揚聲器放大器

　　便攜式電子產品中的揚聲器放大器（用于免提和揚聲器話機工作等近場應用）通常需要驅動8Ω或4Ω的揚聲器。典型的收聽電平落在100至300mW范圍，但IC放大器通常能夠提供1至2.7W的平均輸出功率，峰值輸出則接近該電平的兩倍。

　　為了在8Ω負載上產生1.7W功率，揚聲器放大器必須向揚聲器負載提供5.2V峰值或約3.7V有效值的電壓。考慮到IR壓降方面的余量，一個1.7W的揚聲器放大器一般使用5.5V的電壓軌。如果用更大的開關可以實現更低的IR壓降，那么稍高于1.8W也有可能。這些輸出功率值具有1%的總諧波失真。在總諧波失真為10%時，可以產生更大的輸出功率。

　　一般來說，在便攜式音頻產品中，近場揚聲器不會再現高質量音頻。因此，揚聲器放大器通常無需達到耳機放大器的音頻性能。典型的音頻性能是全功率時1%的總諧波失真，10kHz帶寬和94dB信噪比。

　　與耳機放大器相比，效率對揚聲器放大器來說是一個更加重要的因素，因為揚聲器放大器的功率電平要高得多。耳機放大器的效率一般低于50%--這并不算高，但與具有4.7Wh容量的電池相比卻是很小的功耗（對正常收聽電平來說約為電池容量的0.01%）。然而，工作在1W的揚聲器放大器同樣50%的功耗卻等于0.5W，或約為電池容量的10%.

　　D類揚聲器放大器

　　耳機放大器和揚聲器放大器工作效率對比的重要性，是在一個或另一個收聽模式中所花時間的函數。比方說，蜂窩話機在揚聲器模式時會消耗更多的功率，因此效率就變得非常重要?？梢允褂镁€性放大器（如A/B類）來驅動揚聲器（過去經常如此），但今天首選的揚聲器驅動器卻是D類放大器。D類揚聲器放大器可以在很寬的輸出功率電平內保持高效率，而只有在功率電平低于全功率的1%至2%時，效率才開始下降。

　　D類放大器不是線性的，而是一種開關放大器。在開關放大器中，高頻載波（相對于音頻頻帶）會對音頻輸入信號進行調制，一般從100kHz至1MHz.因此，輸出級可以被“數字”切換（軌到軌），從而將輸出功率器件置于開（on）或關（off）狀態，這正是最高效率點。

　　開關放大器通常配置在電橋模式，以差分方式驅動揚聲器負載，這樣可以避免使用輸出交流耦合電容。因為電橋模式的放大器每個通道使用4個功率開關，所以體積是單端輸出級放大器的兩倍。然而，在給定電壓軌條件下，電橋模式輸出級的輸出功率卻是單端放大器的4倍。

　　D類放大器可以實現很高的效率，一般超過90%.但是使用這類放大器也有缺點。因為音頻內容現在是調制過的信號，所以必須通過某種低通濾波器（LPF）解調后，才能驅動揚聲器負載。不會造成效率損失或失真問題的大功率LPF不僅體積大，而且價格昂貴，因此，在便攜式設備中無法使用。

　　然而，便攜式設備中的揚聲器本身就是一個LPF，它可以向典型的載頻提供高阻抗。在像蜂窩話機這樣的便攜式設備中，經常將揚聲器用作LPF，并用它解調開關放大器的輸出信號。有時，在D類的輸出端串聯一些鐵氧體磁珠來減少大功率開關輸出所產生的電磁干擾（EMI）。由于揚聲器具有高阻抗，其調制信號僅耗散非常小的能量，因此能夠保持很好的效率。

　　但是當揚聲器放大器輸出和揚聲器負載之間使用長線，并且沒有獨立的低通濾波器時，使用開關放大器會帶來嚴重的EMI問題?；谶@個原因，如果耳機位于長線的末端，耳機放大器就不會使用D類放大器。因此，D類放大器應靠近揚聲器負載，以避免產生過多的電磁干擾輻射。

　　業界也經常使用其它類型的揚聲器放大器，但大多數是本文所述的線性和開關模式放大器設計的變體。在現代便攜式電子產品中，對更高電池能量的需求與日俱增。用于視頻內容的高分辨率大型彩色顯示器，高分辨率相機和閃存，以及大功率音頻輸出都會影響電池壽命。為了延長電池運行時間，提高音頻揚聲器放大器的效率隨即成為了重要的設計考慮因素。