如何利用PWM数字技术实现D类放大器的性能设计

脉宽调制（PWM）以其高效率和简单易用的特点而广受欢迎。过去，人们一般认为它仅适用于功率或数字设备，而在音频等高灵敏度设备中却不太适用。然而，最近几年来许多知名音频放大器厂商开始生产一系列的PWM音频放大器，起初是次低音放大器，而现在则涵盖到了整个音频频谱20Hz到22kHz。本文将探讨如何利用PWM数字技术来实现传统模拟音频设备的性能。

放大器的分类

功率放大器一般分为四类：A、B、AB和C。

最简单的放大器只有一个有源器件，如晶体管。该晶体管要加偏置电路，因此不管输入信号有多大，它从来都不可能彻底导通或彻底截止。这一非截止/非导通区域就是所谓的线性区域，工作在线性区域的放大器输出失真极低，但效率也很低，它就是A类放大器。

B类放大器由两个相互推拉的晶体管构成，一个输出电流，而另一个吸收电流。假设想放大一个正负半周关于零点对称的正弦波，那么一个晶体管就放大正弦波的上半部分（零点以上部分），另一个则放大下半部分（零点以下部分）。换言之，放大是由两个晶体管轮流共同完成的，因此，B类放大器的效率要高一些。这种放大器的问题在于存在一非线性区域，即正弦波刚通过零点的那一小片区域。这时，一个晶体管刚截止，而另一个则刚导通。由于晶体管导通需要一个短暂的过渡时间，因此就会因非线性状态导致失真。

AB类放大器是A类和B类放大器的组合。其结构很像B类放大器，但采用了一种可向每个晶体管提供小偏置电流的电路，因此每个晶体管都不会彻底截止。它像A类放大器一样功耗会大一些，但失真却低得多。它也像B类放大器一样，两个晶体管配合完成任务，因此整体性能要好一些。

C类放大器一般用于射频或振荡器，因为这时失真不是问题，这里就不深入探讨了。