原创 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，放大器">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放大器">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放大器">D类放大器设计，第一代的范例是由托卡塔设计的TacT Millennium。证实了放大器">D类放大器的概念，但是讨论出来的最终结果是该技术还不能提供足够性能。这使第一代的放大器把关注的焦点由可能性转移到实用性，目标由设计可以工作的器件变成了设计具有广阔市场需求的器件。
　　第二代放大器">D类放大器通过两个方面的改进解决了广阔市场需求的挑战。第一个方面是使其变得相对紧凑而且价格可以承受，第二个方面是在低功耗性能上的表现应与大多数消费级AB类设计接近甚至更好。原始设备制造商（OEM）节省了电源和封装上的花费，但是必须去理解不熟悉的技术、易受影响的版图和需要很多外围构件的控制器芯片。
　　第二代放大器">D类放大器针对制造商市场目标提供了一系列产品。比如一个来自Tripath公司的典型器件，它把一个用于模拟源信号的相对简单的PWM和一个集成的输出级以及片外滤波器组合在一起。而其他的制造商，特别是德州仪器、Cirrus Logic和Apogee Technology则特别重视用于PCM源的带片外输出级的放大器。这些放大器需要更复杂的前端功能——否则你可能需要一个立体声前置放大器，注意它不是功率放大器，这些功能包括源选择，音量，平衡和音调控制——由于PCM源常常不是用户可以控制的。这些附加的功能增加额外的复杂性，因为数字信号路径需要为低电位计找到一个简单的数字替代品。
　　最近一段时间，在OEM和D类芯片设计者之间有了非常大的协作。这个趋势的起源可以从两个方面来讲，OEM设计者可以更好的理解D类的优势，并且为芯片制造者提供市场机会和需求方面的更加深入的观点。同时，芯片设计者也深入地了解到了市场反馈，解决了几个第二代设计中的重要缺陷，其结果是大量的第三代产品更好地集中于特定应用需求而不会像它的前代那样。
　　为什么选择放大器">D类放大器
　　以液晶面板为特征的显示器和电视机——事实上是所有这种屏幕，因为吹玻璃工人的时代已经过去了——例证了一个趋势。这些系统的大多数都集成有需要放大器的小扬声器，这些放大器消耗6瓦到十几瓦的功率。不仅仅是内部结构，就连扬声器本身都是一个严峻的挑战。另外，LCD的象素颜色是基于温度的函数，尽管调整象素颜色的电流状态提供了一个线性补偿的大致轮廓，但它仍不能调节热点。系统封装的目标需要设计者以LCD面板三个轴大小为基础最小化系统的尺寸。由于没有用于热源的额外空间，重量和花费的设计预算，所以就提出了把这些组合并构成这些应用的简单规则：你一定不能浪费。
　　放大器">D类放大器效率较高的好处是拓展了制冷器的使用，当电源作为显示的一部分或者壁式电源的时候，把它应用于放大器">D类放大器相对于同级别的AB类放大器会更小、更便宜。
　　正因为此，近来市场中出现了基于LCD的娱乐和计算机显示用放大器">D类放大器。这些中的一些器件采用了消除了输出滤波器的改良的调制方案。尽管没有输出滤波器，但是一些制造商声称这些器件的EMI发射与那些装配输出滤波器的第二代放大器相当甚至更小。（见附文：《发出或者发现EMI》）。

　　适用于平板显示应用的放大器的例子有Maxim公司的MAX9713 单声道芯片和MAX9714无滤波器立体声放大器芯片。它们都可以用TQFN-32封装。这些器件提供三个管脚的可编程调制频率和扩频谱模式，通过把发射能量分散在一个以335kHz为中心