為電子產品選擇合適的器件是一項非常復雜的事情，常常要在許多方面反復進行折中，例如D類音頻放大器就是這種器件。
下面通過一個假設的應用，例如由墻上電源適配器或堿性電池供電的手機或個人媒體播放器(PMP)底座，來介紹選擇這類放大器的過程。
市場推廣的需求
市場人員可能對產品提出很多具體建議，從一個很小的細節(例如，應該使用立體聲揚聲器)，到一堆要求與競爭產品相媲美的指導意見。市場人員也可能提出讓產品符合業界的性能標準(如Microsoft Windows Vista或Dolby Digital認證)。
在我們的項目中(PMP底座或外置音箱)，我們假設市場人員要求產品在采用電池供電時，聲音要盡可能大，工作時間要盡可能長，而且當電池快耗盡時應該溫和適度地降低性能，使用兩個直徑50mm、功率為3W的8Ω揚聲器。我們進一步假設，市場人員沒有對底座的傳輸帶寬、線性度或信噪比(SNR)提出更多的意見。
電路約束
如果產品有兩個電源，一個是穩壓的12V墻上電源適配器，一個是可選的堿性電池組(采用新電池時的標稱電壓為9V，在電能快耗盡時的電壓為6V)。
輸出
功率決定了放大器所需的輸出級拓樸。為向8Ω負載提供每通道3W的功率，需要4.90Vrms左右的供電電壓，或是6.93V的峰值電壓。由于單端(半橋)布局即使在最好的供電條件下也無法產生所需的功率，必須采用BTL(全橋)拓撲。
進一步說，在最差(6V)的供電電壓時，即使BTL放大器也不能產生維持3W輸出所需的6.93V峰值電壓。不過這可能不是問題，因為接近完全放電的電池一般不可能提供兩個3W揚聲器所需的電流了。最終的產品將可以實現市場人員所說的“溫和降級”的特點。
物理/機械約束
D類音頻放大器的效率要遠高于線性(AB類)放大器。換言之，如果要給負載提供一個給定的輸出功率，D類放大器在散熱上浪費的功率要遠小于相同輸出功率的AB類放大器。
有必要檢查是否需要特殊的熱設計。假設，現在有一個合適的立體聲D類放大器，可以在4.5V電壓下工作，由正常工作的電源供電，可以輸出2×3W的足夠功率。
在2×3W輸出功率(驅動兩個通道)的條件下，效率與輸出功率的關系圖如圖所示，從圖中可見，器件的典型效率是82%。當有了這個指標之后，可由下式得出在這些條件下的散熱功率。
η=Pout/Pin=Pout/(Pout+Pdiss)
Pdiss=Pout×(1-η)/η
這里，η為百分比。
圖 效率與輸出功率的關系曲線
立體聲輸出是6W(2×3W)，效率是82%，可以計算出Pdiss=1.32W，這可不是一個小數字。采用器件建議的封裝，不太容易把熱量散發出去，所以把熱量散發出去的唯一辦法是通過PCB板上的鍍銅。
因此，在PCB布局階段需要注意，確保暴露在器件下的引腳是與PCB板連在一起的，通過多條路徑連到焊料側的帶銅接地上。在成本和封裝約束允許的情況下，在PCB板上暴露的銅面應該盡可能大，以便將放大器產生的熱量散出去。
這時，D類放大器的評估板是非常有幫助的，生產商提供的PCB布局和元器件的放置位置可以做為很好的參考，并可以通過實驗室測試，知道器件在加負載情況的溫升，并確保在高溫下器件不會關斷或發生誤動作。
EMI約束
D類放大器的輸出級會在電源軌之間快速地開和關，從而達到此類器件所特有的高效率。對放置在放大器附近的其他設備和電路來說，這種快速上升和跌落時間所產生的EMI是非常有害的。雖然對于采用D類放大器時，如何進行折中以滿足RF輻射標準的詳細分析超出了本文的論述范圍，下面列出一些可供參考的指導意見。
首先是要了解產品必須滿足的輻射標準，以及在滿足標準的前提下希望留出的裕量。
不要假設所用的D類放大器的開關頻率是300kHz，不會碰到30MHz或以上的情況，超出這個頻段范圍的輻射經常被檢測。在100倍基本開關頻率的聲頻段，都會出現難以消除的EMI輻射。
揚聲器的引線實際上是一個有效的RF輻射天線。引線越長，會出現EMI問題的頻率就越低。
如果在揚聲器前使用了LC濾波器，截止頻率為20kHz，就必須檢查電感在整個EMI輻射頻率范圍內是否能夠正常工作。
如果在底座外殼內有足夠的空間和充足的PCB板面積，在設計PCB板原型時就可以有多個濾波器設計方案，這樣就可以在產品進行EMC測試時嘗試不同的方案，以達到所需的性能。
一些放大器提供商發布了在給定的電纜長度和濾波器元件的條件下，評估套件的RF輻射性能測試結果，這樣就大大方便了工程師著手進行設計。為了從源頭上減少EMI，大多數新型D類放大器都使用了專利的調制技術，以保證音頻質量和效率。
供應鏈約束
不幸的是，在為產品仔細選擇器件之后，要由許多非工程方面的因素來決定是否采用這種器件。下面是一些可能碰到的問題。
● 供應商是否通過了采購認證？
● 器件供應商的技術支持人員是否勝任？
● 后續成本滿足目標要求嗎？
● 對供貨商能夠以所需的數量提供穩定可靠的產品是否有信心？
細節設計
在任何音頻系統設計中，精細的外觀可以增加(或減少)用戶對產品的整體體驗。在選擇各個音頻部件的增益時，應在避免出現揚聲器限幅失真的條件下，使整體的增益結構能夠達到高音量。但也不能使增益過大，避免噪聲超出可接受的音量水平。
應該使在開機和關機時出現的瞬態噪聲最小化，但要抑制噪聲，產品、價位和用戶體驗都會發生變化。對喀嗒聲的抑制性能最終是由放大器決定的。一些生產商在數據表中給出了典型的喀嗒聲抑制參數，這樣就可以在進行聽覺測試前,對不同器件進行比較。 |
