【導讀】《中國音頻放大器行業(yè)發(fā)展深度分析與投資前景預測報告（2022-2029年）》顯示，全球音頻放大器市場銷售額由2016年的1357.34百萬美元增長至2020年的1620.13百萬美元；并預計2027年全球音頻放大器市場銷售額將達到2331.89百萬美元。
在各類音頻放大器中，D類功放是應(yīng)用最廣泛的。有別于高損耗的 A 類、直流偏置 B 類、或介于A 類和 B 類之間的AB 類，D類數(shù)字功放具有失真小、噪音低、動態(tài)范圍大等特點、在音質(zhì)的冷暖度、解析力、低頻的震撼力度方面具有不可比擬的優(yōu)勢：首先，它具有極強的高效率和極低的諧波失真及噪聲水平，有助于產(chǎn)生更少的熱耗散；其次，更高的功率密度有助于節(jié)省電路板空間和成本；最后，D類放大器可用于設(shè)計克服許多潛在的開關(guān)噪聲，并且可以更好地調(diào)整調(diào)諧靈活性，因此與線性放大器相比，D類功放仍然可以保持較高水平的整體音質(zhì)，從而使得在音質(zhì)、功率效率和密度之間的權(quán)衡成本通常是可承受的。
隨著高能效電子產(chǎn)品的不斷開發(fā)、對車載信息娛樂系統(tǒng)牽引力的需求增加，D類功放需求持續(xù)攀升，未來D類功放將成為音頻放大器主要的增長點。據(jù)數(shù)據(jù)，2020-2027年，全球D類功放銷售額將從693.54百萬美元增長到1037.92百萬美元，在全球音頻放大器市場銷售額的比重將由42.8%增長至44.5%。
（數(shù)據(jù)來源：觀研報告網(wǎng)）
D類數(shù)字功放相關(guān)設(shè)計方法
揚聲器的工作原理是電動機，這意味著通過負載的電流方向必須從正極擺動到負極（另一個方向），因此BTL（橋接負載）是D類放大器中最常見的輸出配置。由于這兩個同步降壓驅(qū)動器將連接在差分開關(guān)級中揚聲器負載的兩端，并且每個方向都帶有半橋調(diào)節(jié)，因此這種全控制屬于全橋轉(zhuǎn)換器。首選全橋轉(zhuǎn)換這種方式不僅是由于更好的柵極控制可以避免擊穿問題，而且因為電荷泵問題存在于單個半橋配置中會顯著提高噪聲水平，從而降低輸出質(zhì)量并導致 EMI問題。同樣重要的是，為保證D類放大器的整體性能，輸出LC濾波器必須經(jīng)過優(yōu)化以實現(xiàn)最低的功率損耗并免受音質(zhì)的干擾。
01 全橋轉(zhuǎn)換器
高邊開關(guān)和低邊開關(guān)之間的死區(qū)時間是指兩個開關(guān)中的其中一個接通而另一個斷開的時間，反之亦然。如果在操作范圍內(nèi)可能設(shè)置了一個狹窄的死區(qū)時間是非常危險的，因為當兩個開關(guān)都在那里導通時，電源（此處為 PVDD）將直接接地并導致電路短路 - 這稱為擊穿。為了更好地避免這種情況發(fā)生，半橋配置通常被全橋轉(zhuǎn)換器取代。正如上所述，當另一個開關(guān)方向為接通時，存儲在半橋單輸出電感中的電荷將被換向回電源，從而將電流拉回源極。這種泵浦效應(yīng)會因高諧波失真而嚴重影響D 類放大器。
在全橋轉(zhuǎn)換中，兩個輸出電感扼流圈由每側(cè)的兩個開關(guān)分別驅(qū)動。此處裝置的全橋轉(zhuǎn)換器不會發(fā)生電荷泵浦，因為當反向電流循環(huán)時，能量將在開關(guān)腿的另一側(cè)消耗。
推薦的科達嘉產(chǎn)品：
02 系統(tǒng)電源
數(shù)字功放的電源因功率級別而異，因此其拓撲結(jié)構(gòu)取決于哪個電源可以達到最佳功率效率并能夠提供穩(wěn)定的AVDD 和 PVDD。
推薦的科達嘉產(chǎn)品：
CPSQ / TCB / PK / PKS / SPBL / SPRH / CPER / CPCE / CSCF / VSRU /CSBL / CSBX /CSEB / CSEC
03 信號傳輸
Signal Transmission
數(shù)字媒體被壓縮后發(fā)送到接收解碼器，最終用于為數(shù)字功放生成音頻輸入。為消除由環(huán)路不平衡阻抗和導體偶爾引起的傳輸或數(shù)據(jù)鏈噪聲的干擾
為了消除傳輸或數(shù)據(jù)鏈噪聲的干擾，通常是由環(huán)路不平衡阻抗和導體耦合引起的，必須使用共模扼流圈（CMC）來抑制傳輸線或接口的噪聲。
推薦的科達嘉產(chǎn)品：CSTP / CSTA / CSTC
作為專業(yè)的電感器制造商，科達嘉電子擁有多個不同系列的產(chǎn)品，具有極低的交流電阻和小體積尺寸，并具備高飽和、低損耗、高功率密度以及抗電磁干擾能力強等優(yōu)點，為上述D類數(shù)字功放的設(shè)計方法提供解決方案。
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