音频D类功放 IC 功放中的A类,AB类和D类是什么意思?

小编 2024-10-15 技术分享 23 0

功放中的A类、AB类和D类是什么意思?

许多初识HiFi的朋友对于A类、AB类和D类功放的含义仍不甚了了。接下来,我们将解答为何有些功放在工作时产生明显热量,而另一些则仅微发热甚至不发热。如果您看过功放的评测或查看过功放的技术规格,那么您很可能会遇到诸如“AB类”之类的术语。事实上,这只是众多不同功放类别中的一种,最常见的是A类、AB 类和D类。

大多数功放在其电子设计中都具有相同的基本构建模块。他们通常使用晶体管作为核心放大组件,以电阻器、电容器、电感器、电线和变压器的阵容,以使整个放大电路能正常工作。但它没有定义功放类别的输入信号时输出的电流量。这个定义设定了功放产品的基本参数。它决定了功率输出、放大器消耗的电量、产生的热量水平,甚至是产品的最小尺寸。

A类功放电路

音乐传真的A1合并功放是A类功放电路设计。顶部的面板相当于一个巨大的散热器

晶体管需要一定量的偏置电流流过它才能使这个晶体管工作。在A类功放电路中,该电流的始终设置为最大值。如果该功放设计以最大音量工作,则大部分做功用于驱动音箱。

不过在正常情况下,很少有把功放音量开到最大的情况。在这种情况下,任何不用于驱动音箱的能量都会变热,这就是A类功放电路设计的问题所在。A类功放电路能够确保晶体管在其最线性的工作区域内工作,因此声音失真最小,但是功耗和发热量会很大。所以为了控制发热量,必须使用散热器散热,以保持电路正常工作,这就使得A类功放的外观不能做得很小。

虽然,A级功放在是高保真音质的最佳解决方案,但实际存在许多问题,以至于此类设计相对较少。

AB 类功放电路

英国君子Rega的Elex Mk4,一款AB类功放

考虑到其强大的性能和显著的优势,AB类功放电路现已成为一项折衷但却无可挑剔的解决方案。该功放的设计理念备受传统模拟功放产品青睐,这些产品在市场上占据了多数份额。该类型的功放不仅具有高效的能量转换能力,且失真度较低,进而显著提升了其性能。在此电路设计中,输出管将在各个工作状态之间持续切换,以实现高效且稳定的功率输出,进而为用户提供更加卓越的使用体验。

D类功放电路

NAD的D3020 V2外形尺寸之能做到这么小,是因为使用D类功放电路

A类功放电路和AB类功放电路关系非常密切,但D类功放电路却截然不同。D类设计采用模拟输入,并将其转换为PWM(脉宽调制)信号,其中信号的峰值产生最宽的脉冲,波谷产生最窄的脉冲。D类功放电路通常用一个输出滤波器来消除转换过程中产生的高频噪声。这种滤波器的质量对整体声波性能有很大影响。

D类功放电路主要优点是它非常节能高效。典型的A类功放电路往往有25~30%左右的效率。AB功放电路约是它的两倍,而D类功放电路是它的三倍。这意味着功耗和热量比会降低很多。

Hi-End级别的D类合并功放Technics SU-R1000

这些优势使D类功放近年来越发受人喜欢,但也存在一些问题。虽然有一些听起来不错的D类功放——NAD D3020 V2、Technics SU-R1000,但这样的例子显然不多。此外,D类功放作为一个功放品类,可能会挑音箱,因为它们的输出滤波器电路可以对大多数音箱的复杂电负载做出反应。结果可能是不同系统之间的性能不一致。

尽管如此,鉴于它们的许多优势,我们预计越来越多的HiFi设备会使用这种电路,并相信功放电路的工程师会不断提高音质的基本水平。

D类功放是否会彻底占据HiFi领域,唯有时间方能揭晓。

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音频产品常用纳芯威D类音频功放芯片介绍

一、纳芯威NS4150B

1功能说明

NS4150B是一款超低EMI 的3W 单声道D 类音频功率放大器。NS4150B采用先进的技术,在全带宽范围内极大地降低了EMI 干扰,最大限度地减少对其他部件的影响。NS4150B内置过流保护、过热保护及欠压保护功能,有效地保护芯片在异常工作状况下不被损坏。并且利用扩频技术充分优化全新电路设计,高达 88%的效率更加适合于便携式音频产品。NS4150B无需滤波器的PWM调制结构及增益内置方式减少了外部元件、PCB面积和系统成本。

NS4150B提供MSOP8 和SOP8 封装,额定的工作温度范围为-40℃至85℃。

2主要特性

优异的全带宽EMI 抑制能力

优异的“上电,掉电”噪声抑制

3W输出功率(5V电源、4Ω负载)

0.1%THD(0.5W输出功率、3.6V 电源)

无需滤波器Class-D 结构

高达88%的效率

高PSRR:-80dB(217Hz)

低静态电流:4mA(3.6V电源、No load)

工作电压范围:3.0V~5.0V

过流保护、过热保护、 欠压保护

MSOP8和SOP8 封装

3应用领域

平板电脑、 行车记录仪、 蓝牙音箱

4典型电路图

二、纳芯威NS4158B

NS4158B是一款带防失真功能,超低 EMI,无需滤波器, 5W高效率的单声道音频功放。独特的防失真功能可以通过检测输出信号的失真,动态调整系统增益,不仅有效防止过载输出对喇叭的损坏,同时带来舒适的听觉感受。实际应用可以通过软件或者硬件设置放大器工作在防失真模式和普通模式。软件是通过一线脉冲控制,硬件是通过电平控制。应用非常灵活。NS4158B采用先进的技术,在全带宽范围内极大地降低了EMI 干扰,最大限度地减少对其他部件的影响。其输出无需滤波器的PWM调制结构及反馈电阻内置方式减少了外部元件、PCB面积和系统成本。NS4158B 在5V 的工作电压时,能够向 2Ω负载提供5W的输出功率。NS4158B内置过流保护、过热保护及欠压保护功能,有效地保护芯片在异常工作状况下不被损坏。并且利用扩频技术充分优化全新电路设计,高达85%以上的效率更加适合低电压,高功率输出的音频系统。NS4158B提供SOP8 封装,额定的工作温度范围为-40℃至85℃。

1主要特性

防失真功能,软件或者硬件设置工作模式

输出功率:3.0W(4Ω负载),3.8W(3Ω负载),5.0W(2Ω负载)

工作电压范围:3V~5.25V0.2%THD(0.5W输出功率、5V 电源、4Ω负载)

优异的全带宽EMI 抑制能力优异的“上电, 掉电”噪声抑制 高达 85%的效率高 PSRR:-78dB(217Hz)过流保护、 过热保护、欠压保护 SOP8封装

2应用领域:蓝牙、WiFi音响、数码产品

三、纳芯威NS4268

1功能说明

NS4268是一款带DC 音量控制,超低EMI、无需滤波器、3W 双声道D类音频功放。另外,当耳机插头接入插孔时,音频功率放大器便以单端工作模式驱动立体声耳机。NS4268 带DC 音量控制功能,NS4268音量衰减范围可从24dB 的(DC_Vol = 0V时)到-80dB(DC_Vol =3.54V),共有32 级调节。NS4268采用先进的技术,在全带宽范围内极大地降低了EMI干扰,最大限度地减少对其他部件的影响。为简化音频系统的设计,NS4268的桥式联接扬声器放大模式及单端立体耳机放大模式都在同一芯片上实现。NS4268无需滤波器的PWM调制结构及反馈电阻内置方式减少了外部元件、PCB面积和系统成本。NS4268内置过流保护、过热保护及欠压保护功能,有效地保护芯片在异常工作状况下不被损坏。并且利用扩频技术充分优化全新电路设计,高达90%的效率更加适合于便携式音频产品。

NS4268提供SOP16封装,额定的工作温度范围为-40℃至85℃。

2主要特性

3W输出功率(10% THD、5V 电源、3Ω负载)

0.1%THD+N(0.5W 输出功率、5V 电源)

32级DC 音量调节

优异的全带宽EMI 抑制能力

优异的“上电,掉电”噪声抑制

90%的效率

高PSRR:-80dB(217Hz)

工作电压范围:2.5V~5.25V

过流保护、过热保护、欠压保护

立体声耳机放大模式

SOP16封装

3应用领域

手提电脑

DVD

4典型应用电路

四、更多纳芯威D类音频功放

纳芯威NS4150B超低EMI、无需滤波器、3W单声道D类音频功放

纳芯威NS4150C超低EMI、无需滤波器、3W单声道D类音频功放

纳芯威NS4151D超低EMI、无需滤波器、3W单声道D类音频功放

纳芯威NS4151S超低EMI、无需滤波器、3W单声道D类音频功放

纳芯威NS4151M超低EMI、无需滤波器、3W单声道D类音频功放

纳芯威NS4158防失真、超低EMI、无需滤波器、5W单声道音频功放

纳芯威NS4158B防失真、超低EMI、无需滤波器

纳芯威5W单声道音频功放

纳芯威NS4120大功率40W单声道D类功放

纳芯威NS4248超低EMI、无需滤波器、3W双

纳芯威声道D类音频功放+立体声耳机功能

纳芯威NS4203超低EMI、无需滤波器、3W双声道D类音频功放

纳芯威NS42053W双声道D类音频功放

纳芯威NS4268DC音量控制、超低EMI、无需滤波器、3W双声道D类音频功放+立体声耳机功能

纳芯威NS4216超低EMI、无滤波器、双声道2X10WD类音频功放

纳芯威NS4225耐压18V、大功率双声道功放、可PBTL桥接

五、纳芯威代理深圳鑫富立科技

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