聲。D類音頻功放被越來(lái)越多地用于手機(jī)等便攜式設(shè)備當(dāng)中，并不例外，在為這些設(shè)備選擇D類音頻功放時(shí)也要滿足這些要求。 D類功放原理框圖如圖1所示

圖1

　　便攜設(shè)備對(duì)音頻功放的要求是體積小，外圍簡(jiǎn)單，并可按系統(tǒng)要求配置成單端輸入和差分輸入兩種使用方式。

　　便攜設(shè)備對(duì)D類音頻功放的性能要求

　　根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)Gartner的，D類放大器在2006年至2011年之間的復(fù)合年成長(zhǎng)率將達(dá)到15.6%，市場(chǎng)規(guī)模從3.34億美元成長(zhǎng)至6.88億美元，主要成長(zhǎng)動(dòng)力來(lái)自便攜式裝置及空間受限的消費(fèi)性電子產(chǎn)品，手機(jī)市場(chǎng)是重要增長(zhǎng)點(diǎn)。未來(lái)，市場(chǎng)對(duì)于高效率D類功率放大器的需求會(huì)逐步增加，D類放大器在以手機(jī)為代表的便攜設(shè)備中具有非常廣闊的應(yīng)用前景。但手機(jī)等便攜設(shè)備對(duì)D類音頻功放也提出了以下性能要求，值得多媒體便攜系統(tǒng)設(shè)計(jì)師在器件選型時(shí)參考。

　　1.不失真功率

　　國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)音頻功放的不失真功率要求很高，以手機(jī)為例，一般要求D類功放做到在5V供電，THDN<1%，負(fù)載為4歐姆的情況下，功率能夠達(dá)到3W以上。

　　2.極低的開(kāi)關(guān)機(jī)POP聲

　　音頻功放在開(kāi)關(guān)機(jī)瞬間，以及上電穩(wěn)定后音頻功放的啟動(dòng)和待機(jī)操作瞬間，比較容易產(chǎn)生大的POP聲，為了抑制這種噪聲，音頻功放內(nèi)部需要對(duì)開(kāi)關(guān)機(jī)過(guò)程進(jìn)行特別的處理。

　　3.高效節(jié)能

　　D類放大器與線形放大器（AB類等）相比，在功效上有很大優(yōu)勢(shì)。對(duì)線形放大器而言，偏置元件和輸出管的線形工作方式會(huì)損耗大量功率，而D類放大器的輸出管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，功耗主要來(lái)自輸出管的導(dǎo)通阻抗、開(kāi)關(guān)損耗以及靜態(tài)電流，效率可達(dá)90%，無(wú)須散熱，延長(zhǎng)了便攜設(shè)備的電池使用時(shí)間和壽命。

　　4.RF噪聲抑制

　　手機(jī)、PDA和其它便攜式通信設(shè)備常常在條件惡劣而且噪聲相當(dāng)大的環(huán)境下工作，對(duì)于沒(méi)有解決RF干擾的音頻放大器，會(huì)將RF載波信息解調(diào)到音頻頻帶，這樣在揚(yáng)聲器的輸出端就會(huì)產(chǎn)生不希望出現(xiàn)的“嗡嗡”聲。射頻信號(hào)會(huì)耦合到放大器的電源、輸入端以及輸出端，放大器良好的PSRR和CMRR可以降低對(duì)系統(tǒng)PCB和結(jié)構(gòu)的要求，抑制不希望出現(xiàn)的電流聲，保證設(shè)備正常工作。一般10mV輸出可以被人耳感覺(jué)到，當(dāng)電源電壓上疊加了500mV的GSM信號(hào)，D類功放需要對(duì)其進(jìn)行抑制，效果如圖2。

圖2

　　5. 極低的失真和噪聲

　　對(duì)于音頻功放而言，雖然所有的測(cè)試指標(biāo)都是以正弦波來(lái)衡量的，終的評(píng)判者還是優(yōu)美流暢的音樂(lè)。優(yōu)美的音色取決于較小的諧波失真和噪聲，理想的D類功放沒(méi)有失真，在可聽(tīng)波段沒(méi)有噪音且效率滿足100%。然而，實(shí)際的D類功放并不完美，會(huì)有失真和噪音，這是由于D類功放產(chǎn)生的失真開(kāi)關(guān)波形造成的。

　　原因有以下幾點(diǎn)：

　　1）PWM調(diào)制器由于采樣頻率限制和時(shí)間抖動(dòng)而導(dǎo)致PWM信號(hào)的非線性；

　　2）功率驅(qū)動(dòng)管存在死區(qū)時(shí)間、導(dǎo)通時(shí)間、關(guān)斷時(shí)間以及上升下降時(shí)間等；

　　3）開(kāi)關(guān)器件上的非理想特征，如導(dǎo)通電阻、有限的開(kāi)關(guān)速度及體二極管特征等；

　　4）寄生的雜散參數(shù)導(dǎo)致過(guò)度邊緣的震蕩；

　　5）輸出低通濾波器的非線性。

　　D類功放需要很好地解決這些問(wèn)題，D類功放需要在整個(gè)音頻范圍內(nèi)具有較低的失真度，以滿足便攜設(shè)備對(duì)音質(zhì)的要求。