D类数字功率放大器
全桥d类功放
全桥d类功放
全桥D类功放是一种将输入模拟音频信号或PCM数字信息变换成PWM或PDM 的脉冲信号，然后用PWM的脉冲信号去控制大功率开关器件通/断音频功率放大器。
它具有以下特点：
效率高：在多数应用和典型的音乐占空比中，D类放大器的平均效率大约是线性放大器的两倍。
体积小：D类功放的有效率高，体积相对较小。
输出功率大：全桥D类功放可以实现平衡输出，差分方式提供的输出信号是单端方式的两倍，并且输出功率是其四倍。
抑制电源噪声：全桥D类功放提供了更好的电源噪声抑制或PSRR，电源抑制比。
易于连接单极电源：全桥D类功放可以更容易地允许终端用户将放大器连接到单极电源，而不需要输出直流阻塞电容，并可能为设计者节省成本和双极电源的复杂性。
但需要注意的是，虽然利用D类放大器的低功耗优点有力推动其音频应用，但是有一些重要问题需要设计工程师考虑，例如晶体管尺寸的选择等。
同时，为了防止过热危险，需要温度监视控制电路。
大功率d类功放芯片-概述说明以及解释
大功率d类功放芯片-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分内容可以从以下角度进行阐述：在现代音频应用中，功放芯片是不可或缺的关键元件之一。
尤其是在大功率音响系统中，高效能的功放芯片能够提供持续稳定的电流输出，以实现音频信号的放大和驱动功效。
而其中，大功率D类功放芯片由于其高效节能、低发热、小尺寸等优势而备受关注。
首先，大功率D类功放芯片相比于传统AB类功放芯片具有更高的能效。
传统的AB类功放芯片在运行过程中，会有一定的静态功耗，即便在信号输入较小时也会产生较大的功耗。
而D类功放芯片则能够将信号按照不同的频段进行高速开关控制，有效地降低静态功耗，从而提高能效。
其次，大功率D类功放芯片还能够通过采用PWM（脉宽调制）技术，将音频信号数字化后，通过高速开关控制来模拟输出，从而实现较高的输出功率。
这种方式能够更加精确地控制输出音频信号的波形，避免了传统AB类功放芯片在放大过程中产生的失真和功耗。
此外，大功率D类功放芯片还具有体积小、发热低等优势。
由于D类功放芯片在放大过程中的高速开关控制，使得它的工作电压较低，从而减少了芯片本身的功耗，进一步降低了芯片的发热量。
相比之下，传统AB 类功放芯片需要通过线性放大的方式来实现输出，其工作电压高，功耗较大，往往需要加入散热器等辅助散热设备。
综上所述，大功率D类功放芯片在现代音频应用领域具有重要的意义。
其高效能、低发热、小尺寸等特点，使得它成为了大功率音响系统中不可或缺的核心元件。
当下，D类功放芯片的研究和应用也在不断地发展和创新，为音频领域的技术进步打下了坚实的基础。
1.2 文章结构文章结构是指将文章按照一定的组织方式进行划分和安排，以便读者能够更好地理解文章的内容和逻辑。
本文的结构主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分旨在引导读者进入文章的主题，并提供背景信息，让读者能够了解文章的整体框架和目的。
该部分包括概述、文章结构和目的三个子部分。
概述部分对大功率D类功放芯片进行概括性介绍，包括该芯片的定义、主要特点以及应用领域。
AB类D类功放的区别及应用
•A类B类 AB类D类功放的区别，有什么不一样首先根据功放不同的放大类型可分为：Class A（A类也称甲类）、Class B（B类也称乙类）、Class AB（AB类也称甲乙类）、Class D（D类也称数字类）。
以上都是汽车上常见的功放器.....1、纯甲类功率放大器纯甲类功率放大器又称为A类功率放大器（Class A），它是一种完全的线性放大形式的放大器。
在纯甲类功率放大器工作时，晶体管的正负通道不论有或没有信号都处于常开状态，这就意味着更多的功率消耗为热量，但失真率极低。
纯甲类功率放大器在汽车音响的应用中比较少见，像意大利的Sinfoni高级系列才有这类功率放大器。
这是因为纯甲类功率放大器的效率非常低，通常只有20-30%，但音响发烧友们对它的声音表现津津乐道。
2、乙类功率放大器乙类功率放大器，也称为B类功率放大器（Class B），它也被称为线性放大器，但是它的工作原理与纯甲类功率放大器完全不同。
B类功放在工作时，晶体管的正负通道通常是处于关闭的状态除非有信号输入，也就是说，在正相的信号过来时只有正相通道工作，而负相通道关闭，两个通道绝不会同时工作，因此在没有信号的部分，完全没有功率损失。
但是在正负通道开启关闭的时候，常常会产生跨越失真，特别是在低电平的情况下，所以B类功率放大器不是真正意义上的高保真功率放大器。
在实际的应用中，其实早期许多的汽车音响功放都是B类功放，因为它的效率比较高。
3、甲乙类功率放大器甲乙类功率放大器也称为AB类功率放大器（Class AB），它是兼容A类与B类功放的优势的一种设计。
当没有信号或信号非常小时，晶体管的正负通道都常开，这时功率有所损耗，但没有A类功放严重。
当信号是正相时，负相通道在信号变强前还是常开的，但信号转强则负通道关闭。
当信号是负相时，正负通道的工作刚好相反。
AB类功率放大器的缺陷在于会产生一点点的交越失真，但是相对于它的效率比以及保真度而言，都优于A类和B类功放，AB类功放也是目前汽车音响中应用最为广泛的设计。
数字多媒体中的D类音频功率放大器分析
- 54 -信 息 技 术０．引言最大效率分类：A 类放大器为 50%，B 类放大器为 79.5%，而C 类放大器高达 100%。
当效率为100%时，就没有输出功率，由此可见，不能如此来设计功率放大器。
由负载线理论可知，负载阻抗决定晶体管的最大输出功率，影响其最大效率。
应用在电视机中影响到电视机播出音效效果。
D 类音频所采用的功率放大器的原理是建立在PWM 工作模式的基础上，通过对比与分析采样频率与音频信号，来得到脉冲宽度和音频信号幅度比例变化的PWM 波，经过驱动电路和功率MOS 栅极，实现功率放大，将放大后的PWM 信号输送到滤波器，低滤波器将大功率的PWM 波形声音信息还原。
如果处于开关状态，其运行效率可达到80%以上，而不会造成非线性失真，从而提高输出声音的质量。
一、电路设计（一）电路系统框图与原理在D 类音频功率放大器的设计中，其组成部分包括前置放大模块、功率输出模块、PWM 调制模块以及反馈环路。
其中反馈环路1是将前置放大器转变成积分器，以此来提高供电系统的稳定性与安全性。
而反馈环路2的组成部分即为两个可调节电阻。
D 类音频功率放大器的工作原理是：首先输入Vin+和Vin-的音频信号，并接收到两个由前置放大器发出的相反相位的音频信号，然后组装固定PWM 电路，其组成部分为载波三角波与比较器。
信号的幅度可以导通一个功率，而截止另一个功率，并讲滤波器方波变为音频信号，以此来促使扬声器发出信号。
放大器所具备的滤波特性是需要用全桥的D 类放大器进行改善的，这样可以防止其干扰音频信号，达到输出平衡的效果。
（二） PWM 调制模块PWM 调制模块包括PWM 比较器和振荡器，PWM 比较器用三角波进行调制。
PWM 载波信号使用三角波，A/D 为转换调制级，对输入模拟音频信号进行采样工作。
将音频信号源接入PWM 比较器同向输入端口，三角波信号则接入反向端口。
如果三角波信号比音频输入端信号电平要低，则表示PWM 比较器比电平HV 的输出要高，如果三角波信号比音频输入端信号电平要高，则表示PWM 比较器比电平HV 的输出要低，这个时候系统会将输入的正弦波信号转换为PWM 波，这是D 类音频功率放大器的核心构件，所以对构件的要求比较高，三角波信号好、振荡频率比较稳定、精度高、运行效率快。
基于SG3525A的D类数字功放设计
Ｄ类功放的突出优点是效率特别高，这是 因为它的输出电路工作在开关状态；而要开关工作 又必须进行调制。常用的调制方式是正弦脉宽调制 （ＳＰｖｖＭ）ｏ目前已有很多Ｄ类功放可供我们使用， 但是。爱好者如果能够用常用元器件自己亲手制作一 款Ｄ类功放岂不是一件快事！
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图７ ＳＧ３５２５Ａ构成的音频ＳＰＷＭ电路
４．音频放大器设计 音频放大器用运放构成。如图８所示。
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图８音频放大器 为了将音频叠加在直流电压上送至ＳＧ３５２５Ａ的 ９脚，将双电源运放设计成单电源应用，这样既放大 了音频信号又将ＳＧ３５２５Ａ的９脚偏置在一定的直流 电压上。即，使ＳＧ３５２５Ａ在无信号输入时的中心
图４ＩＲ２１０１驱动电路 为了降低成本和简化电路，也可以采用脉冲变压
万方数据 ２２ ２０１０ ＶＯＬ．１２
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图５变压器驱动电路
３．载波、调制、死区电路设计 载频发生器、调制电路、死区控制电路可以由 一片ＳＧ３５２５Ａ实现。ＳＧ３５２５Ａ是电压控制模式的 ＰＷＭ控制与驱动器（Ｉ－｝Ｃ３５２５Ａ、ＫＣ３５２５Ａ同，用 ＳＧ３５２５Ｂ可以直接替换）。它主要用于开关电源。 它的内部主要由基准电源、误差放大器、振荡器、 ＰＷＭ比较器、触发器、输出电路等组成，封装形式 有１６脚ＤＩＰ封装。其引脚功能及特点如下： １脚：误差放大器反相输入；２脚：误差放大器 同相输入；３脚：振荡器外同步控制输入，若采用内 部振荡时钟信号。该脚悬空或接高电平；若采用外同 步时钟信号，该脚接地，并且外同步时钟应从４／５脚 输入；４脚：内部振荡器输出端，外同步时为外同步 时钟输入端；５脚：外接在偏置点上下按信号规律变化，从而实现ＳＰｖｖＭ
D类功放详细资料方案二
TDA8950TH是飞利浦最新的高效率（2X150W）D类音频放大器【摘要】：正TDA8950是NXP半导体公司推出的新型高效率D类音频功率放大器,在4Ω负载时典型输出功率为2×150w。
该器件主要特点:工作电压范围宽,从±12.5V到±40V:立体声全差分输入,可组成单端(single-ended)放大器或桥式(BTL)放大器;高功率输出:在Vp=±37V、RL=4Ω时,作为单端放大器可输出2×150W,若Vp=±39时,则可输出2×170W:在Vp=±37V、RL=8Ω时,作为BTL放大器可输出300W:由于有BD调制,在BTL放大器中噪声很低;开机及关机时无"砰"的一响;零死区时间PWM输出开关;固定频率:时钟开关频率可外同步;高效率;静态电流小;完善的保护功能:过压保护、输出电流限制该TDA8950是一个高efficiency D类amplifier.典型输出功率音频功率是2×150 W与扬声器负载阻抗的4Ω.该TDA8950在HSOP24权力包装和DBS23P权力包装可用.该amplifier工作在宽电源电压范围±12.5V到±40V和消耗低静态电流低噪声BTL由于屋宇署调制平滑弹出无噪声的启动和开关向下零死时间脉宽调制(PWM)输出开关固定频率内部或外部时钟切换频率低静态电流先进的保护策略：电压保护，输出电流限制热折返固定增益30 dB在SE和36 dB在BTL全短路保护各种负载该TDA8950是双通道amplifier使用D类音频功率技术.音频输入信号转换成数字脉冲宽度调制信号通过一模拟输入级和PWM调制器，该amplifier输出信号是一个载波频率信号，通常PWMlies之间300 kHz和400千赫.使用在A 2nd-order LC解调filter在模拟音频信号通过扬声器的应用效果.该载波频率由外部电阻R OSC,连接在引脚OSC和pin VSSA.的载波频率的最佳设置之间300千赫和400千赫.引脚上使用外部电阻器的30 kΩ OSC,的载波频率设置为345千赫.如果两个或多个D类amplifiers在相同的音频应用程序中使用，它是建议所有设备在同一开关频率操作通过使用外部时钟电路.由于内部时钟分频器：外加时钟频率必须具备倍频输出PWM频率.外部时钟占空比没有产品性能的关键TDA8950TH是飞利浦最新的高效率（2X150W）D类音频放大器IC选用HSOP24功率封装，具有很低的功耗和静态电流。
D类音频功率放大器设计说明
滤波拓扑概况用于D类功率放大器的滤波器拓扑共有三种：(1) FB-C，铁氧体磁珠和电容；(2) LC，电感和电容；以及(3) “无滤波器”。
某个特定设计应该选择哪种滤波技术，取决于应用的扬声器电缆长度和PCB布局。
下面是这三种滤波器拓扑的优缺点：FB-C滤波如果扬声器电缆长度适中，FB-C滤波足以满足EMI限制。
与LC滤波相比，FB-C滤波方案更为精简，成本效益更高。
但是，由于只能在频率大于10MHz的情况下生效，FB-C滤波的应用围受到很大的限制。
而且，在频率低于10MHz的情况下，如果扬声器电缆走线不合理，也会导致传导辐射超标。
LC滤波相比之下，LC滤波可以在频率大约为30kHz的情况下即开始起到抑制作用。
当某设计中所用的电缆线较长，而PCB布局又不是很好时，LC滤波无疑是一个“保险的”选择。
但是，LC滤波需要昂贵而庞大的外部元件，这显然不适合便携式设备。
而且，当频率大于30MHz，主电感会自谐振，还会需要额外的元件来抑制电磁干扰。
“无滤波器”滤波“无滤波器”放大器拓扑是最具成本效益的方案，因为它省去了额外的滤波元件。
采用较短的双绞线扬声器电缆时，D类放大器完全可以满足电磁兼容性标准。
但是，和FB-C滤波一样，如果扬声器电缆走线不合理，可能出现传导辐射超标。
还需注意，Maxim的D 类放大器也可以实现“无滤波”工作，只要在放大器的开关频率下扬声器是感性负载。
在输出电压进行转换时，转换频率下的大电感值可使过载电流保持相对恒定。
图1：TPA3001D1结构图图2显示了典型的PWM信号是如何从图1中的比较器功能块形成的。
可将音频输入与2 50-kHz的三角波相比较。
当音频输入电压大于250-kHz三角波电压时，非反相比较器输出状态为高，而当250-kHz三角波大于音频信号时，非反相比较器输出状态为低。
非反相比较器输出为高时，反相比较器输出为低；而当非反相比较器输出为低时，反相比较器输出为高。
平均PWM非反相输出电压VOUT+(avg) 为忙闲度乘以电源电压，此外D 表示忙闲度，或"开启"时间t(on) 除以总周期T。
基于STA335BW的D类功率放大器的分析与设计
拟 输入 方式 ；另 一种是 数 字 （一 般 为 Ｉ Ｓ信 号 ）输 入 方 式 ；第 三种 是模 数兼 容输 入方 式 。
当输人 为模 拟音频 信号 时 ，信 号先 由 ＰＷＭ 变换 器变换为 ＰＷＭ信号 ，使音频信号 的幅度信息被转换 为脉冲宽度可变的时间信息，且 ＰＷＭ脉冲宽度正比 于音频信号 的幅度 。当输人为数字 音频信号 时 ，信号 先经 ＤＳＰ电路处理 ，转换为 ＰＷＭ信号。为了提高效 率 ，用功率 ＭＯＳＦＥＴ作 为 功率 开 关 ，来 放 大 ＰＷＭ 信 号 ，最后 由低 通滤 波 器 对 ＰＷＭ 信 号 进行 滤 波 ，还原 出模 拟音频信 号 。
１ Ｄ类功率放大器 的结构
图 １是 Ｄ类 功率放 大器 的结构框 图 ，由图可 知 ，它 由 ＰＷＭ 变 换 器 、ＤＳＰ（数 字 处 理 器 ）、功 率 开 关 、低通 滤 波 器 组 成 。ＰＷＭ 是 “Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕ－ ｌａｔｉｏｎ”的缩 写 ｌ１１，意 为 脉 冲 宽 度 调 制 ，简 称 脉 宽 调 制 。Ｄ类功率放大器的输 入方式有三种 ，一种是模
Ｄ类 功 率 放 大 器 又 被 称 为 数 字 功 率 放 大 器 （Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）。 这 种 放 大 器 先 将 模 拟 音频 信号 转换 为二值 （高 电平 和低 电平 ）数字 信 号 ，再 进 行 功 率 放 大 。 Ｄ类 功 率 放 大 器 是 通 过 控 制 功 放 管 的 开 和 关 来 获 得 功 率 转 换 的 ，输 出 与 输 入 之 间无 线 性 关 系 ，属 非 线 性 放 大 器 。在 Ｄ 类 功 率放大器中 ，常用饱 和压降很 低 的开关管来 充 当 功 放 管 ，故 自身 耗 能 很 小 ，电路 效 率 很 高 ，且 有 利 于集 成 化 。
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3.3 D类数字功放之杨若古兰创作D类功放也叫丁类功放，是指功放管处于开关工作形态的功率放大器.起初在音响领域里人们不断坚守着A类功放的阵地，认为A类功放声音最为清新透明，具有很高的保真度.但A类功放的低效力和高损耗却是它没法克服的后天恶疾.后来效力较高的B类功放得到广泛的利用，然而，虽然效力比A类功放提高很多，但实际效力仍只要50%摆布，这在小型便携式音响设备如汽车功放、笔记本电脑音频零碎和专业超大功率功放场合，仍感效力偏低不克不及令人满意.所以，如今效力极高的D类功放，因其符合绿色革命的潮流正受着各方面的看重，并得到广泛的利用.3.3.1 D类功放的特点与电路构成1．D类功放的特点（1）效力高.在理想情况下，D类功放的效力为100%（实际效力可达90%摆布）.B类功放的效力为78.5%（实际效力约50%），A类功放的效力才50%或25%（按负载方式而定）.这是因为D类功放的放大元件是处于开关工作形态的一种放大模式.无旌旗灯号输入时放大器处于截止形态，不耗电.工作时，靠输入旌旗灯号让晶体管进入饱和形态，晶体管相当于一个接通的开关，把电源与负载直接接通.理想晶体管因为没有饱和压降而不耗电，实际上晶体管总会有很小的饱和压降而耗费部分电能.（2）功率大.在D类功放中，功率管的耗电只与管子的特性有关，而与旌旗灯号输出的大小有关，所以特别有益于超大功率的场合，输出功率可达数百瓦.（3）失真低.D类功放因工作在开关形态，因此功放管的线性已没有太大意义.在D类功放中，没有B类功放的交越失真，也不存在功率管放大区的线性成绩，更无需电路的负反馈来改善线性，也不须要电路工作点的调试.（4）体积小、分量轻.D类功放的管耗很小，小功率时的功放管无需加装体积庞大的散热片，大功率时所用的散热片也要比普通功放小得多.而且普通的D类功放此刻都有多种公用的IC芯片，使得全部D类功放电路的结构很紧凑，外接元器件很少，成本也不高.2．D类功放的构成与道理D类功放的电路构成可以分为三个部分：PWM调制器、脉冲控制的大电流开关放大器、低通滤波器.电路结构构成如示.D类功放的构成其中第一部分为PWM调制器.最简单的只需用一只运放构成比较器即可完成.把原始音频旌旗灯号加上必定直流偏置后放在运放的正输入端，另外通过自激振荡生成一个三角形波加到运放的负输入端.当正端上的电位高于负端三角波电位时，比较器输出为高电平，反之则输出低电平.若音频输入旌旗灯号为零时，因其直流偏置为三角波峰值的1/2，则比较器输出的高低电平持续的时间一样，输出就是一个占空比为1：1的方波.当有音频旌旗灯号输入时，正半周期间，比较器输出高电平的时间比低电平长，方波的占空比大于1：1；音频旌旗灯号的负半周期间，因为还有直流偏置，所以比较器正输入端的电平还是大于零，但音频旌旗灯号幅度高于三角波幅度的时间却大为减少，方波占空比小于1：1.如许，比较器输出的波形就是一个脉冲宽度被音频旌旗灯号幅度调制后的波形，称为PWM（Pulse Width Modulation脉宽调制）或PDM（Pulse Duration Modulation脉冲持续时间调制）波形.音频信息被调制到脉冲波形中，脉冲波形的宽度与输入的音频旌旗灯号的幅度成反比.第二部分为脉冲控制的大电流开关放大器.它的感化是把比较器输出的PWM旌旗灯号酿成高电压、大电流的大功率PWM旌旗灯号.能够输出的最大功率由负载、电源电压和晶体管答应流过的电流来决定.第三部分为由LC收集构成的低通滤波器.其感化是将大功率PWM波形中的声音信息还原出来.利用一个低通滤波器，可以滤除PWM旌旗灯号中的交流成份，取出PWM旌旗灯号中的平均值，该平均值即为音频旌旗灯号.但因为此时电流很大，RC结构的低通滤波器电阻会耗能，不克不及采取，必须使用LC低通滤波器.当占空比大于1：1的脉冲到来时，C的充电时间大于放电时间，输出电平上升；窄脉冲到来时，放电时间长，输出电平降低，正好与原音频旌旗灯号的幅度变更相分歧，所以原音频旌旗灯号被恢复出来.D类功放的工作道理见图.（a）道理简图（b）工作波形D类功放道理图对于数字音频旌旗灯号输入时，经数字内插滤波器和等比特调制器后，即可得到脉冲宽度与数字音频的采样点数据成反比的PWM旌旗灯号.其中数字内插滤波器是在数字音频旌旗灯号的数据之间再拔出一些相干联的数据，之内插方式提高数字音频旌旗灯号的采样点数（采样频率），等比特调制器是将数字旌旗灯号的数据大小转换为脉冲的宽度，使输出旌旗灯号的脉冲宽度与输入数据的大小成反比.3．D类功放的请求（1）对功率管的请求.D类功放的功率管要有较快的开关呼应和较小的饱和压降.D类功放设计考虑的角度与AB类功放完整分歧.此时功放管的线性已没有太大意义，更次要的是开关呼应和饱和压降.因为功放管处理的脉冲频率是音频旌旗灯号的几十倍，且请求坚持良好的脉冲前后沿，所以管子的开关呼应要好.另外，零件的效力全在于管子饱和压降惹起的管耗.所以，管子的饱和压降小不单效力高，且功放管的散热结构也能得到简化.若干年前，这类高频大功率管的价格昂贵，限制了D类功放的发展，此刻小电流控制大电流的MOSFET已在Hi-Fi功放上得到广泛利用.（2）对PWM调制电路的请求.PWM调制电路也是D类功放的一个特殊环节，要把20kHz以下的音频调制成PWM 旌旗灯号，三角波的频率至多要达到200kHz（三角波的频率应在音频旌旗灯号频率的10~20倍以上）.当频率过低时要达到同样请求的THD（总谐波失真）尺度，则对无源LC低通滤波器的元件请求就高，结构复杂.如果三角波的频率高，输出波形的锯齿小，就能更加接近原波形，使THD小，而且可以用低数值、小体积和精度请求绝对差一些的电感和电容来构成低通滤波器，造价呼应降低.但是，晶体管的开关损耗会随频率的上升而上升，无源器件中的高频损耗、射频的聚肤效应都会使零件效力降低.更高的调制频率还会出现射频干扰，所以调制频率也不克不及高于1MHz.而在实际的中小功率D类数字功放中，当三角波的频率达到500kHz以上时，也能够直接由扬声器的音圈所呈现的电感来还原音频旌旗灯号，而不必另外的LC低通滤波器.另内在PWM调制器中，还要留意到调制用的三角波的外形要好、频率的精确性要高、时钟旌旗灯号的抖晃率要低，这些参数都会影响到后面输出端由LPF所复原的音频旌旗灯号的波形是否与输入端的原音频旌旗灯号的波形完整不异，否则会使两者有差别而发生失真.（3）对低通滤波器的请求.位于驱动输出端与负载之间的无源LC低通滤波器也是对音质有严重影响的一个次要因数.该低通滤波器工作在大电流下，负载就是音箱.严酷地讲，设计时应把音箱阻抗的变更一路考虑进去，但作为一个功放产品指定音箱是行欠亨的，所以D类功放与音箱的搭配中更有发烧友驰骋的天地.实际证实，当失真请求在0.5%以下时，用二阶Butterworth最平坦呼应低通滤波器就能达到请求.如请求更高则需用四阶滤波器，这时候成本和匹配等成绩都必须加以考虑.近年来，普通利用的D类功放已有集成电路芯片，用户只需按请求设计低通滤波器即可.（4）D类功放的电路呵护.D类功率放大器在电路上必必要有过电流呵护及过热呵护.此二项呵护电路为D类功率IC 或功率放大器所必备，否则将形成平安成绩，甚至伤及为其供电的电源器件或全部零碎.过电流呵护或负载短路呵护的简单测试方法：可将任一输出端与电源端（Vcc）或地端（Ground）短路，在此情况下短路呵护电路应被启动而将输出晶体管关掉，此时将没有旌旗灯号驱动喇叭而没有声音输出.因为输出短路是属于一种严重的异常景象，在短路以后要回到正常的操纵形态必须重置（Reset）放大器，有些IC则可在某一延迟（Delay）时间后主动恢复.至于过热呵护，其呵护温度通常设定在150°~160°C，过热后IC主动关掉输出晶体管而不再送出旌旗灯号，待温度降低20°C~30°C以后主动回复到正常操纵形态.（5）D类功放的电磁干扰.D类功率放大器必必要解决AB类功率放大器所没有的EMI（Electro Magnetic Interference，电磁干扰）成绩.电磁干扰是因为D类功率放大器的功率晶体管以开关方式工作，在高速开关及大电流的情况下所发生的.所以D类功放对电源质量更为敏感.电源在提供快速变更的电流时不该发生振铃波形或使电压变更，最好用环牛变压器供电，或用开关电源供电.此外解决EMI的方案是使用LC电源滤波器或磁珠（bead）滤波器以过滤其高频谐波.中高功率的D类功率放大器因为EMI太强目前采取LC滤波器来解决，小功率则用Bead处理即可，但通常还要配合PCB版图设计及零件的安排地位.比方，采取D类放大器后，D类放大器接扬声器的线路不克不及太长，因为在该线路中都携带着高频大电流，其感化如同一个天线辐射着高频电磁旌旗灯号.有些D类放大器的接线长度仅可撑持2cm，做得好的D类放大器则可撑持到10cm.上面以荷兰飞利浦公司生产的TDA8922功放芯片为例，对D类功放电路进行介绍.TDA8922是双声道、低损耗的D类音频数字功率放大器，它的输出功率为2×25W.具有如下特点：效力高（可达90%），工作电压范围宽（电源供电±~±30V），静态电流小（最大静流不超出75mA），失真低，可用于双声道立体声零碎的放大（SE接法，Single-Ended）或单声道零碎的放大（BTL接法，Bridge-Tied Load），双声道SE接法的固定增益为30dB，单声道BTL接法的固定增益为36dB，输出功率高（典型利用时2×25W），滤波后果好，内部的开关振荡频率由外接元件确定（典型利用为350kHz），并具有开关通断的“咔嗒/噼噗”噪声按捺，负载短路的过流呵护，静电放电呵护，芯片过热呵护等功能.广泛利用于平板电视、汽车音响、多媒体音响零碎和家用高保真音响设备等.1．内部结构与引脚功能TDA8922的内部结构如所示，包含两个独立的旌旗灯号通道和这两个通道共用的振荡器与过热、过流呵护及公共偏置电路.每个旌旗灯号通道次要包含脉宽调制和功率开关放大两个部分.TDA8922内部结构（1）脉宽调制.输入的模拟音频旌旗灯号经电压放大后，与固定频率的三角波比拟较，全部音频信息被调制在PWM 旌旗灯号的宽度变更中.三角波的发生由压控振荡器实现，三角波的频率由7脚外接的RC定时元件确定.比较器是一个带锁相环的脉宽调制电路，调制后的电路与功率输出级的门控电路相连，地线被连接到公共地端.当音频旌旗灯号幅度大于三角波旌旗灯号幅度时，比较器输出高电平，反之，比较器输出低电平.PWM 旌旗灯号是一个数字脉冲旌旗灯号，其脉宽的变更反映音频旌旗灯号的全部信息.脉冲旌旗灯号的高、低电平控制两组功率管的通/断，高/低两值之间的转换速度决定两组功率管之间的通/断的转换时间.电路中采取触发器来调整比较器输出的波形，通过快速转换使输出波形得到明显的改善.（2）功率开关放大.功率开关放大部分由门控电路、高电平与低电平驱动电路、MOSFET功率管所构成.门控电路用于输出级的功率开关管在开关工作时的死区校订，防止两个MOSFET管在交替导通的瞬间的穿透电流所惹起的无用功耗，因为在高频开关工作时，须要分别将两个MOSFET管的截止时间提前而将导通时间滞后，防止两个管子在交替导通的瞬间同时导通而发生贯通电流，这一向通电流是从正电源到负电源纵贯而不流向负载的.PWM 旌旗灯号控制着MOSFET功率管的通/断，驱动扬声器发声.开关功率管集成在数字功率IC内，有益于缩小全部功放的体积，降低成本，提高产品竞争力.在输出端与高电平驱动器之间接有自举电容，用于提高在上管导通期间的高电平驱动器送到上管栅极的驱动电平，包管上管能够充分导通.（3）工作模式选择与过热过流呵护电路.TDA8922芯片中除了每个声道中的脉宽调制与功率开关放大电路外，还有工作模式选择与过热呵护与过流呵护.6脚为工作模式选择端，当6脚外接5V电源时为正常工作模式，此时D类功放各电路正常工作；当6脚接地（0V）时为待机形态，此时芯片内的主电源被切断，次要电路都不工作，零件静态电流极小；当6脚电平为电源电压的一半（约2.5V）时为静音形态，此时各电路都处于工作形态，但输入级音频电压放大器的输出被静音，无旌旗灯号输送到扬声器而无声.过热呵护与过流呵护是通过芯片温度检测和输出电流检测来实现的.当温度传感器检测到芯片温度>150 ºC时，则过热呵护电路动作，将MOSFET功放级立即关闭；当温度降低至约130 ºC时，功放级将从头开始切换至工作形态.如果功放输出端的任一线路短路，则功放输出的过大电流会被过流检测电路所检出，当输出电流超出最大输出电流4A时，呵护零碎会在1μs内关闭功率级，输出的短路电流被开关切断，这类形态的功耗极低.其后，每隔100毫秒零碎会试图从头启动一次，如果负载仍然短路，该零碎会再次立即关闭输出电流的通路.除过热过流呵护外，芯片内还有电源电压检测电路，如果电源电压低于±12.5伏，则欠压呵护电路被激活而使零碎关闭；如果电源电压超出±32伏，则过压呵护电路会启动而关闭功率级.当电源电压恢复正常范围（±12.5V~±32V）时，零碎会从头启动.（4）输出滤波器.输出滤波器的用处是滤除PWM 旌旗灯号中的高频开关旌旗灯号和电磁干扰旌旗灯号, 降低总谐波失真.LPF参数的选择与零碎的频率呼应和滤波器的类型有关.音频旌旗灯号的频率在20Hz～20 kHz，而开关脉冲旌旗灯号和电磁干扰旌旗灯号的频率都弘远于音频旌旗灯号频率，是以LPF所用的LC元件参数，可选择在音频通带内具有平坦特性的低通滤波器.TDA8922包含两个独立的功率放大通道，这两个独立的通道可接成立体声模式，也可接成单声道模式.立体声模式采取SE（Single-Ended）接法，如所示，L、R输入的模拟音频旌旗灯号分别送入各自声道的输入端，L、R扬声器分别接在各自声道输出端的LPF上，从而构成立体声放音零碎；单声道模式采取平衡桥式（BTL）接法，如所示，此时两个通道的输入旌旗灯号的相位相反，扬声器直接跨接在两个通道的输出端，此时扬声器获得的功率可添加一倍（6dB）.TDA8922用于单声道的BTL接法TDA8922TH各引脚的功能所示.TDA8922各引脚功能引脚符号功能引脚符号功能1 V SSA2通道2模拟电路的负电源供电端13 PROT 呵护电路用的外接时间常数电容2 S GND2通道2的旌旗灯号接地端14 V DDP1通道1功率输出级开关电路的正电源供电端3 V DDA2通道2模拟电路的正电源供电端15 BOOT1 通道1自举电容4 IN2－通道2音频输入负端16 OUT1 通道1的PWM旌旗灯号输出端5 IN2+通道2音频输入正端17 V SSP1通道1功率输出级开关电路的负电源供电端6 MODE 工作模式选择：待机、静音、正常工作18 STABI 内部偏置稳压器的外接滤波电容端7 OSC 振荡器频率调整或跟踪输入19 HW 芯片连接到V SSD引脚8 IN1+通道2音频输入正端20 V SSP2通道2功率输出级开关电路的负电源供电端9 IN1－通道2音频输入负端21 OUT2 通道2的PWM旌旗灯号输出端10 V DDA1通道1模拟电路的正电源供电端22 BOOT2 通道2自举电容11 S GND1通道1的旌旗灯号接地端23 V DDP2通道2功率输出级开关电路的正电源供电端12 V SSA1通道1模拟电路的负电源供电端24 V SSD数字电路的负电源供电端2．典型利用电路TDA8922的典型利用电路如所示.TDA8922的典型利用电路当将TDA8922用于双声道立体声的D类数字功放时，左、右声道的模拟音频旌旗灯号分别加至输入端的in1和in2.左、右声道的扬声器采取SE接法，分别接在各自声道功放输出端的LPF后与地之间，扬声器的阻抗选用4Ω，此时输入端的4个开关的形态为：J1和J2处于接通形态，J3和J4处于断开形态.两个声道各自独立.当将TDA8922用于单声道的D类数字功放时，电路采取平衡桥式接法（BTL）.单声道模拟音频旌旗灯号加在in1（或者in2）端子上，此时输入端的4个开关设置形态为：J1和J2处于断开形态，J3和J4处于接通形态，两个声道输入端所加的模拟音频旌旗灯号的相位正好相反.功放输出端的扬声器选用8Ω，直接跨接在双声道功放输出端LPF的两端，构成BTL的接法.正常工作时，6脚的模式选择开关置于“on”地位，即6脚接在5.6V的稳压源上.。