传统功放与D类功放的比较

2026/1/27 14:35:45

2.3 传统功放与D类功放的比较

功率消耗在所有线性输出级,因为产生输出电压vout的过程中不可避免地会在至少一个输出晶体管内造成非零的ids和vds。功耗大小主要取决于对输出晶体管的偏置方法。

A类放大器拓扑结构使用一只晶体管作为直流(dc)电流源,能够提供扬声器需要的最大音频电流。A类放大器输出级可以提供优良的音质,但功耗非常大,因为通常有很大的dc偏置电流流过输出级晶体管(这是我们不期望的),而没有提供给扬声器(这是我们期望的)。

B 类放大器拓扑结构没有dc偏置电流,所以功耗大大减少。其输出晶体管

是以推拉方式独立控制,从而允许高端晶体管为扬声器提供正电流,而低端晶体管吸收负电流。由于只有信号电流流过晶体管,因而减少了输出级功耗。但是B类放大器电路的音质较差,因为当输出电流过零点和晶体管在通断状态之间切换时会造成线性误差(交越失真)。

A/B 类放大器是A类放大器和B类放大器的组合折衷,它也使用dc偏置电

流,但它远小于单纯的A类放大器。小的dc偏置电流足以防止交越失真,从而能提供良好的音质。其功耗介于A类放大器和B类放大器之间,但通常更接近于B类放大器。与B类放大器电路类似,A/B类放大器也需要一些控制电路以使其提供或吸收大的输出电流。

不幸的是,即使是精心设计A/B类放大器也有很大的功耗,因为其中等范围

的输出电压通常远离正电源或负电源。由于漏源极之间的电压降很大,所以会产生很大的瞬时功耗ids×vds。D类放大器由于具有不同的拓扑结构,其功耗远小于上面任何一类放大器。D类放大器的输出级在正电源和负电源之间切换从而产生一串电压脉冲。这种波形有利于降低功耗,因为当输出晶体管在不导通时具有零电流,并且在导通时具有很低的vds,因而产生较小的功耗ids×vds 。 自制稳压电源电路:

直流稳压电源部分则为整个功放电路提供能量,根据以上设计的前置放大级电路和功率放大级电路的要求,仅需要稳压电源输出的一种直流电压即+18V。因三端稳压器具有结构简单、外围元器件少、性能优良、调试方便等显著优点,本设计中采用三端稳压电路,电源经1000uF电解并并上0.1uF电容依次滤掉各种频率干扰后输出, 输出电压直流性能好, 实测其纹波电压很小。


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