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【保真 or 效率？音訊放大器的兩難】

語音助理會在雲端執行深度學習演算法，藉以理解指令並使用當地語言音訊做出回應，而搭載這類技術的產品應用，需要的不再只是麥克風和揚聲器而已。挑戰在於：必須為更小的裝置添加高品質的音訊功能。透過偏壓設計，可改變放大器所配置的電晶體運作特性，進而實現三種主要的線性放大器：A 類、B 類或 AB 類。每種放大器各有優缺點，可讓工程師在保真度和效率之間均衡取捨。

例如，A 類放大器僅採用一個電晶體，即使輸入訊號為零亦能獲得偏壓，線性度雖佳，但效率極差。B 類放大器配置兩個電晶體，分別導通半個週期，無論何時只有一個電晶體處於導通狀態。此類型雖然效率較佳，但兩個電晶體交替開啟或關閉時會導致所謂的「交越失真」。但開發人員發現，只要稍微調整偏壓，就能大幅減少交越失真，因而開發出 AB 類放大器。

雖然 AB 類放大器系統能實現 80% 左右的高效率，但耗損也隨之增加；為了克服這個問題，非線性 (或稱切換式) 放大器的構想應運而生。切換式放大器的電晶體處於完全導通或完全關閉的狀態，而非部分導通或部分關閉。這項設計的數位化程度遠高於其他類型，在操作上的各方面也與交換式電源有密切關聯。切換式放大器理論效率為 100%；而在合理的輸出功率下，實際效率則可達到 90%。

切換式放大器的這些特性，格外獲得小型或可攜式 (電池供電) 裝置開發商青睞。然而，切換式拓樸也有自身的挑戰必須克服；有別於平順放大的輸入模式，其輸出為脈寬調變 (PWM) 方波，必須轉回類比波形才能準確呈現輸入訊號。剖析最常見的 D 類放大器拓樸，要使 PWM 呈現輸入訊號，最基本的生成方法就是依據輸入訊號與參考波形的振幅差異，使用比較器來切換輸出的開啟和關閉。

隨著用戶逐漸習慣音訊回饋與控制系統，小型音訊放大器的產品應用領域也持續成長。自動化語音回應技術不僅適用於手機和媒體播放器，亦能在醫療、工業設備、消費性裝置和家電領域發揮作用。由於應用廣泛、輸出功率需求相對較低等優點，高度整合 D 類放大器將持續帶動市場發展。使用 D 類放大器，即使最小的裝置也能添加音訊輸入功能。高度整合的解決方案更結合了免濾波實作、高效能、良好 EMI 與出色的電源抑制比 (PSRR)，進而實現新一代的智慧型裝置。

延伸閱讀：
《全面普及的音訊技術》
http://compotechasia.com/a/tech_applicati…/…/0819/39675.html
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