数字功放与模拟功放的区别
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数字功放与模拟功放的区别一、数字功放与D类功放的区别常见D类功放(PWM功放)的工作原理:PWM功放只能接受模拟音频信号,用内部三角波发生器产生的三角波和它进行比较,其结果就是一个脉宽调制信号(PWM),然后将PWM信号放大并还原成模拟音频信号。
因此,PWM功放是用脉冲宽度对模拟音频幅度进行模拟的,其信息的传递过程是模拟的、非量化的、非代码性的。
并且由于目前器件性能的限制,PWM功放不可能采用太高的采样频率,在性能指标上尚达不到Hi-Fi 级的水平。
而数字功放采用一些宽度固定的脉冲来数字地量化、编码模拟音频信号,使音频信号的还原更为真实。
二、数字功放和模拟功放的区别数字功放由于工作方式与传统模拟功放完全不同,因此克服了模拟功放固有的一些缺点,并且具备了一些独有的特点。
1. 过载能力与功率储备数字功放电路的过载能力远远高于模拟功放。
模拟功放电路分为A类、B类或AB类功率放大电路,正常工作时功放管工作在线性区;当过载后,功放管工作在饱和区,出现谐波失真,失真程度呈指数级增加,音质迅速变坏。
而数字功放在功率放大时一直处于饱和区和截止区,只要功放管不损坏,失真度不会迅速增加,如图1所示。
图1 全数字功放与普通功放过载失真度比较由于数字功放采用开关放大电路,效率极高,可达75%~90%(模拟功放效率仅为30%~50%),在工作时基本不发热。
因此它没有模拟功放的静态电流消耗,所有能量几乎都是为音频输出而储备,加之前后无模拟放大、无负反馈的牵制,故具有更好的“动力”特性,瞬态响应好,“爆棚感”极强。
2. 交越失真和失配失真模拟B类功放在过零失真,这是由于晶体管在小电流时的非线性特性而引起的在输出波形正负交叉处的失真(小信号时晶体管会工作在截止区,无电流通过,导致输出严重失真)。
而数字功放只工作在开关状态,不会产生交越失真。
模拟功放存在推挽对管特性不一致而造成输出波形上下不对称的失配失真,因此在设计推挽放大电路时,对功放管的要求非常严格。
超级TA2024数字功放主要性能指标:极低的失真度:0.03%THD+N @9W/4Ω;0.10%IHF-IM @1W/4Ω;0.10%THD+N @11W/4Ω;0.10%THD+N @6W/8Ω。
较大的输出功率:15W@4Ω,10%THD+N;10W@8Ω,10%THD+N。
极高的效率:81%@15W,4Ω;90%@10W,8Ω。
动态范围:98dB。
超级TA2024 数字功放适用范围:1发烧级音响系统主功放,可搭配数千至数万不等的高品质音箱。
2以有发烧级音响系统,虽然拥有了上万的功放,但仅需一条发烧线的价格试一下,看是不是我在吹牛。
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3 PCHIFI发烧友,省电,全天十个小时开着也不心痛电费。
,体积小 ,专门设计的功放可横放可坚放在电脑桌上,音质发烧的电脑功放。
4家里第二套音响系统,放在床头听一下音乐的床头功放。
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6对音质有所追求,或是想音响发烧一下,想知道HIFI到底是怎样的声音,有多大魅力。
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以前在音响中所用的放大器,常用的是A类或者AB类功率放大器,这属传统放大器。
近年来,有一种新技术,它利用功率晶体管工作在开关状态,在音响领域的应用就是数字功率放大器,也称D类功率放大器。
与传统模拟功率放大器相比,数字功率放大器有着非常鲜明的特点:1、采用最先进数字处理技术20bit的字长,可精确还原音频信号,使得无论声音细节还是轮廓都得以完美再现。
2、具有极高的效率,功率转换效率高达90%,具有传统模拟功率放大器无法比拟的高效节能性,从此改变在人们心目中音频功率放大器笨重、耗电、体积大的印象。
3、寿命长,在高效、低功耗、数字化电路的共同作用下,使功率放大器可靠性、安全性大幅度提高。
数字功放及其在测量时的注意事项江苏省电子信息产品质量监督检验研究院史锡亭数字功放即脉冲调制的D类功放,与模拟功放的主要差别在于前者功放管处于开关工作状态。
在数字功放出现以前,音频功率放大器最常用的为AB类功放,AB类功放保留了B类功放效率高的优点,同时由于使用小偏置电流而能实现较小的交越失真,在重放正弦波时理想效率高于70%。
因为实际重放的声信号有很大的动态范围,如AM收音、磁带能达到50dB,FM收音、CD远超过此值,从而导致模拟音频功放实际效率很低,功放级需要较大的散热片,限制了其在对散热及效率较高要求场合的使用。
下图为AB类功放在重放正弦波时的最大效率,其中输出0dB为开始削波时就像串在电源与输出间的一只可变电阻,控制输出,但同时自身也在消耗电能。
数字功放的功放管工作在开关状态,当其饱和导通时两端压降很小,当然功耗也小;而截止时,漏电流极小,几乎不消耗功率。
所以数字功放电源的利用率就特别高。
下图为A类、B 类和D类放大器输出级的功率效率比较。
其中:POWER EFFICIENCY功率效率;NORMALIZED LOAD POWER归一化负载功率;CLASS D AD199x MEASURED为AD199x D类放大器测量值;CLASS B IDEAL为B类放大器理想值;CLASS A IDEAL为A类放大器理想值。
输出功率和效率的差异在中等功率水平处很大。
这对于音频很重要,因为大音量音乐的长期平均功率水平要比达到P max的瞬时峰值水平低很多(为其1/5到1/20,取决于音乐类型)。
对于音频功放,若认为PLOAD = 0.1 PLOADmax是一个合理的平均功率水平,按照这个功率水平评估D 类功放输出级的功耗是B类功放输出级的1/9,是A类功放输出级的1/107。
调制技术如下图所示,其一为脉宽调制技术,即将音频信号转换为PWM数字音频信号,PWM信号的占空比与原音频信号的瞬时值相关,占空比50%表示音频信号瞬时值为0;另一种脉冲调制技术被称为脉冲密度调制技术(PDM),脉冲密度大的地方,表示电压高;稀的地方,电压就低。
数字功放原理数字功放(Digital Power Amplifier)是一种基于数字信号处理技术的功放系统,它将模拟音频信号转换为数字信号,并在数字域内进行精确的处理和放大。
与传统模拟功放相比,数字功放具有功率效率高、体积小、重量轻、功率密度高、失真低等优势。
数字功放的工作原理主要包括两个关键环节:数字信号处理和功率放大。
在数字信号处理方面,模拟音频信号首先经过A/D转换器(模数转换器),将其转换为二进制数字信号。
然后,数字信号经过数学算法和滤波器等处理器件,进一步削弱或放大、滤波和修正等,以实现各种音频特性的调整和优化。
例如,可以调整频率响应、相位特性、失真、降噪等,以及实现均衡、混响、环绕声等音效处理。
在功率放大方面,数字信号经过数字的放大器模块(Digital Power Amplifier Module),实现对信号的放大和驱动。
数字功放采用数字信号直接驱动功放器件(如MOSFET等)的方式,通过PWM(脉宽调制)技术,将数字信号转换为相应的高速开关脉冲信号。
这些高速开关脉冲信号通过功放器件,经过放大和滤波处理后,再次转换为模拟信号,通过输出端口输出。
数字功放的核心技术包括高效的PWM技术、高速的功放器件、数字信号处理算法等。
高效的PWM技术可以实现高效的能量转换和功率放大,提高功率放大的效率和性能。
高速的功放器件能够实现更精确和快速的信号放大和响应,减少失真和噪声。
而数字信号处理算法的优化则可以实现更精确、准确和高保真度的音频处理和放大。
总结起来,数字功放通过数字信号处理和功率放大的两个主要环节,将模拟音频信号转换为数字信号,并在数字域内进行精确的处理和放大,从而实现高效、高保真度的音频放大。
该技术在音响设备、汽车音响等领域得到广泛应用,并逐渐取代传统的模拟功放。
D类开关放大器的概念源于50年前,但因其工作频率至少应为音频信号上限频率(20kHz)的4~5倍,早期采用电子管、晶体管的电路在功率、效率等方面还不能充分体现其优越性。
20世纪80年代出现了开关速度和导通损耗满足要求的MOSFET,近年来又出现了集成前置驱动电路,如Harris公司的HIP4080,从而推动了D类功放的实用发展。
D类功放所用的MOSFET为N沟道型,因为N型沟道MOSFET的导通损耗仅为相应规格的P沟道MOSFET的1/3。
传统的音频功率放大器有A类、AB类、B类、C类等几种,其功率放大器件(电子管、晶体管、场效应管、集成电路等)均工作于线性放大区域,属线性放大器,其效率普遍不高,通常AB类放大器的效率不会超过60%。
采用D类开关放大电路可明显提高功放的效率。
D类功放将音频信号转变为宽度随信号幅度变化的高频脉冲,控制功率管以相应的频率饱和导通或截止,功率管输出的信号经低通滤波器驱动扬声器发声。
因功率管大部分时间处于饱和导通和截止状态,功率损耗很小,其效率可达90%以上。
典型的D类功放可提供200W输出,效率达94%,谐波失真在1%~2.8%。
D类功放保真度不如线性放大器,但在很多场合已能满足要求,例如汽车音响系统只要求低功率输出时失真小于2%,满功率输出时小于5%,而且经过改进D类功放的性能还将有所提高。
另外,D类功放不存在交越失真。
D类开关放大器由积分器、占空比调制器、开关驱动电路及输出滤波器组成,图1(a)所示的电路为采用半桥驱动的D类功放,它采用了固定频率的占空比调制器,功率管输出的方波信号与音频信号混合作为负反馈信号送入积分器。
积分器兼有滤波作用,输出修正信号送占空比调制器,占空比调制器由比较器和三角波发生器组成[图1(b)],用修正信号对三角波进行调制产生调制输出,推动功率管工作。
负反馈应取自低通滤波器之前,否则因滤波后的信号与输入的信号有相位差(二阶滤波器可能引起180°的相位差),可能引起电路自激,需采用复杂的相位补偿电路。
数字音频功放处理芯片设计与实现1 引言目前,数字技术在人类文明中发挥着越来越重要的作用,正成为生活中必不可少的部分。
"数字功放电路"是指用数字技术对音频信号进行处理,使模拟的音频信号转换为数字信号,并最终以脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM )或脉冲密度调制(PulseDensity Modulation,PDM)的方式,驱动大功率开关晶体管(一般用M OS场效应管),并经一个LC电路进行∑变换后得到模拟的音频信号,并滤除高频脉冲成分,然后驱动扬声器放音。
与传统的模拟功放相比,数字功放的优点有:(1)数字功放的效率高,在80%以上,像TI的TPA203XDl系列最高可达到88%,APOGEE的DDX8000效率为90%,在工作时发热非常小;而模拟功放的AB类功放效率最高也只有60%,若是纯A类功放的效率也只有30%左右。
经过对比,在输出相同功率的情况下,数字功放的发热量只有AB类功放发热量的25%左右;而耗电量只有AB类的60%左右。
(2)数字功放的音质可以同纯A类相媲美,但A类的效率极低,容易发热,功率不容易做大;AB类音质较差,在小信号时容易出现交越失真,功率大时也容易发热。
相比之下数字功放有功率大、效能高、失真低的优点。
(3)抗干扰能力强,数字功放的信号放大部分采用数字放大方式,因为数字信号不容易受到外界杂散电波的干扰。
数字功放的放大工作方式是:把输入的模拟信号先转换成数字信号,再把数字信号进行放大处理。
而模拟功放直接对输入的信号放大,模拟信号容易受到外界杂散电波的干扰,产生一些杂音,影响整机性能。
(4)适合于大批量生产,由于产品的一致性好,所以生产中无须调试,只保证元器件正确安装即可。
数字功率放大器主要分为数字信号处理、桥式功率放大和低阶模拟低通滤波器3个部分。
音频信号处理作用是对输入的数字音频信号[脉冲编码调制(PulseCode Mod ulation,PCM)编码]进行过采样、噪声整形、重新量化编码成PWM形式的输出。
数字功放原理数字功放原理是指数字功放(Digital power amplifier)通过将声音信号转换成数字信号,并利用数字信号处理技术进行放大,最后再将数字信号转换回模拟声音信号的一种放大方式。
数字功放的基本工作原理可以分为三个步骤:数字信号采样、数字信号处理和数字信号还原为模拟声音信号。
首先,数字功放将模拟声音信号使用模拟-数字转换器(ADC)转换成数字信号。
ADC将连续的模拟信号转换成离散的数字信号,通过对模拟信号进行采样,并将采样值转换为二进制数据。
接下来,数字信号经过数字信号处理器(DSP)进行处理。
DSP可以对数字信号进行多种处理算法,例如均衡、滤波、时延等。
通过DSP的处理,可以对音频信号进行精确的控制和调整,以实现更加高保真度和清晰度的音频效果。
最后,经过数字信号处理之后的信号再经过数字-模拟转换器(DAC)转换为模拟声音信号。
DAC将数字信号重新还原为连续的模拟信号,并通过放大电路对其进行放大,使得输出的声音信号具备足够的功率。
与传统的模拟功放相比,数字功放具有许多优势。
首先,数字功放的精度更高,可以实现更加准确的音频信号控制和调整。
其次,数字功放的功率效率更高,可以通过数字信号处理的方式实现更低的功率损耗。
此外,数字功放还具备更好的稳定性和可靠性,能够更好地适应各种声音信号的放大需求。
总结起来,数字功放利用模拟-数字转换器将模拟声音信号转换成数字信号,通过数字信号处理器对数字信号进行处理,最后再通过数字-模拟转换器将数字信号还原为模拟声音信号,并经过放大电路输出。
数字功放具有高精度、高效率、高稳定性等优势,广泛应用于音频放大领域。
数字功放的放大原理数字功放是指利用数字信号处理技术对输入信号进行数字化处理后再进行功率放大的一种放大器。
它主要由模拟到数字转换器(ADC)、数字信号处理器(DSP)和数字到模拟转换器(DAC)三部分组成。
数字功放的放大原理可以简单理解为将音频信号转化为数字信号,通过数字信号处理和数字模拟转换再转化为模拟信号进行功率放大输出。
具体来说,数字功放首先对输入的模拟音频信号进行采样和量化,将其转化为数字信号。
这一过程通过ADC实现,ADC将模拟信号转化为数字信号,并将其存储在内部的数字缓冲区中。
接下来,数字信号处理器DSP对数字信号进行处理和增强。
DSP是数字功放的核心部分,它能够对数字信号进行滤波、均衡、压缩、限制等处理,以提高音频的质量和保护扬声器不受损伤。
通过这些数字信号处理算法,数字功放可以实现更精确、更灵活的音频调节和效果处理。
数字功放通过数字到模拟转换器DAC将经过数字信号处理的信号转化为模拟信号,并通过功率放大电路进行放大输出。
DAC将数字信号转化为模拟信号,然后经过滤波和放大等处理,使得信号能够驱动扬声器产生真实的声音。
与传统的模拟功放相比,数字功放具有许多优势。
首先,数字功放具有更高的功率效率。
由于数字信号处理的精确性和高效性,数字功放能够更好地利用功率管的工作区域,提高功率输出效率,减少功耗和热量产生。
其次,数字功放具有更好的音频性能。
数字信号处理技术使得数字功放可以实现更精确的音频调节和效果处理,提供更清晰、更真实的音频输出。
此外,数字功放还具有更高的可靠性和灵活性。
数字信号处理器可以实现自适应调节和保护功能,可以对输入信号进行实时监测和控制,以避免过载、过热等问题,并保护扬声器和功放电路的安全。
总结起来,数字功放的放大原理是通过将模拟音频信号转化为数字信号,经过数字信号处理后再转化为模拟信号进行功率放大输出。
数字功放具有更高的功率效率、更好的音频性能、更高的可靠性和灵活性等优势。
数字广播的优点1、广播分区多IP网络广播系统中每个网络广播点都是独立I P网络节点,拥有各自独立的IP地址,可以自成一个独立的广播分区。
每个网络广播点能够同时属于多个分区。
分区的改变不涉及任何物理上的改变。
3、分控站点多IP局域网上的所有计算机都可以做为分控站点来管理或使用CEOPA IP网络广播系统,局域网上有多少台电脑就可以建立多少个广播分控站。
4、系统施工快在有IP网络的地方,接上IP网络广播终端设备即可;在没有IP网络的地方,建设一个简易的IP网络也相对快捷。
5、系统省维护IP网络广播系统设备简洁,网络广播终端设备采用嵌入式系统固化在处理器芯片上,不受病毒侵害,能够提供远程维护,省却大量的维护工作。
6、系统管理易系统管理员能够预先为不同的用户、不同的分区设置定时广播任务,系统到时自动执行,真正做到无人值守。
与传统相比数字IP网络广播系统的优势1、传统广播系统存在的问题1).技术落后,兼容性、扩展性不佳现有广播基本都是采用模拟传输,人工管理的工作方式,系统易受环境干扰,多路广播时容易产生串音。
无法实现数字格式(MP3)音频文件在终端直接播放,无法与IP网络连接,以真正实现音源数字化、播放管理自动化。
2). 音质差、功能单一目前广播设备只能用于本区内的背景音乐、广播通知等活动,无法满足厂房远程统一广播的需要,无法做到公司管理人员向所有厂房同时讲话。
3). 安装复杂、维护不便、故障率高由于定压有线广播是严格按照阻抗与功率匹配的原则进行配置,往往因一台变压器或音箱故障而烧坏功放,影响整个广播。
4). 可管理性差、无法进行远程控制由于只能以专用播放设备(磁带、唱片、CD机等)和储存了MP3文件的计算机作为音源,需要专人在专门地点管理广播内容,因此无法使用现代技术对广播音源进行有效管理,更无法进行远程播放控制,不利于广播系统的灵活应用,造成资源浪费。
2、数字IP网络广播系统的优势更强的功能纯数字广播系统,涵盖了传统广播系统的所有功能。
数字功放和模拟功放优缺点数字功放取代模拟功放是趋势,数字功放有模拟功放无法比拟的优点,从理论上讲,如果能找到一个理想的开关元件,数字功放的效率可以做到100%。
然而,迄今为止没有一家公司有这种理想开关元件。
难免产生一小部分损耗。
会因MOS的RDS不同而损耗会不一样。
但是不管怎样,它的效率可以达到90%以上,这是模拟功放无法达到的。
一、数字功放和模拟功放的效率把音频信号调制一个较高的固定频率上,再解调音频信号的过程,这就是数字功放的基本原理。
它的最大优点就是效率高,这样可以用很小功率的电子器件就可以制做出很大的功率。
小功率,1W-3W的功放而言,在同样的测试条件下,AB类功放与D类功放的效率各为AB=15% D=75%。
在输出1W的情况下,AB类要消耗功率。
但D类只消耗功耗。
在输出10W的功放,AB类功放要消耗40W功率。
而D类只消耗。
而且D类功放所产生的热可由PCB设计时散热,省掉了散热器。
在大功率输出的情况下100W-500W的D类功放可以使用很小的散热器。
D类功放在大功率功放中的优势更为明显。
二、D类功放的成本D类功放还体现在成本方面的优势。
高效率可以大大节省电源成本。
不管是线性电源还是开关电源都是以功率来计算单价的。
如2X15W的功率来计算,D类放大器的总功率约为30/80%=. 模拟功放的功率为30W/45%=。
数字功放电源的价格成本省近1半。
D类功放主要器件成本也很低。
如100W功放来计算,用IR的方案,IRS2092不到7元钱,MOS管也不到7元。
这2个主要器件加起来不超过20元。
而模拟功放的大散热器就超出这个价格。
D类保护电路更全,D类功放内部一般设有保护触发电路,可以省掉继电器,省掉机械触点,节省成本,减少故障点。
同时因数字功放发热少,在大功率功放中可以省掉机箱后面的风扇。
三、过载能力与功率储备数字功放的过载能力远高于模拟功放,模拟功放三极管工作在线性区,当过载后,三极管会饱和,出现谐波失真。
音响技术试题及答案解析一、选择题1. 音响系统中,以下哪个设备是用于放大音频信号的?A. 调音台B. 均衡器C. 功放器D. 扬声器答案:C2. 在音响系统中,均衡器的主要作用是什么?A. 放大信号B. 调整音量C. 调整频率响应D. 转换信号格式答案:C3. 以下哪个术语描述的是音响系统中的信号传输方式?A. 模拟信号B. 数字信号C. 无线传输D. 有线传输答案:C二、填空题4. 音响系统中的_______用于控制信号的输入和输出,是整个系统的控制中心。
答案:调音台5. 音响系统中的_______可以对音频信号进行增益调节,以适应不同场合的音量需求。
答案:功放器6. 音响系统中的_______可以对音频信号进行频率上的调整,以改善音质。
答案:均衡器三、简答题7. 简述音响系统中的信号流程。
答案:音响系统的信号流程通常包括:信号源(如麦克风、乐器等)→信号处理设备(如调音台、均衡器等)→信号放大设备(如功放器)→信号输出设备(如扬声器)。
8. 描述一下数字音频与模拟音频的主要区别。
答案:数字音频是指音频信号以数字形式存储和传输,具有较高的抗干扰能力和便于编辑处理的特点。
模拟音频则是以连续变化的波形形式存储和传输,更接近自然声音,但在传输过程中容易受到干扰。
四、计算题9. 如果一个音响系统的总功率为1000W,功放器的效率为80%,求该系统在理想状态下的输入功率。
答案:理想状态下的输入功率 = 总功率 / 效率 = 1000W / 0.8 = 1250W五、论述题10. 论述音响系统中信号失真可能的原因及解决方法。
答案:音响系统中信号失真的原因可能包括:设备质量问题、信号过载、电缆连接不良、电磁干扰等。
解决方法包括:选择高质量的音响设备、合理设置信号增益、确保电缆连接稳定、使用屏蔽电缆减少电磁干扰等。
数字功放与模拟功放的区别一、数字功放与D类功放的区别常见D类功放(PWM功放)的工作原理:PWM功放只能接受模拟音频信号,用内部三角波发生器产生的三角波和它进行比较,其结果就是一个脉宽调制信号(PWM),然后将PWM信号放大并还原成模拟音频信号。
因此,PWM功放是用脉冲宽度对模拟音频幅度进行模拟的,其信息的传递过程是模拟的、非量化的、非代码性的。
并且由于目前器件性能的限制,PWM功放不可能采用太高的采样频率,在性能指标上尚达不到Hi-Fi级的水平。
而数字功放采用一些宽度固定的脉冲来数字地量化、编码模拟音频信号,使音频信号的还原更为真实。
二、数字功放和模拟功放的区别字串6数字功放由于工作方式与传统模拟功放完全不同,因此克服了模拟功放固有的一些缺点,并且具备了一些独有的特点。
1.过载能力与功率储备数字功放电路的过载能力远远高于模拟功放。
模拟功放电路分为A类、B类或AB类功率放大电路,正常工作时功放管工作在线性区;当过载后,功放管工作在饱和区,出现谐波失真,失真程度呈指数级增加,音质迅速变坏。
而数字功放在功率放大时一直处于饱和区和截止区,只要功放管不损坏,失真度不会迅速增加,如图1所示。
字串4图1 全数字功放与普通功放过载失真度比较由于数字功放采用开关放大电路,效率极高,可达75%~90%(模拟功放效率仅为30%~50%),在工作时基本不发热。
因此它没有模拟功放的静态电流消耗,所有能量几乎都是为音频输出而储备,加之前后无模拟放大、无负反馈的牵制,故具有更好的“动力”特性,瞬态响应好,“爆棚感”极强。
2.交越失真和失配失真模拟B类功放在过零失真,这是由于晶体管在小电流时的非线性特性而引起的在输出波形正负交叉处的失真(小信号时晶体管会工作在截止区,无电流通过,导致输出严重失真)。
而数字功放只工作在开关状态,不会产生交越失真。
字串2模拟功放存在推挽对管特性不一致而造成输出波形上下不对称的失配失真,因此在设计推挽放大电路时,对功放管的要求非常严格。
数字功放与模拟功放的区别
嘉兆科技
一、数字功放与D类功放的区别
常见D类功放(PWM功放)的工作原理:PWM功放只能接受模拟音频信号,用内部三角波发生器产生的三角波和它进行比较,其结果就是一个脉宽调制信号(PWM),然后将PWM信号放大并还原成模拟音频信号。
因此,PWM功放是用脉冲宽度对模拟音频幅度进行模拟的,其信息的传递过程是模拟的、非量化的、非代码性的。
并且由于目前器件性能的限制,PWM功放不可能采用太高的采样频率,在性能指标上尚达不到Hi-Fi级的水平。
而数字功放采用一些宽度固定的脉冲来数字地量化、编码模拟音频信号,使音频信号的还原更为真实。
二、数字功放和模拟功放的区别
数字功放由于工作方式与传统模拟功放完全不同,因此克服了模拟功放固有的一些缺点,并且具备了一些独有的特点。
1. 过载能力与功率储备
数字功放电路的过载能力远远高于模拟功放。
模拟功放电路分为A类、B类或AB类功率放大电路,正常工作时功放管工作在线性区;当过载后,功放管工作在饱和区,出现谐波失真,失真程度呈指数级增加,音质迅速变坏。
而数字功放在功率放大时一直处于饱和区和截止区,只要功放管不损坏,失真度不会迅速增加。
2. 交越失真和失配失真
模拟B类功放在过零失真,这是由于晶体管在小电流时的非线性特性而引起的在输出波形正负交叉处的失真(小信号时晶体管会工作在截止区,无电流通过,导致输出严重失真)。
而数字功放只工作在开关状态,不会产生交越失真。
模拟功放存在推挽对管特性不一致而造成输出波形上下不对称的失配失真,因此在设计推挽放大电路时,对功放管的要求非常严格。
而数字功放对开关管的配对无特殊要求,基本上不需要严格的挑选即可使用。
3. 功放和扬声器的匹配
由于模拟功放中的功放管内阻较大,所以在匹配不同阻值的扬声器时,模拟功放电路的工作状态会受到负载(扬声器)大小的影响。
而数字功放内阻不超过0.2Ω(开关管的内阻加滤波器内阻),相对于负载(扬声器)的阻值(4~8Ω)完全可以忽略不计,因此不存在与扬声器的匹配问题。
4. 瞬态互调失真
模拟功放几乎全部采用负反馈电路,以保证其电声指标,在负反馈电路中,为了抑制寄生振荡,采用相位补偿电路,从而会产生瞬态互调失真。
数字功放在功率转换上没有采用任何模拟放大反馈电路,从而避免了瞬态互调失真。
5. 声像定位
对模拟功放来说,输出信号和输入信号之间一般都存在着相位差,而且在输出功率不同时,相位失真亦不同。
而数字功放采用数字信号放大,使输出信号与输入信号相位完全一致,相移为零,因此声像定位准确。
6. 升级换代
数字功放通过简单地更换开关放大模块即可获得大功率。
大功率开关放大模块成本较低,在专业领域发展前景广阔。
7. 生产调试
模拟功放存在着各级工作点的调试问题,不利于大批量生产。
而数字功放大部分为数字电路,一般不需调试即可正常工作,特别适合于大规模生产。
三、数字功放和“数字化”功放、“数码”功放的区别
所谓的“数字化”功放只是在前置级上采用数字信号处理的方式,在模拟音频信号或数字音频信号输入后,采用现有的数字音频处理集成电路,实现一些比如声场处理、数字延时、混响等功能,最后再通过模拟功率放大模块进行音频放大。
虽然目前各集成电路厂家都推出了数字声场处理、数字卡拉OK和数字杜比解码集成电路。
但是由于目前功放大都只能接收模拟音频信号,所以各集成电路的接口也大多是模拟的,这就需要反复地进行模/数、数/模转换,由此会引入量化噪声,使音质恶化。
全数字功放除了针对扬声器的接口以外(这是因为目前扬声器都只能接受模拟音频信号),音频信号在功放内部都
是以数字信号的方式进行处理(包括功率放大);对于模拟音频信号,必须转化成数字信号后才能进行处理。
在已经具备数字音频的时代推出数字功放,将可能对音响技术的发展产生重大影响。