带与不带纹波补偿的三阶 D 类放大器

我们分析了三阶 D 类放大器的非线性行为，并展示了最近引入的纹波补偿（RC）技术在降低该器件音频失真方面的显著有效性。该放大器将输入音频信号转换为高频矩形脉冲序列，其宽度根据输入信号调制（脉宽调制）并采用负反馈。在确定恒定输入下的稳态工作点并计算其稳定性后，我们推导了小信号模型（SSM），以闭式给出关联（无穷小）输入与输出扰动的传递函数。该 SSM 显示了 RC 技术如何能够线性化器件的小信号响应。我们通过基于脉冲序列与音频信号间时间尺度差异的放大器动力学全非线性微扰计算，扩展了该 SSM。我们得到了放大器对一般音频信号的非线性响应，避免了 SSM 中固有的线性化；从而更精确地量化了通过 RC 实现的失真降低。最后，仿真证实了我们的理论预测，并说明了当放大器在不稳定 regime 下工作时性能的急剧恶化。该微扰计算具有相当一般性，可经调整以量化其他非线性负反馈脉冲调制器件跟踪缓慢调制系统参数的时变输入信号的方式。