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AB類(lèi)與D類(lèi)音頻功率放大器的比較
文章來(lái)源: 更新時(shí)間:2012/4/15 13:22:00
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        D類(lèi)音頻放大器采用脈寬調制(PWM)信號而不是AB類(lèi)放大器通常采用的線(xiàn)性信號,這里的PWM 信號涵蓋了音頻信號以及PWM開(kāi)關(guān)頻率與諧波,為非線(xiàn)性信號。D類(lèi)放大器比AB類(lèi)放大器效率高得多,因為輸出級的MOSFET管可從極高阻抗轉變?yōu)闃O低阻抗,從而在作用區的操作時(shí)間只有幾個(gè)ns。利用上述技術(shù)原理,輸出級的損率變得極低。此外,LC過(guò)濾器或揚聲器的感應元件在各個(gè)周期還能存儲能量,并可基本保證切換功率不會(huì )在揚聲器中損失。
  在音樂(lè )手機等多媒體手機中,非線(xiàn)性的D類(lèi)音頻放大器是最為合適的方案,它具有效率高、發(fā)熱少、功耗低、電池使用壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)。但是D類(lèi)存在EMI電磁干擾的缺點(diǎn),尤其是居高不下的價(jià)格,讓AB類(lèi)音頻放大器成為主流的中低檔手機的首選,線(xiàn)性的AB類(lèi)是低噪聲放大器,擁有低成本優(yōu)勢。因此,在音頻IC市場(chǎng)中,出現D類(lèi)和AB類(lèi)爭奇斗勝的局面。甚至在一些場(chǎng)合出現了D類(lèi)和AB類(lèi)可以自由切換的模式,以滿(mǎn)足技術(shù)要求。
  然而,對于這兩種技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢,似乎大家一致看好D類(lèi),認為隨著(zhù)技術(shù)的不斷完善,在未來(lái)手機音頻技術(shù)中,D類(lèi)將占據主流地位,從而徹底打破D類(lèi)與AB類(lèi)平分秋色的局面,甚至有廠(chǎng)家預言,D類(lèi)將最終替代AB類(lèi)。
  究竟鹿死誰(shuí)手,一比便知。以下通過(guò)5個(gè)方面對他們進(jìn)行逐一比較,希望可以得到答案。

  第一輪:比效率
  傳統的AB類(lèi)音頻放大器的效率只有25%左右,能耗大,很難滿(mǎn)足電池長(cháng)時(shí)間續航的需要。與AB類(lèi)不同,D類(lèi)以高頻開(kāi)關(guān)的方式工作,而不是利用晶體管的線(xiàn)性部分放大,具有高達90%的效率。此輪D類(lèi)暫時(shí)領(lǐng)先。

  第二輪:比使用場(chǎng)合
  由于節能、省電的要求越來(lái)越高,在手機等應用中D類(lèi)音頻放大器將更為流行,D類(lèi)音頻放大器市場(chǎng)前景廣闊。在日愈豐富的多媒體數碼內容中,除了通話(huà)和鈴聲之外,更多是MP3音樂(lè )、影音片段和數字電視等,所以D類(lèi)技術(shù)的效率會(huì )被更加重視。 此輪D類(lèi)再度領(lǐng)先。

  第三輪:比音頻特性
  AB類(lèi)技術(shù)的音頻性能好,THD+N低,PSRR的絕對數值高。此外,AB類(lèi)的應用中沒(méi)有噼啪聲和咔嗒聲,噪聲很小,而且開(kāi)啟時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間都很短,亦可實(shí)現節能的方案。D類(lèi)的工作模式完全不同于A(yíng)B類(lèi),會(huì )產(chǎn)生某些高頻諧波。盡管這些諧波頻率遠遠高于可聽(tīng)波頻率,不能被人耳所聽(tīng)到,然而可能會(huì )對手機RF部分或者天線(xiàn)部分產(chǎn)生干擾,降低手機的靈敏度,導致手機無(wú)法正常工作。這就是D類(lèi)技術(shù)必須面對的一大挑戰:EMI電磁干擾。AB類(lèi)終于扳回一局。

  第四輪:比封裝尺寸
  雖然各個(gè)廠(chǎng)商對于改善D類(lèi)技術(shù)的電磁干擾問(wèn)題殫精竭慮,但小型化趨勢對降低D類(lèi)音頻放大器的噪聲帶來(lái)了限制。 因為封裝尺寸的壓縮使得音頻設計高度集成化,導致了編解碼器、電源管理和揚聲器輸出功能的混合信號集成,這種集成給噪聲管理帶來(lái)了困難。當D類(lèi)音頻放大器不斷減小封裝尺寸時(shí),需要面對更加困難的噪聲管理的挑戰。本輪二者不分伯仲。

  第五輪:比價(jià)格
  除了電磁干擾噪聲之外,價(jià)格也是影響D類(lèi)取代AB類(lèi)的一個(gè)重要因素,D類(lèi)音頻放大器最大的挑戰是價(jià)格太高。D類(lèi)音頻放大器的成本一般是AB類(lèi)的2至3倍,盡管D類(lèi)提供較佳的功效及散熱能力, 但成本仍是非常重要的考慮因素,無(wú)疑會(huì )影響其的普及應用。

  [PK結果]
  五輪比試,二者2.5 :2.5,平分秋色,難分高低。

  目前而言,AB類(lèi)還不可能被D類(lèi)完全取代,兩者將一直共存下去。在音樂(lè )手機中D類(lèi)會(huì )逐步取代AB類(lèi);而在小功率音頻驅動(dòng)中,比如音頻耳機功放對效率和功率的要求不高,或者Hi-Fi耳機放大器對失真率有較高的要求,此時(shí)AB類(lèi)功放的超低失真率就體現出了優(yōu)勢,如今在耳機放大器的設計中AB類(lèi)仍是唯一的選擇。
  與D類(lèi)取代AB類(lèi)的思路不同,歐勝微電子采取了折衷的方案,推出了可以在A(yíng)B類(lèi)和D類(lèi)這兩種工作模式之間進(jìn)行自由切換的WM8985,在沒(méi)有射頻發(fā)射/傳輸的時(shí)候,運行D類(lèi)模式;在射頻發(fā)射/傳輸的時(shí)候,運行AB類(lèi)模式,充分利用D類(lèi)和AB類(lèi)的優(yōu)點(diǎn),彌補各自缺點(diǎn)。

 
 
 
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