由等式1可知，噪聲項(xiàng)En(s)與一個(gè)高通濾波器函數(shù)(噪聲傳遞函數(shù))相乘，而輸入項(xiàng)VIN(s)與一個(gè)低通濾波器函數(shù)(信號(hào)傳遞函數(shù))相乘。噪聲傳遞函數(shù)的高通濾波器對(duì)D類放大器的噪聲進(jìn)行整形。如果輸出濾波器的截止頻率選取得當(dāng)，大部分噪聲會(huì)被推至帶外(見圖2右上角坐標(biāo)糸統(tǒng))。

圖2 現(xiàn)代D類放大器反饋補(bǔ)償回路方框以傳遞函數(shù)形式表達(dá)的示意圖

上述例子使用的是1階噪聲整形器，而多數(shù)現(xiàn)代D類放大器采用高階噪聲整形拓?fù)?，以便進(jìn)一步優(yōu)化線性度和電源抑制特性。新型無濾波器D類放大器的導(dǎo)出

傳統(tǒng)D類放大器的一個(gè)主要缺點(diǎn)就是它需要外部LC濾波器。這不僅增加了方案總成本和電路板空間，也可能因?yàn)V波元件的非線性而引入額外失真。幸好，很多現(xiàn)代D類放大器采用了先進(jìn)的“免濾波器”調(diào)制方案，從而省掉或至少是最大限度降低了外部濾波器要求。圖3給出免濾波器調(diào)制器拓?fù)涞暮?jiǎn)化功能框圖。

圖3 免濾波器調(diào)制器拓?fù)涞暮?jiǎn)化功能框圖

與傳統(tǒng)的PWM型BTL放大器不同，每個(gè)半橋都有自己專用的比較器，從而可獨(dú)立控制每個(gè)輸出。調(diào)制器由差分音頻信號(hào)和高頻鋸齒波驅(qū)動(dòng)。當(dāng)兩個(gè)比較器輸出均為低電平時(shí)，D類放大器的每個(gè)輸出均為高。與此同時(shí)，或非門的輸出變?yōu)楦唠娖?，但?huì)因?yàn)镽ON和CON組成的RC電路而產(chǎn)生一定延時(shí)。一旦或非門延時(shí)輸出超過特定門限，開關(guān)SWl和SW2隨即閉合。這將使OUT+和OUT-變?yōu)榈停⒈３值较聜€(gè)采樣周期的開始。這種設(shè)計(jì)使得兩個(gè)輸出同時(shí)開通一段最短時(shí)間 t0N(MIN)，這個(gè)時(shí)間由RON和CON的值決定。如圖4所示，輸人為零時(shí)，兩個(gè)輸出同相并具有t0N(MIN)的脈沖寬度。

圖4 免濾波器調(diào)制器拓?fù)涞妮斎肱c輸出波形示意圖

隨著音頻輸入信號(hào)的增加或減小，其中一個(gè)比較器會(huì)在另一個(gè)之前先翻轉(zhuǎn)。這種工作特性外加最短時(shí)間導(dǎo)通電路的作用，將促使一個(gè)輸出改變其脈沖寬度，另一個(gè)輸出的脈沖寬度保持為t0N(MIN)，見圖4所示。這意味著每個(gè)輸出的平均值都包含輸出音頻信號(hào)的半波整流結(jié)果。對(duì)兩路輸出的平均值進(jìn)行差值運(yùn)算，便可得到完整的輸出音頻波形。

由于MAX9700的輸出端在空閑時(shí)為同相信號(hào)，所以負(fù)載兩端沒有差分電壓，從而最大限度降低了靜態(tài)功耗，并且無需外部濾波器。免濾波器D類放大器從輸出中提取音頻信號(hào)時(shí)并不依靠外部LC濾波器，而是依靠揚(yáng)聲器負(fù)載固有的電感以及人耳的聽覺特性來恢復(fù)音頻信號(hào)。揚(yáng)聲器電阻(RE)和電感(LE)形成一個(gè)1階低通濾波器，其截止頻率為：

對(duì)大多數(shù)揚(yáng)聲器而言，這個(gè)l階低通濾波器足以恢復(fù)音頻信號(hào)，并可防止在揚(yáng)聲器電阻上耗散過多高頻開關(guān)能量。即使依然存在殘余開關(guān)能量使揚(yáng)聲器組件產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，這些頻率也無法被入耳聽到或影響聽覺感受。使用免濾波器D類放大器時(shí)，為獲得最大輸出功率，揚(yáng)聲器負(fù)載應(yīng)保證在放大器開關(guān)頻率下仍為感性負(fù)載。利用D類放大器延長(zhǎng)電池使用壽命

高效D類音頻功率放大器使電池使用壽命延長(zhǎng)為傳統(tǒng)線性放大器的兩倍，從而使音樂播放時(shí)間更長(zhǎng)。DC音量控制等特性不僅降低了系統(tǒng)成本，實(shí)現(xiàn)了板級(jí)空間的最小化，同時(shí)其低噪聲底限能擴(kuò)大動(dòng)態(tài)范圍，并優(yōu)化音頻質(zhì)量。D類音頻放大器可為你的便攜式揚(yáng)聲器系統(tǒng)提供靈活的低成本設(shè)計(jì)解決方案，見圖5示意圖。圖5中 D類放大器可采用TPA2008D2型2×3W