作為物聯網率先落地的細分領域，智能家居勢頭依舊如火如荼。行業巨頭的競相入場，也讓智能音箱成下一個風口，但是，再智能的音箱也需要好音質~今天小編就跟你聊聊好音質的核心——音頻放大器，特別是其中的翹楚D類音頻放大器。
D類音頻放大器
眾所周知，D類音頻放大器正在迅速成為專業和家庭音頻和視頻系統的首選解決方案，而英飛凌致力于提供一整套全面的分立和集成IC產品組合，以簡化高效率D類放大器設計，其中包含數字音頻驅動器，D類音頻MOSFET以及將數字音頻控制器IC和MOSFET集成在緊湊型PQFN封裝中的PowIRaudio™集成電源模塊。是時候讓小編帶你了解一下英飛凌D類音頻放大器的“前世今生”了~
什么是D類音頻放大器？
音頻放大器一般分為線性放大器和開關放大器，A，B，AB以及C類等線性放大器都是工作在開關的線性放大區。而開關放大器則在開關全開或者全關時運行，D類音頻放大器正是開關放大器的一類。
工作原理
D類音頻放大器使用MOSFET作為全能的開關以消除功率損耗，為了使放大器只有導通或者關斷的狀態，D類放大器使用PWM信號傳達放大信號和音頻信號。PWM體現的是導通和關斷時間與模擬值的比例，MOSFET通過調節占空比實現這一點。
脈沖產生模塊通過比較器和載波信號，將模擬信號轉化為PWM信號，PWM信號具有與輸入音頻信號成比例的瞬時平均值，輸出級構建了與比較器輸出相同形狀，但幅值為電源電壓的PWM，這是D類放大技術的核心。因為PWM的平均值代表音頻信號，只需使用低脈沖過濾器就能消除載波信號，提取向揚聲器反饋的放大音頻信號，整個設置將僅在導通或關斷狀態時使用功率器件。
D類音頻放大器工作原理
D類是目前適用范圍最廣的放大器類型，使用實例包括筆記本電腦，條形音箱，音樂放大器，汽車音響等。
D類的“優秀”，不比較不知道
下圖左側是典型的100W+100W 立體聲AB類放大器，尺寸為7*8英寸。
眾所周知，一方面，音頻放大器的市場趨勢走向尺寸更小，通道更多，功耗更低，而使用傳統AB類音頻則無法達到新的能源星級規范要求的較高效率。另一方面，功率器件技術的巨大進步，使得在導通電阻僅幾毫安的情況下，就能精確地重現PWM信號，得益于兩者的結合造就了高效的D類音頻功率放大器。
從上述例子可以看出，100W+100W 立體聲AB類放大器，可以對標為無需使用散熱器，信用卡大小的D類音頻放大器。因此，D類音頻放大器可以造就新型的音頻產品。作為一種創新產品，D類音頻放大器使音頻系統更加時尚、方便。
應用？無處不在！
環顧周圍，你會發現D類音頻放大器無處不在，只是大小不同而已：
叫你起床的鬧鐘，手機擴展塢，或者智能手機，所有的聲音都是通過D類放大器驅動發出的；
開車上班時，車上廣播或者老CD播放出的聲音，也是通過D類放大器發出的；
打開工作間或者打開筆記本電腦的那一刻，你就打開了D類放大器產品，它以各種形式存在于我們的生活中。
小編按照通道功率從低到高的順序列出一些最終應用示例，如上圖所示：
在20W以下，D類放大器廣泛出現在智能手機、筆記本電腦、臺式電腦、便攜式藍牙音箱上；
從20W到50W，比較常見的示例包括擴展塢，入門級條形音箱和便攜式揚聲器音箱；
50W及以上則包括高端條形音箱，低音炮和樂器放大器，原裝音頻，Mini Compo和功率揚聲器。
英飛凌D類放大器？
英飛凌的D類放大器解決方案結合高級高壓控制器和同類最優的MOSFET開關，針對以高功率、高效率、高級音頻性能和可擴展設計為主的應用。因此，英飛凌的D類放大器解決方案專注于中高功率應用，在100W以上的應用中廣受歡迎，現在也也常見于50W~100W的應用中。
若要論細分市場，英飛凌目前則專注于3個市場：家用音響，專業消費者和汽車音響。
據此，英飛凌主要提供兩種D類產品：即分立和集成解決方案：
01
分立解決方案
我們首先看分立解決方案的產品，在系統框圖中，控制器集成電路側分1,2,4通道，可以形成不同的通道數量，MOSFET級有60V及以上的MOSFET，RDS（on）為30~90mΩ，每個通道100W以上。在英飛凌并購IR的基礎上，OptiMOS™增加了較低的RDS（on），采用了更高的功率范圍，提高了效率。
02
集成解決方案
集成解決方案在一個PQFN封裝中，同時包含了控制器集成電路和MOSFET，由于一個封裝中包含多個硅片，因此稱之為多芯片模塊MCM。集成解決方案具備分立式解決方案的所有優點，例如同類最佳效率，消除了對散熱器的需求，穩健的電壓承載能力和輸出功率的可擴展性等。此外，目前集成解決方案每個通道都高達150W，隨著硅技術的發展，集成解決方案的功率范圍也會隨之提高。
英飛凌不同集成程度的D類放大器產品組合
系統了解了英飛凌的D類音頻放大器后，小編幫你順便從技術角度概括出英飛凌D類放大器解決方案的2大優勢：
1. 高壓集成電路處理；
2. 同類最優的中高壓MOSFET，具備最佳品質因數有助于減少熱量耗散，因此客戶可以減少散熱器成本，或者根本不需要散熱器。
總之，高功率、高效率、卓越的音頻性能和可擴展的設計始終是英飛凌D類音頻放大器帶給客戶的核心價值. |
