数字功放的工作原理 vs 模拟功放_技术文摘

技术文摘

数字功放的工作原理 vs 模拟功放

作者：成都长宣科技有限公司　本文关键词：　日期：2018-06-26 20:22:12　人气：521

数字音频功率放大器的工作原理

（1） D 类数字音频功率放大器 (DX2系列双通道数字功放）

D 类数字音频功率放大器与上述各类模拟功放的最大区别是不以线性放大音频信号为基础，而是以放大数字信号为原理的一种数字信号放大技术。

D 类数字功放首先把模拟音频信号变换为图 1 所示的脉冲宽度调制（PWM）信号。在 PWM 转换中，进行 A/D（模拟/数字）变换。然后再把PWM 数字信号进行高效率放大（D 类放大）。由于音频信号的信息全部包含在脉冲的宽度变化中，与脉冲的幅度变化无关，因此只要采用截止频率为 30 KH z ～40KHz 的低通虑波器就可把模拟音频信号解调出来。

（2）数字功率放大器的应用

数字功放有许多优秀性能，主要表现在：

1) 转换速率高，瞬态响应特性好，中音和高音清晰、明亮、层次感好。

2) 信号动态范围大，可达到 95db 以上。

3) 电源转换效率可高达 80～95％以上，机内温升极低，散热简单。

4) 可连接的最低负载阻抗达2欧姆。

5) 可靠性极高。

6) 体积小，重量轻。

功放类型特性名称	模拟类功放	数字功放
信号瞬态响应特性（涉及中、高频音质和清晰度）	转换速率（Slew）＝ 10V/US~18V/RS	转换速率（Slew）＝ 20V/US~40V/US
阻尼系数 D（涉及低音的清晰度和纯度）	D=100~1000(10~400Hz)	D≥600(10~400Hz)
信号动态范围（涉及声音的细腻度和层次感）	≤80db	≥95db
全频段内的相移（涉及声像定位和声音染色）	5°～ 10°（取决于功放采用的负反馈深度）	无相移（功放内不采用负反馈电路）
电源利用率（效率）η	η＝45％～55％,负载越低，效率越低，发热量越大，温升越高	η≥90％，效率不随负载阻抗变化，发热量小，温升低，省能源
与数字声源和数字设备的配接	需经由 A/D 变换才能配接	可直接配接
对供电电压的适应性	110V±10％或 220V±10％或240V±10％人工切换	100V～260V 范围内自动适应不须切换
信号长距离的传输特性	模拟信号长距离传输失真增大，高频特性跌落和信号/噪声比下降	数字信号长距离传输不会引起增大失真，高频特性跌落和信号/噪声比不下降
机内温升	发热量大，温升高，必须采用强制风冷散热机内温升每提高 10℃，半导体器件的失效率增加一倍	发热量小，温升低，散热简单可靠性机内温升低，可靠性系数明显提高
体积和重量	体积大，重量重	体积小，重量轻（约为模拟功放的 1/4～1/5）