在最近幾年中，D類放大器因其體積小、效率高，已經(jīng)進(jìn)入了消費(fèi)類音頻電子產(chǎn)品、汽車以及便攜式音頻產(chǎn)品市場(chǎng)。它的效率幫助減小了汽車放大器以及便攜式媒體擴(kuò)展插槽的尺寸，并以較小的波形因子提供了更大的功率，有助實(shí)現(xiàn)新式的消費(fèi)類音頻設(shè)備。

但是，這種新技術(shù)也帶來(lái)了一種幻覺。同所有其他的工程討論一樣，效率的增加和波形因子的減小之間存在著折中。增加的失真和電磁干擾（EMI）是在追求D類放大器所能夠?qū)崿F(xiàn)90%～95%的效率過(guò)程中所必須克服的障礙。

AB類放大器
傳統(tǒng)的AB類放大器是一種非開關(guān)放大器，它在過(guò)去的許多年中經(jīng)過(guò)了許多改進(jìn)，以便提供高保真音響愛好者們所期待的音頻性能。與帶有無(wú)法消除死區(qū)時(shí)間的D類放大器相比，非開關(guān)放大器的線性度是非常好的。死區(qū)時(shí)間被定義為開關(guān)放大器不向負(fù)載或揚(yáng)聲器提供電壓的“關(guān)閉”時(shí)間，這樣做的目的是防止供電電源與輸出設(shè)備之間形成短路。這段關(guān)閉時(shí)間就是這些放大器被認(rèn)定為非線性放大器的根本原因。

與開關(guān)放大器相比，降低非開關(guān)放大器的死區(qū)時(shí)間要簡(jiǎn)單得多，因此人們認(rèn)為非開關(guān)放大器的音頻性能更好一些。此外，開關(guān)放大器的總體基底噪聲會(huì)被輸出信號(hào)中未經(jīng)過(guò)濾的部分所惡化。AB類放大器的缺點(diǎn)在于它的最大理論效率大約為78%。這個(gè)效率有點(diǎn)容易導(dǎo)致誤解，因?yàn)榉情_關(guān)放大器的最高效率只有在未經(jīng)限幅之前放大器達(dá)到最大輸出時(shí)才能夠?qū)崿F(xiàn)。因此，AB類放大器正好在放大器限幅之前達(dá)到最高效率，而在現(xiàn)實(shí)中，放大器無(wú)法始終工作在這個(gè)區(qū)域。對(duì)于一般應(yīng)用，大多數(shù)AB類放大器工作在20%～30%的區(qū)域。

圖1 H類放大器功率軌調(diào)整的圖形表示

因此，如果工程就是為了實(shí)現(xiàn)折衷的話，那么一定存在某種中間立場(chǎng)。放大器應(yīng)該能夠在不損害性能的情況下將系統(tǒng)的工作效率最大化。

實(shí)現(xiàn)上述想法的一種方法是根據(jù)音頻輸出的輪廓對(duì)AB類放大器的供電軌進(jìn)行調(diào)制。這樣做，工作效率在20%～30%的AB類放大器能夠?qū)?shí)際工作效率提高到45%～55%左右，這種產(chǎn)品被稱為H類放大器。

H類放大器
H類結(jié)構(gòu)所提供的效率要低于D類，但是它為系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員提供了性能的顯著提高。這種放大器實(shí)際上是AB類設(shè)計(jì)，死區(qū)時(shí)間極短，因此失真程度要遠(yuǎn)低于D類放大器。在考慮其最終應(yīng)用時(shí)，上述特性非常重要。

AB類放大器主宰耳機(jī)放大器市場(chǎng)的原因是它們提供了最好的性能。這一點(diǎn)之所以重要，是因?yàn)镈類耳機(jī)放大器，特別是消費(fèi)類電子產(chǎn)品中常用的無(wú)濾波器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，能夠產(chǎn)生一種最終用戶很容易就能聽到的音頻基底噪聲。

通過(guò)增加H類控制器，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員能夠在提高效率的同時(shí)不損害聲音的品質(zhì)（較低基底噪聲和較好的線性度），這正是當(dāng)今的消費(fèi)者所希望得到的。耳機(jī)應(yīng)用中非開關(guān)放大器的另一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)是它們抗電磁干擾的性能要優(yōu)于D類放大器。

耳機(jī)線將充當(dāng)天線，該天線能夠?qū)⒏哳l開關(guān)噪聲輻射到系統(tǒng)環(huán)境中。系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員必須使用外部濾波器和/或屏蔽體來(lái)減弱這些噪聲，而這些手段會(huì)增加電路板尺寸和BOM成本。非開關(guān)放大器，如H類放大器，幾乎能夠完全消除這種電磁干擾問題，而且總體的BOM成本要更低一些。

無(wú)論如何，最終都?xì)w結(jié)到折中。如果系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員必須驅(qū)動(dòng)很高的功率輸出，首要考慮因素是功率輸出的最大化，而性能是次要考慮因素，那么他們應(yīng)該考慮D類放大器。相反，如果他們首要關(guān)注的是音頻性能而非效率，那么他們應(yīng)該更多地考慮H類設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)。