运放分类及调制方式

运放主要是按照输出晶体管的工作状态和效率来分类的。下面分别简单介绍一下。

Class-A：

• 工作状态：输出晶体管始终处于导通状态，即使在信号的负半周期也是如此。
• 效率：效率较低，通常在20%左右，因为晶体管在导通时会消耗静态电流。
• 热损耗：由于晶体管始终导通，会产生较大的热损耗，需要良好的散热。
• 音质：理论上可以提供最好的音质，因为晶体管在整个周期内都工作，减少了失真。

Class-B：

• 工作状态：输出晶体管在信号的正半周期和负半周期分别由不同的晶体管处理，每个晶体管只在半个周期内导通。
• 效率：效率约为50%，因为每个晶体管只在半个周期内工作。
• 交越失真：在信号的零点附近，两个晶体管都不导通，可能导致交越失真。
• 音质：由于交越失真，音质不如Class-A运放。

Class-C：

• 工作状态：输出晶体管以超过180度的相位导通，通常用于射频（RF）应用。
• 效率：效率可以非常高，超过90%，但音质较差。
• 应用：主要用于无线通信和雷达系统等，不适用于音频放大。

Class-D：

• 工作状态：输出晶体管以开关模式工作，不是模拟放大，而是通过PWM等数字技术进行放大。
• 效率：效率非常高，可以达到90%以上。
• 热损耗：由于晶体管大部分时间处于完全导通或完全截止状态，热损耗较小。
• 音质：通过先进的数字处理技术，音质得到了显著提升，但仍然存在一些高频噪声和电磁干扰问题。

另外还有一种Class-AB类型：

• 工作状态：是Class-A和Class-B的结合，每个晶体管在信号的整个周期内都导通，但在信号的正半周期和负半周期分别由不同的晶体管处理。
• 效率：效率通常在50%到70%之间。
• 交越失真：由于晶体管在整个周期内都导通，交越失真得到改善。
• 音质：音质比Class-B好，但仍不如Class-A。

总结来说，Class-A音质最后，Class-D效率最高，目前大功率喇叭常用Class-D运放较多。

调制方式一般分为传统的AD调制和目前常用的BD调制。

AD调制全称是Alternate Differential Modulation交替差分调制，过程是先调制再反相。首先，音频信号和三角波通过比较器比较，音频信号高则输出高电平，反之输出低电平，这就是PWM波（下图A）；然后再反相一路信号(下图B)，与原PWM信号形成差分信号，这就是AD调制。整个过程如下图所示：

BD调制的全称是Bridge Differential Modulation电桥差分调制，过程是先反相再调制（和AD的过程是相反）。首先音频信号一路直接和三角波比较输出PWM波（A），另一路反相之后再和三角波比较输出PWM波(B)，最终形成差分信号。

AD调制目前使用的相对少些，原因是在无音频信号时，仍然有50%占空比的PWM波输出，功耗比较高；且高频输出时易出现谐波分量，性能弱于BD调制。不过AD调制也有优点，就是其输出PWM波没有共模信号，从AD调制图中可以看到，AB两路信号反相，共模信号一直为0。

BD调制在无音频时，输出差分信号为0，功耗更低；当有音频信号时，BD的差分信号也是AD调制幅值的一半，这里功耗也相对更低；但是BD调制的共模信号不为0。