D类放大器（数字音频功率）是一种将输入模拟音频信号或PCM数字信息变换成PWM（脉冲宽度调制）或PDM（脉冲密度调制）的脉冲信号，然后用PWM的脉冲信号去控制大功率开关器件通/断音频功率放大器。D类放大或数字式放大器，是利用极高频率的转换开关电路来放大音频信号的，经常被用于高效率的音频放大器中。在高保真音响设备和更高档的家庭影院设备中，往往需要几十瓦甚至几百瓦的音频功率，这时，低失真、高效率的音频放大器就显得颇为重要，本文从实用角度出发，设计了一款低失真、高效率的音频放大器，与传统放大器相比，本放大器在效率、体积以及功率消耗方面具有明显的优势，它产生的热量小且为传统放大器的一半，其效率在78%以上，而传统的放大器效率仅在50%左右。

　　1 系统设计

　　1．1 总体设计分析

　　本系统由高效率功率放大器（D类音频功率放大器）、信号变换电路、外接测试仪表组成，系统框图如图1所示。

图6 最大不失真功率测试数据

　　图5展示了当输入信号的幅值不变，仅改变其频率，动态放大误差效果图。由图可知，对于频带以外的信号，系统的放大倍数与输出幅值有明显降低。对于当信号频率的升高导致EMI（电磁干扰）增强，可以利用低通滤波器降低干扰。

　　功率放大器采用5V电源，前置放大器的放大倍数调到最大，适当的调节输入信号的幅值，改变其频率，测量其最大不失真输出功率及效率见图6。对于频带以外的信号，功率放大器的最大不失真功率有明显的降低。若要提高效率，可以降低载波频率，但输出电压的谐波成分及失真增加；若要使输出电压非线性失真减少，则需提高PWM调制信号的频率。尽管高频干扰是D类功率放大器现今存在的主要问题，但其高效节能的优点，以越来越多的受到了人们的重视。

　　从上面的数据可知，功放的效率和最大不失真输出功率与理论值还有一些差距，其原因有以下几方面：

　　1）在功放电路存在静态损耗。电路在静态下是具有一定的功耗，测试其5V电源的静态总电流约为28mA，静态功耗为：P损耗＝5×28＝140mW，则这部分的损耗对总的效率影响很大，且对小功率输出时影响更大。

　　2）功放输出电路的损耗，这部分的损耗对效率和最大不失真输出功率均有影响。H桥的互补激励脉冲达不到理想同步，也会产生功率损耗。

　　3）滤波器的功率损耗，这部分损耗主要是由电感的直流电阻引起的，功率测量电路的误差。此外，还有测量仪器本身带来的测量误差。