就像最近出現(xiàn)的大多數(shù)放大器一樣，MAX9713/14上電的時(shí)候不會(huì)在它的輸出端產(chǎn)生開關(guān)切換雜訊（pop&click）。從技術(shù)革新的觀點(diǎn)上來看，幾乎沒有理由去選擇一款不帶有開關(guān)切換雜訊的放大器。
德州儀器(TI)公司的TPA3002D2是一個(gè)提供兩個(gè)9W聲道和一對(duì)用于可選擇式耳機(jī)的前置放大輸出的12V放大器（見圖1）。與那些通過邏輯接口控制音量的放大器不同的是，它采用直流電壓控制其音量。你的用戶接口可以像電壓計(jì)那么簡(jiǎn)單，你能夠利用DAC來驅(qū)動(dòng)控制節(jié)點(diǎn)。放大器的增益范圍是-40Db~+36dB。
TPA3002D2在電阻為8Ω、功率為3W時(shí)具有96dB的SNR（信噪比）和好于0.25%的THD。圖1的評(píng)估板已經(jīng)在EDN編輯辦公室里面放了幾個(gè)月了，在這里它成了房屋系統(tǒng)的一部分，驅(qū)動(dòng)著一組Tannoy Proto-J 型號(hào)的顯示器，而并不是設(shè)計(jì)者所想象的負(fù)載。為了使條件更差，我們使用的電源比這個(gè)任務(wù)所需要的更小一點(diǎn)。結(jié)果超出我們的預(yù)期——削減到比使用正常大小的電源時(shí)更低的音量時(shí)，噪聲基準(zhǔn)（noise floor）在離散分布的瞬時(shí)音樂處有所升高。起初，我以為這種現(xiàn)象是那些因?yàn)闆]有全程監(jiān)測(cè)而被標(biāo)記的放大器的不幸產(chǎn)物。然而后來我開始懷疑這些過多的噪聲與瞬時(shí)大信號(hào)之后的軟電源輸出行為有著直接關(guān)系，而且一個(gè)合適的電源在更大的音量時(shí)會(huì)提供更好的逼真以及更少的噪聲。
發(fā)出或者發(fā)現(xiàn)EMI
隨著芯片生產(chǎn)商盡力將D類放大器描述成非常高效的AB類放大器的簡(jiǎn)易替代者，兩類放大器之間的基本差異得到了更多的關(guān)注。也就是說，這些概念沒有流產(chǎn)，而且第三代的芯片超越了第二代的芯片。
其中一個(gè)你不能忽略的差異是EMI發(fā)射。線性音頻放大器不產(chǎn)生EMI，所以許多設(shè)計(jì)者不會(huì)在與電源不相關(guān)的部分考慮這個(gè)問題。但是，D類放大器的波譜要遠(yuǎn)比聲音的波譜范圍要大。調(diào)制器的工作頻率通常會(huì)在幾百kHz，邊沿上升和下降時(shí)間在納秒級(jí)，波譜的干擾在MHz級(jí)。
雖然EMI的能量可能是由芯片放大器產(chǎn)生的，但這個(gè)問題卻一直是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)焦點(diǎn)問題。檢查由所需部件的數(shù)據(jù)手冊(cè)提供的寬帶波譜，將D類放大器的EMI發(fā)射作為整個(gè)EMI管理計(jì)劃的一部分。
一些放大器允許你選擇模塊的頻率，這樣可以將發(fā)射的頻率移到應(yīng)用敏感的波譜以外。一些放大器包含擴(kuò)頻模塊，將發(fā)射的能量分散到一個(gè)波段上，這樣就能減小波峰。
芯片制造商進(jìn)行參考設(shè)計(jì)的目的之一就是要尋找一個(gè)版圖設(shè)計(jì)將EMI發(fā)射降低到最小。但是，到最后你的應(yīng)用設(shè)計(jì)肯定要決定所允許的發(fā)射水平，你的設(shè)計(jì)必須符合這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。通用高速版圖技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用，包括使到外部元件的連線盡量短以及考慮接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
沒有濾波的D類放大器可能要求有限長(zhǎng)度的揚(yáng)聲器反饋，這就迫使你將放大器放在負(fù)載的附近。單端放大器的出現(xiàn)使這種設(shè)計(jì)變得簡(jiǎn)單并且使D類放大器結(jié)構(gòu)比AB類放大器更小，成本更低，而且效率更高。
可移動(dòng)領(lǐng)域的應(yīng)用
幾乎沒有什么比充電后運(yùn)行時(shí)間這個(gè)指標(biāo)更能打動(dòng)便攜式市場(chǎng)的了。正因?yàn)榇�，新的無(wú)濾波器D類放大器在幾瓦特的功率級(jí)別上正在取代原先固定的AB類器件。TI公司推出了用于移動(dòng)電話，智能手機(jī)和PDA的新型D類放大器TPA2010D1。這種2.5W放大器運(yùn)行在2.5V~5.5V電源上，空閑時(shí)電流范圍的最低和最高值分別為3.2mA和4.9mA（見附文：《尋找一個(gè)有效的零點(diǎn)》），由邏輯輸入來控制關(guān)斷狀態(tài)。在關(guān)斷狀態(tài)它的靜態(tài)電流可以下降至小于2mA。
TPA2010D1使用九球WCSP（芯片級(jí)封裝），每一邊都是1.45mm。這個(gè)放大器僅要求三個(gè)外部構(gòu)件：一對(duì)把你的信號(hào)源和放大器差分對(duì)耦合在一起的電阻和一個(gè)電源旁路電容。這個(gè)差分對(duì)可以抑止來自調(diào)整RF時(shí)候引起的干擾——這樣的干擾在TDMA和GSM手機(jī)中非常普遍。
就像其他制造商做的那樣，TI設(shè)置了基于負(fù)載阻抗為4Ω、THD為10％的電源標(biāo)牌，并指定了負(fù)載為8Ω時(shí)的輸出功率以及這種情況下需要1％的THD。如果你減少輸出功率，那么2010就能達(dá)到0.2%甚至更好的THD，在5V，3.6V和2.5V不同電源供電情況下，8Ω負(fù)載消耗的功率分別是1W，0.5W和200mW。
與MAX971X相比較，TPA2010D1的供電電壓要比它的輸出電流更加限制把功率傳遞到負(fù)載的能力。在D類和AB類放大器的安全工作區(qū)域里面，它們都需要這種性能，根據(jù)這個(gè)性能可以確定兩個(gè)指標(biāo)：揚(yáng)聲器阻抗和工作電壓。暫時(shí)先忽略它的輸出阻抗，這個(gè)放大器在給定電壓的情況下傳遞的最大功率反比于揚(yáng)聲器阻抗。不管怎么說，你調(diào)和這種矛盾的能力都是有限的。TPA2010D1指定工作負(fù)載是4Ω或者8Ω。把負(fù)載阻抗降低到4Ω以下將提高放大器輸出器件上的消耗。輸出FET的開通電阻值隨電源電壓而變化，它的典型值變化范圍是400 mΩ~700 mΩ。不斷地改變放大器的效率的最終結(jié)果是放大器的效率將被其內(nèi)部消耗的能量值所限制。
同樣，如果你的應(yīng)用需要TPA2010D1的小封裝而不是全額定輸出功率，你可以切換到更低的電源電壓從而在更低的功率上來改善其工作效率。
無(wú)濾波器D類放大器在輸出端降低了功率，因而在該功率級(jí)別上D類放大器要優(yōu)于AB類放大器：美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體(NS)的1.3W芯片放大器LM4667就是一個(gè)例子。NS有著長(zhǎng)期出產(chǎn)AB類放大器的成功歷史，幾年前，該公司將其關(guān)注的方向擴(kuò)展到了D類放大器。從芯片制造者的角度來講，轉(zhuǎn)移到D類放大器既不意味著AB類產(chǎn)品線的終結(jié)，也不表明要把它拆分成幾個(gè)大的部分，而是說明該公司更愿意把自己的應(yīng)用焦點(diǎn)集中到每一個(gè)新的器件。其他的芯片制造者在成長(zhǎng)的市場(chǎng)中表明了自己公司的態(tài)度，它體現(xiàn)在制造商給市場(chǎng)帶來的放大器的特征、功耗、封裝選擇等方面。
我們以LM4667為例，NS對(duì)移動(dòng)電話和PDA的關(guān)注促成了九焊錫凸塊micro-SMD封裝，它的邊長(zhǎng)是1.5 mm，高是0.6 mm（包括焊錫凸塊）。將兩個(gè)這樣的焊錫凸塊連到邏輯信號(hào)上，通過邏輯信號(hào)來選擇放大器的增益—6dB或者12dB—而且能夠激活放大器的關(guān)斷狀態(tài)。喚醒時(shí)間的典型值是5ms，而且轉(zhuǎn)換是無(wú)雜訊的。放大器使用delta-sigma調(diào)制器，根據(jù)NS的說法，它能夠比傳統(tǒng)的PWM（脈寬調(diào)制）更好地抑止噪聲和失真。在3V電壓供電下能夠驅(qū)動(dòng)100mW的有效值，它的THD+N是0.35%。
在高功耗方面的應(yīng)用
放大器在高功耗方面也有應(yīng)用，例如家庭音響，家庭影院以及其它超過個(gè)人音響的應(yīng)用。盡管一些結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)第二代設(shè)計(jì)的影子，但是這些新的芯片能提供更強(qiáng)的特性和改良的性能。
