D類放大器（數(shù)字音頻功率）是一種將輸入模擬音頻信號或PCM數(shù)字信息變換成PWM（脈沖寬度調(diào)制）或PDM（脈沖密度調(diào)制）的脈沖信號，然后用PWM的脈沖信號去控制大功率開關器件通/斷音頻功率放大器。D類放大或數(shù)字式放大器，是利用極高頻率的轉換開關電路來放大音頻信號的，經(jīng)常被用于高效率的音頻放大器中。在高保真音響設備和更高檔的家庭影院設備中，往往需要幾十瓦甚至幾百瓦的音頻功率，這時，低失真、高效率的音頻放大器就顯得頗為重要，本文從實用角度出發(fā)，設計了一款低失真、高效率的音頻放大器，與傳統(tǒng)放大器相比，本放大器在效率、體積以及功率消耗方面具有明顯的優(yōu)勢，它產(chǎn)生的熱量小且為傳統(tǒng)放大器的一半，其效率在78%以上，而傳統(tǒng)的放大器效率僅在50%左右。

　　1 系統(tǒng)設計

　　1．1 總體設計分析

　　本系統(tǒng)由高效率功率放大器（D類音頻功率放大器）、信號變換電路、外接測試儀表組成，系統(tǒng)框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)方框圖

　　1．2 D類功放的設計

　　D類放大器的架構有對稱與非對稱兩大類，在此討論的D類功放針對的是對功率、體積都非常敏感的便攜式應用，因此采用全電橋的對稱型放大器，以充分利用其單一電源、系統(tǒng)小型化的特點。D類功率放大器由PWM電路、開關功放電路及輸出濾波器組成，原理框圖如圖2所示。

圖2 D類音頻功率放大器組成框圖

　　采用了由比較器和三角波發(fā)生器組成的固定頻率的PWM電路，用輸入的音頻信號幅度對三角波進行調(diào)制，得到占空比隨音頻輸入信號幅度變化的方波，并以相反的相位驅動上下橋臂的功率管，使功率管一個導通時另一個截止，再經(jīng)輸出濾波器將方波轉變?yōu)橐纛l信號，推動揚聲器發(fā)聲。采用全橋的D類放大器可以實現(xiàn)平衡輸出，易于改善放大器的輸出濾波特性，并可減少干擾。全橋電路負載上的電壓峰峰值接近電源電壓的2倍，可采用單電源供電。實現(xiàn)時，通常采取2路輸出脈沖相位相反的方法。