中心議題：

• AB類放大器設計
• H類放大器設計

解決方案：

• AB類放大器正好在放大器限幅之前達到最高效率
• H類電磁干擾的性能要優(yōu)于D類放大器

在最近幾年中，D類放大器因其體積小、效率高，已經進入了消費類音頻電子產品、汽車以及便攜式音頻產品市場。它的效率幫助減小了汽車放大器以及便攜式媒體擴展插槽的尺寸，并以較小的波形因子提供了更大的功率，有助實現新式的消費類音頻設備。

但是，這種新技術也帶來了一種幻覺。同所有其他的工程討論一樣，效率的增加和波形因子的減小之間存在著折中。增加的失真和電磁干擾（EMI）是在追求D類放大器所能夠實現90%～95%的效率過程中所必須克服的障礙。

AB類放大器

傳統(tǒng)的AB類放大器是一種非開關放大器，它在過去的許多年中經過了許多改進，以便提供高保真音響愛好者們所期待的音頻性能。與帶有無法消除死區(qū)時間的D類放大器相比，非開關放大器的線性度是非常好的。死區(qū)時間被定義為開關放大器不向負載或揚聲器提供電壓的“關閉”時間，這樣做的目的是防止供電電源與輸出設備之間形成短路。這段關閉時間就是這些放大器被認定為非線性放大器的根本原因。

與開關放大器相比，降低非開關放大器的死區(qū)時間要簡單得多，因此人們認為非開關放大器的音頻性能更好一些。此外，開關放大器的總體基底噪聲會被輸出信號中未經過濾的部分所惡化。AB類放大器的缺點在于它的最大理論效率大約為78%。這個效率有點容易導致誤解，因為非開關放大器的最高效率只有在未經限幅之前放大器達到最大輸出時才能夠實現。因此，AB類放大器正好在放大器限幅之前達到最高效率，而在現實中，放大器無法始終工作在這個區(qū)域。對于一般應用，大多數AB類放大器工作在20%～30%的區(qū)域。


圖1H類放大器功率軌調整的圖形表示
因此，如果工程就是為了實現折衷的話，那么一定存在某種中間立場。放大器應該能夠在不損害性能的情況下將系統(tǒng)的工作效率最大化。

實現上述想法的一種方法是根據音頻輸出的輪廓對AB類放大器的供電軌進行調制。這樣做，工作效率在20%～30%的AB類放大器能夠將實際工作效率提高到45%～55%左右，這種產品被稱為H類放大器。

H類放大器

H類結構所提供的效率要低于D類，但是它為系統(tǒng)設計人員提供了性能的顯著提高。這種放大器實際上是AB類設計，死區(qū)時間極短，因此失真程度要遠低于D類放大器。在考慮其最終應用時，上述特性非常重要。

AB類放大器主宰耳機放大器市場的原因是它們提供了最好的性能。這一點之所以重要，是因為D類耳機放大器，特別是消費類電子產品中常用的無濾波器拓撲結構，能夠產生一種最終用戶很容易就能聽到的音頻基底噪聲。

通過增加H類控制器，系統(tǒng)設計人員能夠在提高效率的同時不損害聲音的品質（較低基底噪聲和較好的線性度），這正是當今的消費者所希望得到的。耳機應用中非開關放大器的另一項優(yōu)勢是它們抗電磁干擾的性能要優(yōu)于D類放大器。

耳機線將充當天線，該天線能夠將高頻開關噪聲輻射到系統(tǒng)環(huán)境中。系統(tǒng)設計人員必須使用外部濾波器和/或屏蔽體來減弱這些噪聲，而這些手段會增加電路板尺寸和BOM成本。非開關放大器，如H類放大器，幾乎能夠完全消除這種電磁干擾問題，而且總體的BOM成本要更低一些。

無論如何，最終都歸結到折中。如果系統(tǒng)設計人員必須驅動很高的功率輸出，首要考慮因素是功率輸出的最大化，而性能是次要考慮因素，那么他們應該考慮D類放大器。相反，如果他們首要關注的是音頻性能而非效率，那么他們應該更多地考慮H類設計的優(yōu)勢。