圖2 D類音頻功率放大器組成框圖

采用了由比較器和三角波發生器組成的固定頻率的PWM電路，用輸入的音頻信號幅度對三角波進行調制，得到占空比隨音頻輸入信號幅度變化的方波，并以相反的相位驅動上下橋臂的功率管，使功率管一個導通時另一個截止，再經輸出濾波器將方波轉變為音頻信號，推動揚聲器發聲。采用全橋的D類放大器可以實現平衡輸出，易于改善放大器的輸出濾波特性，并可減少干擾。全橋電路負載上的電壓峰峰值接近電源電壓的2倍，可采用單電源供電。實現時，通常采取2路輸出脈沖相位相反的方法。

2 硬件電路設計

2．1 原理分析

D類功率放大器的工作過程是：當輸入模擬音頻信號時，模擬音頻信號經過PWM調制器變成與其幅度相對應脈寬的高頻率PWM脈沖信號，控制開關單元的開/關，經脈沖推動器驅動脈沖功率放大器工作，然后經過功率低通濾波器帶動揚聲器工作。

2．2 比較器

比較器電路采用低功耗、單電源工作的雙路比較器芯片LM311構成。此處為提高系統效率，減少后級H橋中CMOS管不必要的開合，用兩路偏置不同的三角波分別與音頻信號的上半部和下半部進行比較，當正端上的電位高于負端的電位時，比較器輸出為高電平，反之則輸出低電平。這樣產生兩路相互對應的PWM波信號給后級驅動電路進行處理，雙路比較電路如圖3所示。

圖3 比較器電路