D类功放原理详解：效率与失真之争

D类功放原理是一种创新的音频功率放大器设计，由著名的学者茅于海在其专业领域内进行了深入解析。D类放大器与传统的甲类、乙类、甲乙类以及丙类放大器不同，其工作原理和特点显著。传统的放大器类别如甲类放大器以失真最小为优点，但效率低；乙类放大器效率较高，但失真较大；而甲乙类则综合了两者特性。 D类放大器的独特之处在于采用脉宽调制（PWM）技术。它的工作流程包括一个锯齿波发生器，该发生器产生周期性的脉冲宽度来控制晶体管的开关状态，而非连续地保持在一个工作点上。这种非线性工作方式使得D类放大器具有极高的工作效率，尤其在低功率级别（如二十瓦以下）下，甚至可以无需额外的散热器。 D类放大器的电路结构包含基本组件如比较器、输入信号处理和低通滤波器。根据输出形式，有单端输出、加负反馈的D类放大器以及桥式输出(BTL)设计，这些结构有助于优化性能并减少外部元件的数量。其主要性能特点包括极低的总谐波失真（THD+N）、节省外部滤波器（如采用喇叭线圈作为自然滤波），以及在某些情况下能够降低电磁干扰（EMI）。 然而，D类放大器若不加滤波器，可能会导致静点电流增大和EMI问题。无滤波器D类放大器通过先进的调制技术得以解决这些问题，例如TI公司在2001年可能已经引入了这类技术。无滤波器D类设计允许更紧凑的电路设计，同时保持高效的能效和较低的电磁辐射。 总结来说，D类功放原理是现代音频放大器设计中的一个重要分支，它利用创新的技术提高效率、减少元件和失真，尤其适用于功率需求不高的应用。理解和掌握这一原理对于音频工程师来说，意味着能够在功耗、效率和电磁兼容性之间实现更好的平衡。