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G类放大器的工作原理类似于AB类放大器，只是多路供电电压，而非一路固定电压。随着输入信号幅度的变化，G类架构可以自动选择合适的电源，从而使输出晶体管的压降最低，大大提高效率。G类放大器通常由两路正电源供电，较高的电源用于输出较高电平，较低的电源用于输出较低电平。

G类放大器MAX9730和MAX9788则以独特的方式利用了G类技术，它们由电荷泵产生负压，而非高、低正电源。当放大器产生较小的输出信号时，放大器由电池电压和地作为供电电源。这种模式下，器件的工作方式与常见的5V AB类放大器(图1a)类似。当输出信号超出电源电压时，放大器选择电池电压和负电荷泵输出供电(图1b)。由此，放大器可以输出远远高于传统放大器的信号。


图1a和1b. 工作在较低电压(a)和较高电压(b)的MAX9788 G类输出级。

MAX9730和MAX9788可以确保在两个电源之间切换不会产生音频杂音。当输出信号达到VCC和GND供电所允许的极限时，负电源被自动连接至输出级。这样，输出信号不会在负摆幅侧出现削顶，但仍会钳位其正摆幅。为了校正这一点，放大器给负极性输出增加额外的校正信号，如图2所示。分别观察正、负输出时，正半周波形被明显削顶，而负半周存在明显失真。尽管这些信号出现了严重的失真，但却被严格控制，充分利用了该架构的优势。施加到负载上的实际输出信号没有失真。


图2. MAX9788产生的G类输出波形。

结论

将G类技术与负压电荷泵相结合，MAX9730和MAX9788可以为音频设计所面临的公共问题提供有效的解决方案。大多数内部提供升压的放大器需要大尺寸电感，而MAX9730和MAX9788只需使用两个小尺寸电容，有助于节省PCB空间和成本。MAX9730和MAX9788利用高效G类结构降低电流消耗，改进现有的设计。

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关键词： G类放大器 电荷泵 放大器设计