音频功率放大器在每个产生可听声音的系统中起着至关重要的作用。几十年来，放大器一直通过模拟(A类和AB类)设计生产，这种设计效率非常低，导致产品体积庞大、笨重且相当昂贵。

现在模拟音频功率转换的创新周期已经成熟，几乎没有任何技术难度就可以实现。这就是D类音频功率放大器发挥作用的地方。D类功放技术刚刚开始发展。这些技术具有巨大的潜力来提供更高的效率和音频性能，使音频产品更可靠、质量更高、尺寸更小、成本更低。

什么是D类功放？

D类功率放大器是由英国科学家亚历克里维斯在1950年首先发明的。近年来，D类功率放大器的需求不断上升，由于其高效率，在音乐领域越来越受欢迎。简单来说，D类功率放大器是一种电子放大器，也称为功率开关放大器，工作方式为脉宽调制，将输入信号转换成脉冲流。

D类功率放大器的输出晶体管级作为电子开关工作，不像其他放大器那样具有线性增益。d类功率放大器通过接收输入的模拟输入信号并产生PWM或PDM开始工作。然后，它将输入信号转换成脉冲流。这是一个放大器，主要放大MOSFETs和晶体管。因此，可以说典型的D类功率放大器由两个输出MOSFETs、一个脉宽调制器和一个外部低通滤波器组成，以恢复放大的音频。

与AB类功率放大器中使用的会导致功率晶体管能量损失的线性功率调节不同，D类放大器使用的开关晶体管只工作在“导通”或“关断”阶段。晶体管上几乎没有能量损失，几乎所有的功率都传递给了换能器。所以相对于A类、B类、AB类功放，D类音频功放的效率可以高达90-95%，而AB类功放的最大效率只有60-65%。例如，效率和失真的图表如下图所示：

d类功率放大器的工作原理

众所周知，D类放大器的工作方式是脉宽调制(PWM)或脉冲密度调制(PDM)。因此，通过使用脉冲宽度或脉冲密度，它为扬声器创建了一个等效的模拟输出级，而不是传统的数模转换。它放大的器件通常是MOSFET或晶体管，作为电子开关工作。

D类放大器在开始工作时会产生一系列固定幅度的矩形脉冲，其面积和间隔，或者说单位时间内的数量是不同的。此外，模拟音频输入流的幅度变化也由这些脉冲表示，并且将调制器时钟与输入的数字音频输入信号同步也是可行的，因此不需要将数字音频信号转换成模拟信号。调制器的输出级通过交替开启和关闭输出晶体管来控制它们的操作。务必确保这对晶体管不会同时导通。如果它们一起导电，穿过晶体管的电源轨之间就会发生短路。脉宽调制波形图如下：

因为晶体管要么完全“导通”，要么完全“截止”，它们停留在线性区的时间很短，在此期间功耗很低，这是它们效率高的主要因素。这意味着它比甲类放大器、乙类放大器、AB类放大器和丙类放大器具有更高的效率。

另外，由电感和电容组成的基本低通滤波器是音频信号的低频引导通路，而留下高频脉冲。有时，在对成本敏感的应用中，输出级滤波器可以省略。

d类放大器的优势

效率高；D类功放最大的优势在于效率高。它还提供低功耗，令人难以置信的性能，出色的输出，可用于多种用途。而且D类放大器的重量要比A、B或AB类放大器小。这对于便携式扩声结构设备和低音放大器来说是一个至关重要的问题。

应用广泛；D类功率放大器应用范围广，最小连接负载低。此外，无论负载电容如何，电池转换率保持不变。

清晰的声音；D类功放缺少高中频，可以调节相对频率，声音非常清晰，声像定位相当准确。

可以批量生产；d类功率放大器非常适合批量生产。只要元器件摆放正确，就能保证产品的一致性，避免制造过程中的调试，安全可靠。

多功能；D类功放可以直接进行群控、遥控、监控等操作，不需要任何其他设备。

节约用电；与其他放大器如A类、B类和AB类相比，D类放大器具有更高的功率效率。一个结构良好的D类功放绝不会产生低于90%的效率，同时，真正的音箱会被当作AB类功放使用。由于D类放大器的高效率，它们需要更小的散热器和电源。所以D类放大器比模拟放大器轻很多，这也是D类放大器的关键优势。

d类放大器的缺点

没有特定的开关；D类功率放大器没有特定的开关。如果安装的功率晶体管和其他元件没有正确匹配，整个产品的质量就会不合格。

潜在功率波动；D类放大器在初始连接和最终关断的过程中，靠近地的功率晶体管的电位会发生波动，导致噪声增大。

盲区；D类功率放大器的输出电路可能包含盲区。

声音可能不好听；有些人不喜欢D类放大器发出的声音，因为它听起来非常数字化。当然这个因人而异。

D类放大器虽然有上述缺点，但由于体积小，效率高，是音频放大器的趋势。优点很多，缺点在使用中不会造成大问题，可以忽略。

为什么家用立体声系统要选择D类功放？

在寻找家庭立体声系统的最佳音频放大器时，你会发现大多数放大器都是由D类放大器制成的。它几乎普遍用于家庭影院立体声系统。因为它的设计简单，性能稳定，与其他放大器相比体积小得多。另一个原因是它最适合无线环绕音箱或蓝牙环绕系统。如果你不想听到音频系统的任何声音失真，如点击，弹出或嘶嘶声，那么选择D类功率放大器将是正确的决定。d类放大器听起来比较体面，以效率高著称。

现代D类功放采用无线系统设计，任何人都可以通过蓝牙、WIFI、Airplay无线传输自己喜欢的音乐，也可以通过功放无线控制整个房子的音频连接。现代的D类功放可以增强扬声器和低音炮的性能，让扬声器播放的声音响亮清晰，保证录音的音质。综合考虑所有事实，并与其他功放比较，D类功放最适合家庭立体声系统。

摘要

D类功率放大器属于音频放大器类型，其中功率管理器件如MOSFET用作电子开关。由于这些放大器件作为完美的开关器件工作，在零输入的情况下，在相位转换期间不会浪费功率和时间。与A类、AB类和B类等其他拓扑结构相比，D类放大器的要求(如最低功耗)允许D类放大器用于各种应用。

现实情况是，如今，D类功放技术越来越多地应用于大型公共广播和语音增强中，并在野外扩声系统中有效替代了传统笨重低效的功放。

标签：放大器类D