模拟技术中的第三代D类放大器

如果你仔细想一下，你会发现音频放大器只是一种和人们想象一样的概念上很简单的器件。传统意义上讲，它能够精确的完成一个功能——乘以一个常数——即使是高精度也是如此。在音频放大器中可允许的谐波失真度，至少需要满足规范书上要求的用途，根据最低水平和最高水平的应用它被粗略的限定在1%到0.0003%之间。在本文中，D类放大器有一个特别之处，就是可以快速地让它们的输出级在不同的电源轨之间进行转化，这已不像1958年第一次提出时使用的那种方法。　　你可以选择多种方式对D类放大器的商业化历史进行分段，因为这种分段是没有确切答案的。从我的观点来看，商业市场上出现过三代D类放大器设计，第一代的范例是由托卡塔设计的 D类放大器是一种高效能的音频放大器设计，尤其适合于现代电子设备中对体积、重量和能耗有严格要求的应用。传统的音频放大器主要任务是将输入信号放大并保持信号质量，而D类放大器的独特之处在于其快速切换的输出级，能够在不同的电源轨之间转换，从而提高效率并减小发热。 第一代D类放大器，如托卡塔(TacT Millennium)的设计，主要验证了D类放大器的概念，但未能提供足够的性能以满足市场的需求。这一代的放大器着重于从理论到实践的转变，目标是构建能够实际工作的产品。 第二代D类放大器通过技术改进，如紧凑的封装和低成本，以及在低功耗性能上的提升，逐渐获得了市场的接纳。这一代的代表包括Tripath等公司的产品，它们结合了脉宽调制(PWM)技术和集成输出级，同时也引入了外部滤波器。其他制造商如德州仪器、Cirrus Logic和Apogee Technology则专注于带有外部输出级的PCM源放大器，提供了更复杂的前端功能以适应不同的应用场景。 第三代D类放大器是近年来的进展，它们更注重特定应用需求，解决了第二代设计的一些关键问题。制造商与芯片设计师之间的紧密合作推动了这一发展，使得D类放大器在效率、尺寸和成本上达到新的平衡。 D类放大器在诸如液晶显示器和电视机等应用中大放异彩，这些设备往往包含小型扬声器，需要高效能的放大器。由于空间和散热限制，D类放大器的高效率成为了理想的解决方案，尤其是在需要减少系统尺寸和成本的情况下。例如，Maxim公司的MAX9713单声道和MAX9714无滤波器立体声放大器，它们通过可编程调制频率和扩频谱模式降低了电磁干扰(EMI)，进一步优化了在平板显示应用中的性能。 总结来说，D类放大器的发展经历了从理论验证到性能优化再到特定应用定制的历程。随着技术的进步，D类放大器在效率、尺寸和成本上的优势使其在各种电子设备中成为音频放大解决方案的首选，尤其是在空间有限和对能耗要求严格的领域。未来的D类放大器设计将更加注重整体系统的集成和智能化，以满足不断变化的市场需求。