音頻放大器的目的是以要求的音量和功率水平在發(fā)聲輸出元件上重新產(chǎn)生真實(shí)、高效和低失真的輸入音頻信號(hào)，音頻頻率范圍約為20Hz~20KHz，因此放大器必須在此頻率范圍內(nèi)具有良好的頻率響應(yīng)，輸出功率能力根據(jù)應(yīng)用情況變化范圍很寬，從數(shù)毫瓦（mW）的耳機(jī)，幾瓦（W）的電視（TV）或個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）音頻。D類音頻放大器首次誕生于1958年，是指通過控制開關(guān)單元ON/OFF的方式來驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器的放大器。

之前產(chǎn)生過A類和B類音頻放大器，但是都各有缺陷，比如A類音頻功率放大器雖然聲音清新透明，具有較高的保真度，但是功放效率低，損耗大；B類音頻功率放大器雖然在A類的基礎(chǔ)上效率有所提升，但是也僅為實(shí)際效率的50%左右。D類功放是放大元件處于開關(guān)工作狀態(tài)的一種放大模式。無信號(hào)輸入時(shí)放大器處于截止?fàn)顟B(tài)，不耗電。因此D類音頻功率放大器功率損耗小，效率高，下面是D類音頻放大器的詳細(xì)介紹：

來自英國的Converter科技公司啟動(dòng)了一項(xiàng)基于Xilinx Zynq SoC器件的D類音頻功率放大器系統(tǒng)，目前已經(jīng)完成原型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，他們啟動(dòng)這個(gè)項(xiàng)目的一個(gè)關(guān)鍵因素就是優(yōu)化音頻失真問題，這主要是由于PWM信號(hào)的時(shí)序錯(cuò)誤和線性度不精確造成的，也就是說目前普遍采用的微控制器軟件來實(shí)現(xiàn)PWM轉(zhuǎn)換操作效率不高，會(huì)導(dǎo)致各種異常問題的出現(xiàn)，如果采用硬件方式實(shí)現(xiàn)，即Xilinx Zynq SoC的可編程邏輯資源則會(huì)帶來很大的優(yōu)化提升。

圖1：Converter公司設(shè)計(jì)的基于MicroZed SoM的D類音頻功率放大器系統(tǒng)原型

這個(gè)原型系統(tǒng)主要包括如下兩部分：

GaN（Gallium-Nitride，氮化鎵）功率晶體管器件用于輸出級(jí)，這個(gè)模塊應(yīng)該具有高效率的切換效率以及較低的空載時(shí)間，功率信號(hào)的輸出具備非常高的線性度

Xilinx Zynq SoC模塊，這部分是整個(gè)原型系統(tǒng)的核心，我們可以利用它的豐富資源來設(shè)計(jì)開發(fā)各種調(diào)制方案來測試線性度、噪聲和效率之間的關(guān)系?？梢岳肸ynq 的FPGA資源實(shí)現(xiàn)快速噪聲整形算法，同時(shí)ARM處理器也可以進(jìn)行一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)的處理操作。

圖2：基于Xilinx Zynq SoC的MicroZed SoM模塊

MicroZed SoM是Xilinx合作伙伴安富利公司設(shè)計(jì)推出的基于Zynq SoC器件的開發(fā)套件，采用的Zynq型號(hào)涉及7010、7020和7030，包括豐富的外設(shè)接口以及100個(gè)用戶自定義I/O接口，具有無與倫比的系統(tǒng)性能、靈活性和可擴(kuò)展性。