AB类与D类放大器的比较

2012-10-21 14:26:38来源: 互联网

D类音频放大器采用脉宽调制(PWM)信号而不是AB类放大器通常采用的线性信号,这里的PWM 信号涵盖了音频信号以及PWM开关频率与谐波,为非线性信号。D类放大器比AB类放大器效率高得多,因为输出级的MOSFET管可从极高阻抗转变为极低阻抗,从而在作用区的操作时间只有几个ns。利用上述技术原理,输出级的损率变得极低。此外,LC过滤器或扬声器的感应元件在各个周期还能存储能量,并可基本保证切换功率不会在扬声器中损失。

  在音乐手机等多媒体手机中,非线性的D类音频放大器是最为合适的方案,它具有效率高、发热少、功耗低、电池使用寿命长等优点。但是D类存在EMI电磁干扰的缺点,尤其是居高不下的价格,让AB类音频放大器成为主流的中低档手机的首选,线性的AB类是低噪声放大器,拥有低成本优势。因此,在音频IC市场中,出现D类和AB类争奇斗胜的局面。甚至在一些场合出现了D类和AB类可以自由切换的模式,以满足技术要求。

  然而,对于这两种技术的未来发展趋势,似乎大家一致看好D类,认为随着技术的不断完善,在未来手机音频技术中,D类将占据主流地位,从而彻底打破D类与AB类平分秋色的局面,甚至有厂家预言,D类将最终替代AB类。

  究竟鹿死谁手,一比便知。以下通过5个方面对他们进行逐一比较,希望可以得到答案。

  第一轮:比效率

  传统的AB类音频放大器的效率只有25%左右,能耗大,很难满足电池长时间续航的需要。与AB类不同,D类以高频开关的方式工作,而不是利用晶体管的线性部分放大,具有高达90%的效率。此轮D类暂时领先。

  第二轮:比使用场合

  由于节能、省电的要求越来越高,在手机等应用中D类音频放大器将更为流行,D类音频放大器市场前景广阔。在日愈丰富的多媒体数码内容中,除了通话和铃声之外,更多是MP3音乐、影音片段和数字电视等,所以D类技术的效率会被更加重视。 此轮D类再度领先。

  第三轮:比音频特性

  AB类技术的音频性能好,THD+N低,PSRR的绝对数值高。此外,AB类的应用中没有噼啪声和咔嗒声,噪声很小,而且开启时间和关闭时间都很短,亦可实现节能的方案。D类的工作模式完全不同于AB类,会产生某些高频谐波。尽管这些谐波频率远远高于可听波频率,不能被人耳所听到,然而可能会对手机RF部分或者天线部分产生干扰,降低手机的灵敏度,导致手机无法正常工作。这就是D类技术必须面对的一大挑战:EMI电磁干扰。AB类终于扳回一局。

  第四轮:比封装尺寸

  虽然各个厂商对于改善D类技术的电磁干扰问题殚精竭虑,但小型化趋势对降低D类音频放大器的噪声带来了限制。 因为封装尺寸的压缩使得音频设计高度集成化,导致了编解码器、电源管理和扬声器输出功能的混合信号集成,这种集成给噪声管理带来了困难。当D类音频放大器不断减小封装尺寸时,需要面对更加困难的噪声管理的挑战。本轮二者不分伯仲。

  第五轮:比价格

  除了电磁干扰噪声之外,价格也是影响D类取代AB类的一个重要因素,D类音频放大器最大的挑战是价格太高。D类音频放大器的成本一般是AB类的2至3倍,尽管D类提供较佳的功效及散热能力, 但成本仍是非常重要的考虑因素,无疑会影响其的普及应用。

  [PK结果]

  五轮比试,二者2.5 :2.5,平分秋色,难分高低。

  目前而言,AB类还不可能被D类完全取代,两者将一直共存下去。在音乐手机中D类会逐步取代AB类;而在小功率音频驱动中,比如音频耳机功放对效率和功率的要求不高,或者Hi-Fi耳机放大器对失真率有较高的要求,此时AB类功放的超低失真率就体现出了优势,如今在耳机放大器的设计中AB类仍是唯一的选择。

  与D类取代AB类的思路不同,欧胜微电子采取了折衷的方案,推出了可以在AB类和D类这两种工作模式之间进行自由切换的WM8985,在没有射频发射/传输的时候,运行D类模式;在射频发射/传输的时候,运行AB类模式,充分利用D类和AB类的优点,弥补各自缺点。

关键字:AB类  D类  放大器

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2012/1021/article_17142.html
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