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D급 증폭기는 효율을 높이고 왜곡을 줄입니다
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D급 증폭기는 효율을 높이고 왜곡을 줄입니다

2025-12-28
Latest company blogs about D급 증폭기는 효율을 높이고 왜곡을 줄입니다

뛰어난 오디오 경험을 추구하는 데 있어서 증폭기는 중요한 역할을 합니다.결국 아름다운 음악을 전달그러나 A, B, AB 클래스 모델 같은 전통적인 오디오 증폭기는 효율성, 크기 및 열 분산에 있어서 고유한 한계점을 가지고 있습니다.이러한 도전을 극복하기 위해, D 클래스 오디오 증폭기가 등장하여 주목할만한 효율성, 컴팩트한 디자인 및 지속적으로 음질 향상을 통해 오디오 증폭의 주류 선택이되었습니다.

제 1 장: 오디오 증폭기 의 진화: 선형 에서 스위칭 기술 로
1.1 오디오 증폭기의 기본 개념

오디오 증폭기는 이름에서 알 수 있듯이, 오디오 신호를 증폭하도록 설계된 전자 장치입니다. 그들의 핵심 기능은 오디오 소스 (마이크로폰과 같은) 에서 약한 신호를 강화하는 것을 포함합니다.CD 플레이어, 또는 MP3 플레이어) 는 스피커 또는 헤드폰을 구동하기에 충분한 수준입니다. 이러한 증폭기는 일반적으로 여러 캐스케이드 증폭 회로로 구성됩니다.각각의 신호의 다른 부분을 증폭시켜서 원래의 파동 형태를 유지하며 왜곡이나 소음을 최소화합니다..

1.2 선형 증폭기의 한계

전통적인 증폭기 (클래스 A, B, AB) 는 출력 트랜지스터가 선형 조절기로서 작동하는 선형 증폭기로 작동합니다.이 접근법은 아날로그 영역에서 신호를 유지하지만 일정한 또는 부분적 트랜지스터 전도성으로 인한 고유한 비효율성으로 고통받습니다., 상당한 전력 손실을 초래합니다.

  • A급 증폭기:우수한 선형성과 낮은 왜곡으로 알려져있는 이들은 출력 장치에서 일정한 전도도를 유지하지만 약 20%의 효율성을 달성하며 에너지의 80%는 소리보다는 열으로 변환됩니다.
  • B급 증폭기:이들은 출력 장치가 신호 주기의 절반 동안만 수행함으로써 효율성을 약 50%까지 향상시키지만 신호 전환 지점에서 교차 왜곡을 겪습니다.
  • 클래스 AB 증폭기:A급과 B급 사이의 타협으로, 이들은 교차점 근처의 장치 전도에서 약간의 중복을 허용하여 왜곡을 최소화하면서 약 50%의 효율을 달성합니다.

이러한 비효율성은 세 가지 주요 과제를 야기합니다.

  • 높은 열 관리 요구 사항
  • 휴대용 기기의 배터리 수명 감소
  • 상당한 에너지 낭비
1.3 D급 증폭기의 출현: 전환 혁명

D 클래스 증폭기 (스위칭 또는 PWM 증폭기라고도 불립니다) 는 기술적인 돌파구를 나타냅니다. 선형 증폭기와 달리,D급 장치는 완전 전도 상태 또는 완전 차단 상태에서 작동합니다.이 증폭기는 일반적으로 펄스 너비 변조 (PWM) 를 사용하여 오디오 신호를 처리합니다.나중에 고주파 구성 요소를 필터링하여 원래의 파장을 재구성합니다..

제2장: D급 증폭기 작동: PWM 변조 및 신호 재구성
2.1 펄스 너비 변조 (PWM)

PWM는 다른 펄스 기간에 의해 디지털로 아날로그 신호를 나타냅니다. D 클래스 증폭기에서,오디오 입력은 PWM 신호를 생성하기 위해 고주파 운반파를 조절하여 직무주기 (펄스 지속량 비율) 는 오디오 진폭에 대응합니다..

2.2 회로 구조

표준 D 클래스 증폭기는 네 가지 주요 구성 요소를 포함합니다.

  1. PWM 변조기 (오디오를 PWM 신호로 변환)
  2. 출력 단계 (일반적으로 MOSFET 또는 GaN FET 스위치로 스피커를 구동한다)
  3. 낮은 통과 필터 (고 주파수 운반 부품 제거)
  4. 피드백 회로 (선형성을 향상시키고 왜곡을 줄여)
2.3 운영 과정

증폭 과정은 5단계로 이루어집니다.

  1. PWM 변조기에 오디오 신호 입력
  2. 작업 주기로 조절된 PWM 신호로 변환
  3. 스위치 운전 (높은 쪽 또는 낮은 쪽 장치 활성화)
  4. 운반기 주파수 필터링
  5. 스피커에 필터 오디오 출력
2.4 스위치 장치 선택

출력 스위치는 성능에 중대한 영향을 미칩니다. MOSFET은 비용 효율적인 솔루션을 제공하지만,갈륨 나이트라이드 (GaN) FET는 더 빠른 전환과 낮은 저항으로 우수한 효율과 충실성을 제공합니다..

2.5 필터 설계 고려사항

Proper low-pass filter implementation requires careful selection of inductor and capacitor values to establish appropriate cutoff frequencies while maintaining quality factors (Q-values) that preserve signal integrity.

제3장: D급 기술의 장점과 도전
3.1 주요 이점
  • 90-95% 전력 효율성
  • 콤팩트하고 가벼운 디자인
  • 열 관리 필요성 감소
  • 높은 전력 밀도
3.2 기술적인 문제
  • 스위치로 인한 전자기 간섭 (EMI)
  • PWM에 의한 잠재적 왜곡
  • 스위치 전환 사이의 정지 시간 제어
  • 전원 공급 요구 사항
3.3 완화 전략

최적화된 회로 설계, 고급 부품, 정밀한 정지 시간 제어 및 강력한 전원 공급 장치가 성능을 향상시키는 동시에 이러한 한계를 해결하는 데 도움이됩니다.

제4장 중요 부품 및 설계 고려 사항

구성 요소 선택과 회로 레이아웃은 근본적으로 D 클래스 증폭기의 성능을 결정합니다. 주요 요소는 다음과 같습니다.

  • 스위치 특성 (전도 저항, 스위치 속도)
  • PWM 컨트롤러의 정확성 및 조절성
  • 필터 부품 품질 및 사양
  • 적당한 지상화 및 보호로 EMI 감소
제 5 장: 응용 경관

반도체 기술의 발전은 D 클래스 응용 프로그램을 계속 확장합니다.

  • 휴대용 전자제품 (스마트폰, 블루투스 스피커)
  • 자동차용 오디오 시스템
  • 가정용 극장 구성
  • 전문 오디오 장비
제6장 미래 발전
  • GaN/SiC 장치 통합
  • 첨단 디지털 신호 처리
  • 적응 제어 시스템
  • 더 높은 수준의 회로 통합
결론

D 클래스 증폭기는 비교할 수 없는 효율성과 컴팩트한 형태를 통해 오디오 기술을 혁신했습니다.지속적인 기술 발전은 이러한 한계를 극복하고 있습니다.컴포넌트 혁신이 진행됨에 따라 D 클래스 기술은 의심의 여지없이 다양한 애플리케이션에서 우수한 청각 경험을 제공하는 데 점점 더 중요한 역할을 할 것입니다.

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2025-12-28
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뛰어난 오디오 경험을 추구하는 데 있어서 증폭기는 중요한 역할을 합니다.결국 아름다운 음악을 전달그러나 A, B, AB 클래스 모델 같은 전통적인 오디오 증폭기는 효율성, 크기 및 열 분산에 있어서 고유한 한계점을 가지고 있습니다.이러한 도전을 극복하기 위해, D 클래스 오디오 증폭기가 등장하여 주목할만한 효율성, 컴팩트한 디자인 및 지속적으로 음질 향상을 통해 오디오 증폭의 주류 선택이되었습니다.

제 1 장: 오디오 증폭기 의 진화: 선형 에서 스위칭 기술 로
1.1 오디오 증폭기의 기본 개념

오디오 증폭기는 이름에서 알 수 있듯이, 오디오 신호를 증폭하도록 설계된 전자 장치입니다. 그들의 핵심 기능은 오디오 소스 (마이크로폰과 같은) 에서 약한 신호를 강화하는 것을 포함합니다.CD 플레이어, 또는 MP3 플레이어) 는 스피커 또는 헤드폰을 구동하기에 충분한 수준입니다. 이러한 증폭기는 일반적으로 여러 캐스케이드 증폭 회로로 구성됩니다.각각의 신호의 다른 부분을 증폭시켜서 원래의 파동 형태를 유지하며 왜곡이나 소음을 최소화합니다..

1.2 선형 증폭기의 한계

전통적인 증폭기 (클래스 A, B, AB) 는 출력 트랜지스터가 선형 조절기로서 작동하는 선형 증폭기로 작동합니다.이 접근법은 아날로그 영역에서 신호를 유지하지만 일정한 또는 부분적 트랜지스터 전도성으로 인한 고유한 비효율성으로 고통받습니다., 상당한 전력 손실을 초래합니다.

  • A급 증폭기:우수한 선형성과 낮은 왜곡으로 알려져있는 이들은 출력 장치에서 일정한 전도도를 유지하지만 약 20%의 효율성을 달성하며 에너지의 80%는 소리보다는 열으로 변환됩니다.
  • B급 증폭기:이들은 출력 장치가 신호 주기의 절반 동안만 수행함으로써 효율성을 약 50%까지 향상시키지만 신호 전환 지점에서 교차 왜곡을 겪습니다.
  • 클래스 AB 증폭기:A급과 B급 사이의 타협으로, 이들은 교차점 근처의 장치 전도에서 약간의 중복을 허용하여 왜곡을 최소화하면서 약 50%의 효율을 달성합니다.

이러한 비효율성은 세 가지 주요 과제를 야기합니다.

  • 높은 열 관리 요구 사항
  • 휴대용 기기의 배터리 수명 감소
  • 상당한 에너지 낭비
1.3 D급 증폭기의 출현: 전환 혁명

D 클래스 증폭기 (스위칭 또는 PWM 증폭기라고도 불립니다) 는 기술적인 돌파구를 나타냅니다. 선형 증폭기와 달리,D급 장치는 완전 전도 상태 또는 완전 차단 상태에서 작동합니다.이 증폭기는 일반적으로 펄스 너비 변조 (PWM) 를 사용하여 오디오 신호를 처리합니다.나중에 고주파 구성 요소를 필터링하여 원래의 파장을 재구성합니다..

제2장: D급 증폭기 작동: PWM 변조 및 신호 재구성
2.1 펄스 너비 변조 (PWM)

PWM는 다른 펄스 기간에 의해 디지털로 아날로그 신호를 나타냅니다. D 클래스 증폭기에서,오디오 입력은 PWM 신호를 생성하기 위해 고주파 운반파를 조절하여 직무주기 (펄스 지속량 비율) 는 오디오 진폭에 대응합니다..

2.2 회로 구조

표준 D 클래스 증폭기는 네 가지 주요 구성 요소를 포함합니다.

  1. PWM 변조기 (오디오를 PWM 신호로 변환)
  2. 출력 단계 (일반적으로 MOSFET 또는 GaN FET 스위치로 스피커를 구동한다)
  3. 낮은 통과 필터 (고 주파수 운반 부품 제거)
  4. 피드백 회로 (선형성을 향상시키고 왜곡을 줄여)
2.3 운영 과정

증폭 과정은 5단계로 이루어집니다.

  1. PWM 변조기에 오디오 신호 입력
  2. 작업 주기로 조절된 PWM 신호로 변환
  3. 스위치 운전 (높은 쪽 또는 낮은 쪽 장치 활성화)
  4. 운반기 주파수 필터링
  5. 스피커에 필터 오디오 출력
2.4 스위치 장치 선택

출력 스위치는 성능에 중대한 영향을 미칩니다. MOSFET은 비용 효율적인 솔루션을 제공하지만,갈륨 나이트라이드 (GaN) FET는 더 빠른 전환과 낮은 저항으로 우수한 효율과 충실성을 제공합니다..

2.5 필터 설계 고려사항

Proper low-pass filter implementation requires careful selection of inductor and capacitor values to establish appropriate cutoff frequencies while maintaining quality factors (Q-values) that preserve signal integrity.

제3장: D급 기술의 장점과 도전
3.1 주요 이점
  • 90-95% 전력 효율성
  • 콤팩트하고 가벼운 디자인
  • 열 관리 필요성 감소
  • 높은 전력 밀도
3.2 기술적인 문제
  • 스위치로 인한 전자기 간섭 (EMI)
  • PWM에 의한 잠재적 왜곡
  • 스위치 전환 사이의 정지 시간 제어
  • 전원 공급 요구 사항
3.3 완화 전략

최적화된 회로 설계, 고급 부품, 정밀한 정지 시간 제어 및 강력한 전원 공급 장치가 성능을 향상시키는 동시에 이러한 한계를 해결하는 데 도움이됩니다.

제4장 중요 부품 및 설계 고려 사항

구성 요소 선택과 회로 레이아웃은 근본적으로 D 클래스 증폭기의 성능을 결정합니다. 주요 요소는 다음과 같습니다.

  • 스위치 특성 (전도 저항, 스위치 속도)
  • PWM 컨트롤러의 정확성 및 조절성
  • 필터 부품 품질 및 사양
  • 적당한 지상화 및 보호로 EMI 감소
제 5 장: 응용 경관

반도체 기술의 발전은 D 클래스 응용 프로그램을 계속 확장합니다.

  • 휴대용 전자제품 (스마트폰, 블루투스 스피커)
  • 자동차용 오디오 시스템
  • 가정용 극장 구성
  • 전문 오디오 장비
제6장 미래 발전
  • GaN/SiC 장치 통합
  • 첨단 디지털 신호 처리
  • 적응 제어 시스템
  • 더 높은 수준의 회로 통합
결론

D 클래스 증폭기는 비교할 수 없는 효율성과 컴팩트한 형태를 통해 오디오 기술을 혁신했습니다.지속적인 기술 발전은 이러한 한계를 극복하고 있습니다.컴포넌트 혁신이 진행됨에 따라 D 클래스 기술은 의심의 여지없이 다양한 애플리케이션에서 우수한 청각 경험을 제공하는 데 점점 더 중요한 역할을 할 것입니다.