【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(chǎng)銷(xiāo)售額由2016年的1357.34百萬(wàn)美元增長(cháng)至2020年的1620.13百萬(wàn)美元；并預計2027年全球音頻放大器市場(chǎng)銷(xiāo)售額將達到2331.89百萬(wàn)美元。
在各類(lèi)音頻放大器中，D類(lèi)功放是應用最廣泛的。有別于高損耗的 A 類(lèi)、直流偏置 B 類(lèi)、或介于A(yíng) 類(lèi)和 B 類(lèi)之間的AB 類(lèi)，D類(lèi)數字功放具有失真小、噪音低、動(dòng)態(tài)范圍大等特點(diǎn)、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省電路板空間和成本；最后，D類(lèi)放大器可用于設計克服許多潛在的開(kāi)關(guān)噪聲，并且可以更好地調整調諧靈活性，因此與線(xiàn)性放大器相比，D類(lèi)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衡成本通常是可承受的。
隨著(zhù)高能效電子產(chǎn)品的不斷開(kāi)發(fā)、對車(chē)載信息娛樂(lè )系統牽引力的需求增加，D類(lèi)功放需求持續攀升，未來(lái)D類(lèi)功放將成為音頻放大器主要的增長(cháng)點(diǎn)。據數據，2020-2027年，全球D類(lèi)功放銷(xiāo)售額將從693.54百萬(wàn)美元增長(cháng)到1037.92百萬(wàn)美元，在全球音頻放大器市場(chǎng)銷(xiāo)售額的比重將由42.8%增長(cháng)至44.5%。
（數據來(lái)源：觀(guān)研報告網(wǎng)）
D類(lèi)數字功放相關(guān)設計方法
揚聲器的工作原理是電動(dòng)機，這意味著(zhù)通過(guò)負載的電流方向必須從正極擺動(dòng)到負極（另一個(gè)方向），因此BTL（橋接負載）是D類(lèi)放大器中最常見(jiàn)的輸出配置。由于這兩個(gè)同步降壓驅動(dòng)器將連接在差分開(kāi)關(guān)級中揚聲器負載的兩端，并且每個(gè)方向都帶有半橋調節，因此這種全控制屬于全橋轉換器。首選全橋轉換這種方式不僅是由于更好的柵極控制可以避免擊穿問(wèn)題，而且因為電荷泵問(wèn)題存在于單個(gè)半橋配置中會(huì )顯著(zhù)提高噪聲水平，從而降低輸出質(zhì)量并導致 EMI問(wèn)題。同樣重要的是，為保證D類(lèi)放大器的整體性能，輸出LC濾波器必須經(jīng)過(guò)優(yōu)化以實(shí)現最低的功率損耗并免受音質(zhì)的干擾。
01 全橋轉換器
高邊開(kāi)關(guān)和低邊開(kāi)關(guān)之間的死區時(shí)間是指兩個(gè)開(kāi)關(guān)中的其中一個(gè)接通而另一個(gè)斷開(kāi)的時(shí)間，反之亦然。如果在操作范圍內可能設置了一個(gè)狹窄的死區時(shí)間是非常危險的，因為當兩個(gè)開(kāi)關(guān)都在那里導通時(shí)，電源（此處為 PVDD）將直接接地并導致電路短路 - 這稱(chēng)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換器取代。正如上所述，當另一個(gè)開(kāi)關(guān)方向為接通時(shí)，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。這種泵浦效應會(huì )因高諧波失真而嚴重影響D 類(lèi)放大器。
在全橋轉換中，兩個(gè)輸出電感扼流圈由每側的兩個(gè)開(kāi)關(guān)分別驅動(dòng)。此處裝置的全橋轉換器不會(huì )發(fā)生電荷泵浦，因為當反向電流循環(huán)時(shí)，能量將在開(kāi)關(guān)腿的另一側消耗。
推薦的科達嘉產(chǎn)品：
02 系統電源
數字功放的電源因功率級別而異，因此其拓撲結構取決于哪個(gè)電源可以達到最佳功率效率并能夠提供穩定的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
數字媒體被壓縮后發(fā)送到接收解碼器，最終用于為數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據鏈噪聲的干擾
為了消除傳輸或數據鏈噪聲的干擾，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(lái)抑制傳輸線(xiàn)或接口的噪聲。
推薦的科達嘉產(chǎn)品：CSTP / CSTA / CSTC
作為專(zhuān)業(yè)的電感器制造商，科達嘉電子擁有多個(gè)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(diǎn)，為上述D類(lèi)數字功放的設計方法提供解決方案。
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