“咔嗒”聲:當(dāng)放大器導(dǎo)通或斷開時(shí)發(fā)出的咔嗒聲非常討厭。但不幸的是,它們易于引入到D類放大器中,除非當(dāng)放大器靜噪或非靜噪時(shí)特別注意調(diào)制器狀態(tài)、輸出級時(shí)序和LC濾波器狀態(tài)。
信噪比(SNR):為了避免放大器本底噪聲產(chǎn)生的嘶嘶聲,對于便攜式應(yīng)用的低功率放大器,SNR通常應(yīng)當(dāng)超過90 dB,對于中等功率設(shè)計(jì)SNR應(yīng)當(dāng)超過100 dB,對于大功率設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)超過110 dB。這對于各種放大器是可以達(dá)到的,但在放大器設(shè)計(jì)期間必須跟蹤具體的噪聲源以保證達(dá)到滿意的總體SNR。
失真機(jī)理: 失真機(jī)理包括調(diào)制技術(shù)或調(diào)制器實(shí)現(xiàn)中的非線性,以及為了解決沖擊電流問題輸出級所采用的死區(qū)時(shí)間。
在D類調(diào)制器輸出脈寬中通常對包含音頻信號幅度的信息進(jìn)行編碼。用于防止輸出級沖擊電流附加的死區(qū)時(shí)間會引入非線性時(shí)序誤差,它在揚(yáng)聲器產(chǎn)生的失真與相對于理想脈沖寬度的時(shí)序誤差成正比。用于避免沖擊最短的死區(qū)時(shí)間對于將失真減至最小經(jīng)常是最有利的;欲了解優(yōu)化開關(guān)輸出級失真性能的詳細(xì)設(shè)計(jì)方法請參看深入閱讀資料2。
其它失真源包括:輸出脈沖上升時(shí)間和下降時(shí)間的不匹配,輸出晶體管柵極驅(qū)動(dòng)電路時(shí)序特性的不匹配,以及LC低通濾波器元器件的非線性。
電源抑制 (PSR): 在圖2所示的電路中,電源噪聲幾乎直接耦合到輸出揚(yáng)聲器,具有很小的抑制作用。發(fā)生這種情況是因?yàn)檩敵黾壘w管通過一個(gè)非常低的電阻將電源連接到低通濾波器。濾波器抑制高頻噪聲,但所有音頻頻率都會通過,包括音頻噪聲。關(guān)于對單端和差分開關(guān)輸出級電路電源噪聲影響的詳細(xì)說明請參看深入閱讀材料3。
如果不解決失真問題和電源問題,就很難達(dá)到PSR優(yōu)于10 dB,或總諧波失真(THD)優(yōu)于0.1%。甚至更壞的情況,THD趨向于有害音質(zhì)的高階失真。
幸運(yùn)的是,有一些好的解決方案來解決這些問題。使用具有高環(huán)路增益的反饋(正如在許多線性放大器設(shè)計(jì)中所采用的)幫助很大。LC濾波器輸入的反饋會大大提高PSR并且衰減所有非LC濾波器失真源。LC濾波器非線性可通過在反饋環(huán)路中包括的揚(yáng)聲器進(jìn)行衰減。在精心設(shè)計(jì)的閉環(huán)D類放大器中,可以達(dá)到 PSR 》 60 dB和THD |