数字功放
数字功放与模拟功放的区别
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功放只能同意模拟音频信号，用内部三角波发生器产生的三角波和它进行比较，其结果确实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，其信息的传递进程是模拟的、非量化的、非代码性的。
而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，而且具有了一些特有的特点。
1. 过载能力与功率储蓄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，显现谐波失真，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，失真度可不能迅速增加。
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发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，致使输出严峻失真）。
而数字功放只工作在开关状态，可不能产生交越失真。
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，对功放管的要求超级严格。
而数字功放对开关管的配对无特殊要求，大体上不需要严格的挑选即可利用。
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，因此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）大小的阻碍。
而数字功放内阻不超过Ω(开关管的内阻加滤波器内阻)，相关于负载（扬声器）的阻值（4~8Ω）完全能够忽略不计，因此不存在与扬声器的匹配问题。
数字功放原理
数字功放原理数字功放（Digital Power Amplifier）是一种利用数字信号处理技术进行功率放大的设备，它将模拟信号转换为数字信号，通过数字信号处理器进行处理，再将处理后的数字信号转换为模拟信号输出到扬声器。
数字功放具有高效、高保真、体积小、重量轻等优点，因此在音响领域得到了广泛的应用。
数字功放的原理主要包括数字信号处理、数字模拟转换和输出放大三个部分。
首先，数字功放接收到的是模拟音频信号，它需要经过模数转换器（ADC）将模拟信号转换为数字信号。
模数转换器将模拟信号进行采样和量化，得到对应的数字信号，然后将数字信号送入数字信号处理器（DSP）进行数字信号处理。
数字信号处理器对数字信号进行滤波、均衡、混响等处理，以及对音频信号进行编码和解码，使得音频信号能够得到更好的处理和增强，最终得到高保真度的音频信号。
接下来，经过数字信号处理器处理后的数字信号需要经过数模转换器（DAC）转换为模拟信号。
数模转换器将数字信号进行解码，得到模拟音频信号，然后将模拟音频信号送入输出级放大器进行放大。
输出级放大器将模拟音频信号进行功率放大，增大信号的幅度，然后输出到扬声器。
扬声器将电信号转换为声音信号，使得人们能够听到音频信号。
总的来说，数字功放的原理是通过模数转换器将模拟音频信号转换为数字信号，经过数字信号处理器进行处理，然后再通过数模转换器将数字信号转换为模拟信号，最终经过输出级放大器输出到扬声器。
数字功放相比传统的模拟功放具有很多优点。
首先，数字功放可以实现数字信号的精确控制和处理，能够实现更高的音频信号处理精度和保真度。
其次，数字功放具有更高的效率，能够更好地利用电能，减少能量的浪费。
此外，数字功放的体积更小，重量更轻，更适合于一些对音响设备体积和重量有要求的场合。
总的来说，数字功放利用数字信号处理技术实现了对音频信号的精确控制和处理，具有高效、高保真、体积小、重量轻等优点，是音响领域的一种重要技术。
1+BIT+全数字音频功率放大系统+39页+2.6M
三、仿真要求
仿真工作重点在于对影响整机性能指标的数字信号处理部分、1BIT 功放部分和输出级 低通滤波部分进行分析。 其中数字处理部分的方案和算法将很大程度上决定了信噪比的重要 参数；1BIT 功放部分和输出级低通滤波部分的电路设计和优化是进一步提高整机指标的关 键，因此应将上述几部分联合起来仿真分析。
四、 本电路特点
本电路为 1BIT 全数字功率放大电路，与国内现有的产品相比，具有以下特点：
1、采用自行开发有自主知识产权的超大规模集成电路。该电路采用 8 倍超取样数字滤
3
波，多级噪声整形和△-∑调制，13 级到 24 级 PWM 信号输出的方案,保证了整个系 统的频响特性。
2、可兼容不同 BIT 数和不同格式数字音频信号。 数字信号选择器可实现对数字音频信
二、 数字功放的特点
1、高保真。数字功放的交越失真、失配失真和瞬态互调失真均小。 晶体管在小电流时的非线性特性会引起模拟功放在输出波形正负交叉处的失真 （小信号 时的晶体管会工作在截止区，此时无电流通过，导致输出严重失真）称为交越失真，交越失 真是模拟功放天生的缺陷；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，即使如此也未必能够做到完全对称。而数字功放对开关管的 配对无特殊要求，无须严格匹配；模拟功放为保证其电声指标，几乎无一例外都采用负反馈 电路，在负反馈电路中，为抑制寄生振荡，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无须反馈电路，从而避免了瞬态互调失真。 2、高效率，可达７５％～９５％。 由于数字功放采用开关放大电路，效率极高，可达７５％～９５％（模拟功放一般仅为 ３０％～５０％，甚至更低） ，在工作时发热量非常小。功率器件均工作在开关状态，因此 它基本上没有模拟功放的静态电流损耗， 所有能量几乎都是为音频输出而储备， 而且瞬态响 应好。 3、过载能力与功率储备能力强 数字功放电路的过载能力远远高于模拟功放。模拟功放分为 A 类、B 类或ＡＢ类等几类 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，出现削 顶失真，失真呈指数级增加，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
数字功放即PWM调制的D类功放,与模拟功放的主要
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。
数字功放与模拟功放的区别
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。
数字功放原理
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。
数字功放工作原理
数字功放工作原理数字功放（Digital Power Amplifier）是一种使用数字信号处理技术来实现音频信号功率放大的电子设备。
它采用了数字信号处理器（DSP）和PWM（脉宽调制）技术，能够将数字音频信号转换为模拟信号并进行功率放大，以驱动扬声器产生音频声音。
数字功放的工作原理如下：1. 输入信号处理：数字功放首先接收音频输入信号。
这个信号可以是通过麦克风、CD播放器或其他音频设备提供的模拟信号，也可以是经过模数转换器（ADC）转换为数字信号后的数字音频信号。
2. 数字信号处理：数字功放将输入信号经过数字信号处理器（DSP）进行处理。
DSP可以对音频信号进行各种处理，如均衡、滤波、时延控制、喇叭校准等，以优化音频质量。
3. 数字到模拟转换：经过数字信号处理的音频信号被送入数字到模拟转换器（DAC），将其转换为模拟信号。
DAC会将离散的数字音频样本以一定频率合成为连续的模拟音频信号。
4. 模拟信号放大：转换为模拟信号后，音频信号经过PWM脉宽调制技术被送入功率放大器。
PWM技术将音频信号转换为脉冲信号，通过调整脉冲的宽度来控制输出信号的幅值。
5. 输出功率放大：脉冲信号经过功率放大器进行功率放大，以便驱动扬声器产生大功率的音频声音。
功率放大器的工作原理是通过对电流或电压进行放大，将低功率的音频信号转换为足够大的功率信号。
6. 扬声器输出：经过功率放大后，放大器的输出信号被传送到扬声器，驱动扬声器震动产生声音。
通过数字信号处理和PWM技术的结合，数字功放能够实现高效率的功率放大，具有音频精度高、信噪比好、失真低、功率利用率高等优势。
同时，数字功放还能够实现灵活的数字信号处理和音频参数调整，提供更好的音频体验。
数字功放原理
数字功放原理
数字功放原理
数字功放（Digital Amplifier）是一种新型的高性能功放，它具有多种优点，例如高性能、低成本等，使得数字功放在音频领域占据重要地位。
数字功放的工作原理是通过将输入的信号经过数字信号处理，将其转换为数字信号，然后再通过功放模块将数字信号转换为具有较强声能量的音频信号。
数字功放比常规功放具有几大优势，它能够提供更高的性能、更低的噪声、更小的体积以及更低的成本。
另外，数字功放还具有更强的信号稳定性，可以实现更好的音质，还可以采用高精度控制，可以实现最佳的传输效果。
最后，数字功放具有很高的可靠性，它不易受外界干扰，不易受到电磁波的影响，所以能够提供更长久的使用寿命。
总而言之，数字功放具有多种优势，可以满足不同音频应用场合的需求，这也是数字功放在音频领域中不断发展的原因之一。
数字功放与模拟功放的区别
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
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Ω(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。
数字音频功率放大器 安装及操作手册说明书
数字音频功率放大器数字音频功率放大器Installation and Operating Manual安装及操作手册V 1.1目 录重要的安全说明 (I)安装及使用说明 (II)第一章概述 (1)第二章功能及指示 (2)第三章连接及操作 (4)3.1 输入输出线 (4)3.2 连接 (4)3.3 操作须知 (5)3.3.1 保护扬声器 (5)3.3.2 注意事项 (5)3.4 Web页面控制 (6)第四章 技术参数 (12)第五章功放串口使用 (13)重要的安全说明重要的安全说明1. 在安装和使用设备前请先仔细阅读本安全操作规程。
2. 请保存好您的安全操作指南便于以后作参考用。
3. 请遵守所有设备操作指南中的“警告”事项。
4. 须遵守各项操作指南中的规章原则。
5. 清洁设备：清洁设备之前，请先关闭设备电源，从插座中拔出设备插头，清洁时请用干燥的软布擦拭。
6. 未经生产厂家同意，不要使用任何不匹配的附件配置，这都有可能引起危险事故。
7. 勿将设备置于潮湿的地方，以免发生危险。
8. 设备不应遭受水滴或水溅，不应放置诸如花瓶一类装满液体的物品。
9. 电源插头作为断接装置，应便于操作。
10. 设备应可靠连接到带保护接地的电网电源输出插座上。
11. 勿将设备放置在不稳固的台面上；在运输过程中避免设备遭受强烈振动而引起损坏，建议在运输前选用合适的包装或使用原包装。
12. 请勿阻塞设备上的通风开口，并保持室内的空气通畅，便于设备的维护。
13. 供电电压：AC 100 V - 240 V 50/60 Hz14. 接地插头：三针接地插头。
15. 设备连接所需要的延长电缆线请绕道穿行，勿有重物挤压，这样能有效维护系统的正常工作。
16. 确保设备不被任意拆开机壳，也不允许任何硬质导体或液态物质残留在机壳内。
17. 设备有需要维护时，不要自行拆卸，请及时与TAIDEN客户服务中心取得联系。
18. 所有TAIDEN产品将提供一定期限（详见保修卡）免费保修，但人为损坏除外，例如：A. 设备因人为作用被摔坏；B. 因操作员操作不当而导致设备受损；C. 自行拆卸后而导致部分设备零件受损或丢失。
d类功放 增益
d类功放增益
D类功放，也称为数字功放，是一种电子放大器技术，采用数字信号处理和PWM调制来实现信号放大。
与传统的A/B类功放相比，D类功放具有高效率、低功耗和小尺寸等优点。
D类功放的增益通常是通过数字信号处理芯片来控制。
数字信号处理器可以接收音频输入信号，并将其数字化和处理。
在数字处理过程中，可以根据需要进行增益调整，以控制输出信号的大小。
增益调整可以通过软件或硬件来实现，具体操作方法因产品而异。
D类功放通常具有较大的增益范围，可以根据实际需求进行调整。
增益的调整可以通过用户界面、遥控器或其他控制方式来完成。
在调整增益时，需要注意不要超过功放的额定输出功率，以避免过载和失真。
在使用D类功放时，建议根据实际的音频输入信号和输出需求，仔细调整增益，以获得最佳的音频效果。
此外，还需注意保持信号的动态范围，避免过度增益导致音频失真或损坏扬声器等问题。
不同的D类功放产品可能有不同的增益控制方式和调整范围，因此在使用时需要参考具体产品的说明书或咨询相关技术支持。
数字功放简介
数字功放简介数字功放采用早已存在的D类放大器电路，D类放大器的电路采用场效应管H-桥式链接。
电路场效应输出的脉冲波经过恢复得到原来的正弦波，驱动扬声器产生声音。
数字功放原理数字功放的功放管工作在开关状态,理论状态晶体管导通时内阻为零,两端没有电压,当然没有功率消耗;而截止时,内阻无穷大,电流又为零,也不消耗.所以作为控制元件的晶体管本身不消耗功率,电源的利用率就特别高.图1是数字D类功放的工作原理框图.D类功放处理的是经脉宽调制(PWM)的音频数字信号,声音信息埋藏在脉冲的占空比或脉冲密度中.图示是音频信号的一种PWM调制方法,最为直观;较多采用的是以脉冲密度来表示信号大小的,脉冲密度大的地方,表示电压高;稀的地方,电压就低.双向信号可用其它方式调制,如占空比50%,即脉冲宽度与间隔宽度1:1,表示信号幅值为零;占空比大于50% ,幅度为正,这时数值越大,正幅度越高;占空比小于50%,幅度为负,越小越负.因为这种信号并不需要与外接设备直接相连,也就不需要格式完全统一,各厂可按自行研发的最佳方案调制.音频PWM编码可以从两种途径获得,一是对模拟音频信号进行模数变换直接生成PWM数字音频.二是对其它编码的数字音频,如CD的PCM编码,通过数字信号处理技术变换成PWM 码.获得后用此信号去控制大电流的开关型功率MOSFET由功率管输出一个大能量的PWM码.输出电压的大小由电源电压高低决定,输出的电流由负载扬声器的阻抗和电路形式决定.功率管工作在开关状态,只要开关特性好,线性要求几乎没有,制造成本比音响对管低,工业控制上这类MOSFET已用得很普遍,取材方便.由于开关管导通时的饱和压降和截止时的漏电流也会损失一些电能,但总效率仍有百分之九十几,为各类放大电路效率之冠.开关晶体输出的是脉宽调制波形,要成为可听的模拟音频信号,还需经过一路带宽为20KHz的低通滤波器,滤去脉冲波形中的高频成分,见图3,一般说来功放的输出电压对选取电容的耐压不成问题,只是电感最大允许电流要设计正确.数字功放由于效率高,管子的耗损小,功放的散热结构可以做得非常小巧简单,整个电路可以做得很小.所以,首先在笔记本电脑、有源音箱和声卡上采用.带有数字功放的声卡可直接接通普通音箱,这样使用就方便得多.随着技术的发展,数字功放也进入音响领域,TACT公司2000年推出的一款数字功放TACT Audio"黄金时代",令发烧音响界改变发结数字功放的成见,国内成都天奥公司更早就推出了用于家庭影院的数字多声道功放,深圳的三诺公司也在研发数字功放的有源音箱.国外多家芯片公司已推出带各种功能的数字功放IC器件,为整机生产厂更新产品提供了便利条件.一场功放革命正在悄然兴起.从图1可以看出数字功放的另一优点是可以直接放大数字音频信号.CD和DVD碟片上输出的音频信号是数字化的,现在播放机解码后要经过数模变换,变成模拟音频后再送出.而采用数字功放后,就可把解码后的PCM数字音频信号直接进入数字信号处理电路处理成PWM码进行放大.省去了播放机中的数模变换和数字功放中的模数变换二个较贵重部分,不但音质受损少,成本也可降低.利用数字功放技术生产整机时,音量调节方案会成为机种档次的分界线.简单方案就像传统模拟功放那样由电位器衰减模拟信号的输入幅度,实现音量衰减.这种方式数字信号的量化比特率得不到充分利用,小音量时信噪比下降,动态范围变小.而且也不能用于数字音频直接输入系统.较好的方案是采用调节电源电压的方式来衰减音量,以改变加到低通滤波器上的脉冲电压幅度来改变输出功率.这样量化比特率仍可充分利用,由于电压下降,量化噪声也随之下降,所以音量减小,但信噪比和动态范围仍能保持不变.由于功放电源的功率较大,改变电源电压不能用电阻衰减或分压方式来实现,必须从电源整流稳压部分就开始.TACT公司采用的方法是在数字稳压电源的DC-DC逆变过程中,改变占空比来改变最终输出电压.这类方案目前还只能在分立元件做功率输出部分的整机中采用,集成化数字功放IC仍用衰减模拟输入为主来调节音量.从现状来看,数字功放已能商品运用在功率一般的普通用途放大器上性价比和小型、节电等方面都有长处.几瓦的小功率型集成功放芯片,控制电路和功率开关器件已一体化,使用非常方便.几十瓦以上的大功率用数字功放芯片,一般只集成控制电路部分,大功率开关器件需另外集成或自行配置,以便整机设计灵活.在H F领域中,数字功放还只能算是在探索,离商品化还有一段过程.但数字功放是功率放大后起之秀这点是不容置疑的.数字功放制作方法在音频的领域中功率放大器一般可以分为5类,就是A类、AB类、B类、C类和D类,一般C类功放在发射电路中,不能直接性采用模拟信号输入,而其他的四种可以直接输出模拟信号,放大之后信号用来推动扬声器发出声音.D类是比较特殊的一种功放,它以通、断两种状态存在.因此,它不能直接放大模拟音频信号,而需要把模拟信号经"脉宽调制"变换后再放大.外行曾把此种具有"开关"方式的放大,称为"数字放大器",事实上,这种放大器还不是真正意义的数字放大器,它仅仅使用PWM调制,即用采样器的脉宽来模拟信号幅度.这种放大器没有量化和PCM编码,信号是不可恢复的.传统D类的PWM调制,信号精度完全依赖于脉宽精度,大功率下的脉宽精度远远不能满足要求.因此必须研究真正意义的数字功放,即全(纯)数字功率放大器.数字功放是新一代高保真的功放系统,它将数字信号进行功率转换后,通过滤波器直接转换为音频信号,没有任何模拟放大的功率转换过程.CD唱机(或DVD机)、DAT(数字录音机)、PCM(脉冲编码调制录音机)都可作为数字音源,用光纤和同轴电缆口直接输出到数字功放.此外,数字功放也具备模拟音频输入接口,可适应现有模拟音源.国外对数字音频功率放大器领域进行了二三十年的研究.在20世纪60年代中期,日本研制出8bit的数字音频功率放大器;1983年,国外提出了D类(数字)PWM功率放大器的基本结构.但是这些功放仅能实现低位D/A功率转换,若要实现16bit、44.1KHz采样的功率放大器.随着数字信号处理(DSP)和音频数字压缩技术的结合、新型离散功率器件及其应用的发展,使开发实用化的16bit数字音频功率放大器成为可能.国内外一些从事数字信号处理的技术人员,专门研究音频数字编码技术,在不损伤音频信号质量的情况下,尽量压缩数据库.经过多次实验,终于将末级功放开关频率由没有压缩数据时的约2.8GHz减至小于1MHz,从而降低了对开关功放管的要求.同时在开关功率放大部分,采用了驱动缓冲器和平衡电桥技术,实现了在不提高工作电压的情况下能够输出较大的功率,并且设计了完善的防止开关管击穿的保护电路.2.技术特点国内外一些公司研制出的数字功放,直接从CD唱机的接口(光纤和数字同轴电缆)接受数字PCM音频信号(模拟音频信号必须经过内置的A/D转换变成数字信号后才能进行处理),在整个信号处理和功率放大过程中,全部采用数字方式,只有在功率放大后为了推动音箱才转化为模拟信号.数字功放的主要技术特点为:(1) 采用两电平(0、1)多脉宽脉冲差值编码.(2) 采用平衡电桥脉冲速推技术.(3) 采用高倍率数字滤波技术.(4) 利用数字算法处理噪声问题.(5) 采用非线性抵消技术.{{分页}}3. 工作原理如图1所示,数字功放从光纤或数字同轴电缆接口接受数字PCM音频编码信号,或通过模拟音频输入接口接收模拟音频信号,并通过内部A/D转换器得到数字音频信号,再通过专用音频DSP芯片进行码型变换,得到所需要的音频数字编码格式,经过小信号数字驱动电路送入开关功率放大电路进行功率放大,最后将功率脉冲信号通过滤波器,提取模拟音频信号.图1 全数字音频功放电路的组成框图由图1可知,音频数字信号经过DSP编码后,直接控制场效应管开关网络的工作状态.场效应管驱动器用来缓冲DSP并增强信号,使之能驱动大功率MOSFET开关管.由于高电平脉冲信号只有微分分量,故需通过积分电路才能得到大功率原始音频信息.下面用一个简单的数字和物理模型来阐述数字功放的编码过程,如图2所示.图2 数字功放编码过程示意图图中表示两个相邻采样点N和N+1的采样值为AN和AN+1,中间点a1、a2、a3……为超采样点.超采样点是由数字滤波器计算产生的.通过数字滤波器后,所有采样点包括超采样点所构成的音频信号是比较平滑的.{{分页}}在数字功放中,首先建立一组不同脉宽的脉冲单元,它的脉宽虽然各不相同,但其宽度始终固定的,都是系统时钟周期的倍数.第一个超采样点a1与数值AN的差为Δx1,即a1-AN=Δx1,得到Δx1后,即用上述脉冲单元去量度它,仅用一个脉冲单元表示,余数保留至下次量度,假设余数为ΔΔx1.接着传送的第二个差值编码为a2-a1=Δx2,由于上次还保留余数ΔΔx1,所以还应加上,即当前应用一个脉冲单元去量度Δx2+ΔΔx1,同样余数保留至下一次累计.由此看出,用脉冲单元表示后的余数,即低于最小量度单位的部分并没有丢失,而是累加至相邻超采样点上.而从音频信号的角度来说,曲线AN,a1,a2,a3……AN+1下方的面积和原值相等,因此音频信号并没有产生失真,但曲线增加了以ΔΔx1,ΔΔx2……ΔΔxN幅度上下波动的噪声,这种噪声分量不大,频率很高,用一个较简单的滤波器就可滤除,不会影响到音频信号还原.在能量放大部分,采用平衡电桥开关技术,每通道使用四只MOSFET开关功放管构成平衡电桥开关网络.当功放管处于开关放大状态时,输出波形和输入的脉冲信号波形相同,但幅度近似于工作电压,即VOUT=VBUS,经滤波器滤波后,输出到负载上的波形峰值为VBUS.设MOSFET管内阻为rDSON,负载阻值为RLOAD,电源电压为VBUS,滤波器阻抗为Rx,则负载上均方值电流IRMS=VBUS/[(2rDSON+RLOAD+Rx)]所以负载上承受的功率为PLOAD=I2RMSXRLOAD={V2BUS/[2(2rDSON+RLOAD+Rx)2]}XRLOADη=[RLOAD/(2rDSON+RLOAD+Rx)]/[1+fX(■+▲)]其中■=16VBUS/[π2XIRATEX(2rDSON+RLOAD+Rx)]▲=2IRATE(t2RR/VBUS)(2rDSON+RLOAD+Rx)当包含有开关损耗时,效率可由下式计算:采用RFP22N10 MOSFET功放,内阻rDSON为0.08Ω,负载RLOAD为8Ω,工作电压VBUS为40V,开关频率f为700KHz,变换速率IRATE 为50A/us,翻转恢复时间tRR为100ns,滤波器内阻Rx为0.04Ω,可算出:PLOAD=95W,η=78%.在滤波器设计时,我们采用六阶巴特沃斯低通滤波器,用于将大功率数字脉冲信号转换为模拟音频信号.巴特沃斯滤波器的特点是带内平坦度高,从而使得输出音频信号幅频特性较好.数字功放中音质和载波频率的关系数字功放一直以来被许多人认为低音很不错,但是高音刺耳.在我们开发这个产品的过程当中,其实也发现了这个问题.我们回到数字功放的原理: 音频信号(20~20K)经过一个PWM的调制,然后通过一个开关功率放大电路,把PWM信号放大,最后通过滤波器,把PWM信号滤除掉,这样就剩下一个大功率的音频信号可以直接推动喇叭了.这个调制过程是数字功放的关键.一般现在流行的几个数字功放的方案的PWM频率都是工作在300K~500K范围,有些低音跑甚至工作在100K以下的频率.工作频率越高,越难选择开关管,开关的速度如果变慢了,容易发热,想减轻发热,就需要把死区调大,死区调大了,就导致失真变大.这个是一个两难的选择.于是选用极端快速的开关管,是数字功放第一要务.数字功放的采样频率,直接决定了音质,这个是我们在开发数字功放的过程中发现的一个重要现象.举个简单的例子,应该可以很好理解这个原理.假设PWM的开关频率为300K(300~450K是现在市面上的数字功放的最常见的频率),1: 如果输入一个20HZ的低频信号进入,那么等于把一个20HZ的低频信号周期分割为15000个采样点,这个采样点足够在输出的时候完美表达一个正玄波的波形,低音可以得到很好的表现.2: 如果输入一个1K的中频信号,那么他就产生300K/1K , 也就是一个周期300个采样点,这个还是可以接受的,但是已经开始恶化了.3: 如果输入一个20K的中频信号,那么只产生300K/20K ,也就是一个周期15个采样点, 已经不能完整表达一个正玄波了,个人认为,这就是高音恶化难听的主要原因,我们再来看看,到底多高的频率能高好的表达音频信号.下面是一个表:PWM 20 250 500 1K 2K 5K 10K 15K 20K100K 5000 400 200 100 50 20 10 7 5300K 15000 1200 600 300 150 60 30 20 15500K 25000 2000 1000 500 250 100 50 33 25600K 30000 2400 1200 600 300 120 60 40 301000K 50000 4000 2000 1000 500 200 100 67 502000K 100000 8000 4000 2000 1000 400 200 133 100从上表,可以看出,如果PWM的频率是100K 输入一个20K的音频信号,他只能把20K的一个周期分辨出5个信号,这显然不行,100K最高可以比较好的表达1K的信号(有100个采样点),所以工作在100K的数字功放只能是作为低音炮(20~250HZ).一个300K的数字功放也只能比较完美的表达5K(有60个采样点)的高音.一个600K的数字功放,可以比较好的表达10K的音频当工作频率达到1~2M的时候,才能真正的把高音的失真减低,减低并不等于完美:)能追求更高的频率是每个数字功放设计师的梦想,但是必须基于更先进的器件(更高的工作频率的功率管).采样频率越低,高频波形的折线化越严重,为什么有些低频率(400K)的数字功放失真怎么那么低呢.这个主要是出现在失真的测量方法上,普通的失真测量是输入1K信号,输出后测量1K信号产生的谐波(2K 3K,4K ,5K等),2K 4K 比较高,那是偶次失真(电子管常见的失真),3K5K比较高是奇次失真(晶体管电路常见的失真),也就是说实际上标称的失真只是代表1KHZ的失真,而不能代表其他信号频率的失真.于是就会产生了标称失真很低,但是实际的听感不舒服了.大家可以回头去看看上面哪个表,300K以上的数字功放对1KHZ的表达是比较完美的了.从这个角度,也证明了平时大家的感觉,为什么数字功放高音总是不舒服.关键的问题还是基频不够高.从另一个角度,我们再探讨一下基频和音频信号的关系.----关于滤波器.数字功放,基本都有滤波器(小功率的现在发展到没滤波器了),这个滤波器的作用主要是把PWM的基频滤除,一个陡峭的滤波器是非常难以设计的.双方的频率越靠近,想用简单的滤波器把两个不同频率的信号分离越困难.所以说,频率越高滤波器越容易处理.当然频率高滤波器使用的材料是有很大区别的.很多300~500K的数字功放只使用一个两阶滤波器.这个是远远不够的,很多数字功放输出都有0.3~1V的静态电压,我测试过两家提供的半成品板,有家甚至达到了3V的高频电压输出,这个是非常恐怖的事情.这个输出电压是高频电压,频率就是PWM的基频,虽然理论上这个信号是听不见的,但是他会严重干扰高音喇叭的工作.我初期设计过600K的CLASS-D 必须使用4阶以上的滤波器才能有效减低这个输出电压.DDX的数字功放解决方案前言随着现在数字音源和数字音频的快速发展,在对数字音频信号直接放大的数字音频放大器也得到了飞速的发展.它有效率的与数字音源对接,实现了端到端的纯数字音频处理和放大的优点.这种DDX音频放大器可以接受来自DSP直接输入的数字音频编码信号,采用专利的DDX信号处理技术来控制高效的功率器件,不需要为每个声道准备D/A转换器,从而减少了中间不必要的转换层级,音质得到显着的改善,成本也随着零部件数目的减少而下降,从而把高音质、低功耗和低制造成本带到人气很旺的高速增长的应用领域,如平板电视机、无线产品和个人音响系统.DDX音频放大器的基本结构DDX音频放大器包括2个主要部分:第一部分是采用专利DDX技术的调制器,它把数字音频接口得到的或者A/D转换得到的PCM数字音频数据转换成三态调制信号输出;第二部分是功率输出级,它包括三态驱动逻辑电路和全桥电路.经过三态调制的脉冲信号控制全桥电路中晶体管的导通与截止,在负载的两端产生极性相反的脉冲信号,脉冲的频率成份包含还原的音频信号和与调制过程相关的高频分量,因此通常需要在输出级和扬声器之间插入一个低通滤波器,避免高频分量直接驱动扬声器,从而在扬声器上得到还原并且放大的音频输出(如图1所示).图1 DDX基本功能块图DDX音频放大器驱动方式和调制方式DDX音频放大器的输出级采用全桥电路,它包含两个半桥输出级.每个半桥电路包括两个输出晶体管,一个是连接到正电源的高端功率管,另一个是连接到负电源的低端功率管.全桥电路可以由单电源供电,在相同的电源电压下,全桥电路的输出信号摆幅是半桥电路的两倍,理论上可以提供的最大输出功率是其四倍.传统的D类放大器采用差分工作方式,开关信号控制两个半桥电路中功率管的导通与截止,半桥A的输出极性必须与半桥B的输出极性相反,使负载电流从一个半桥流入,从另一个半桥流出,为滤波器提供极性相反的脉冲信号,因此只存在正态和负态这两种差分工作状态.图2 DDX驱动状态DDX音频放大器的调制器采用DDX专利的三态调制技术,增加了一个共模工作状态,即两个半桥输出的极性相同(都为低),从而使滤波器的两端被连接到地.这个共模状态称为阴尼态,和差分工作状态配合产生DDX三态调制,如图2所示.阴尼态用于表示低功率水平,代替两态方案中在正态和负态之间的开关.当音频信号处于低功率水平的时候,传统的两态方案仍然使输出晶体管处于开关状态,输出正负抵消的无用信号给滤波器和扬声器,这样不但增加了的开关损耗和能量开销,降低了音频放大器的效率和信噪比,而且不断地处于开关状态不可避免地产生EMI.DDX三态调制方案利用阴尼态表示低功率水平,正态和负态用于对扬声器提供大功率.在相同测试条件下,DDX三态调制方案比采用两态调制方案的传统D 类放大器产生的高频载波分量低16dB,在低功率水平时的放大器效率提高了20%.DDX三态调制方案的独有特性也改善了电源抑制比(PSRR),因为在低功率水平时,滤波器的差分动作非常小,阴尼态使扬声器的两端接地,从而使电源的噪声不被听见.许多D类放大器采用PWM输出至器件输入的负反馈环路以改善器件的线性,通过控制环路对输出进行校正,以减少失真问题和电源问题.闭环设计的优势是以可能出现的稳定性问题为代价的,这也是所有反馈系统共同面临的问题.而DDX音频放大器采用数字开环的设计,即使在驱动低阻抗扬声器的时候也不会产生放大器的稳定性问题.同时,利用先进的数字信号处理技术(DSP),对预期的输出级误差进行预补偿或者校正,也可以改善放大器的线性输出特性.并且可以在数字域对每个通道音频信号独立地编程,进行诸如分段EQ控制,低音/高音控制和音量控制等处理,而这些都可以通过I2C数字接口对内部寄存器进行编程来实现,不仅方便了用户的开发和使用,而且为用户增加了附加价值.DDX音频放大器种类DDX音频放大器芯片主要分成两类,一类是完全独立的设计,即DDX控制芯片和音频功率放大器芯片是分开的,最多能处理八个音频通道,最大输出功率为单通道350W;另一类是单芯片设计,即集成了DDX控制和音频功率放大器功能,同时拥有2.1通道的DDX控制和音频放大器,输出总功率为40W至160W.用户可以根据产品开发的实际需要进行灵活地选择和搭配组合.参考设计方案-平板电视专用音箱下面我们以意法半导体(STM)最新推出的一款DDX音频放大器STA328为例,来具体了解DDX音频放大器的结构和功能,以及如何利用DDX音频放大器进行产品设计和开发.该解决方案的主要特征:*音频放大器的输出为2.0通道(2×80W)或者2.1通道(2×40W+1×80W);*32条预设音频EQ曲线;*四选一HDMI选择开关控制器;*接收模拟立体声音频信号;*接收光纤和同轴接口的真数字编码音频信号(立体声PCM);*红外线遥控.随着平板电视设计变得更薄,扬声器变得更小,机箱声学特性越来越不理想,修正音频信号变得十分重要.我们为平板电视设计的这种2.1通道专用音箱,就是充分利用了DDX单芯片的高集成度,结合从声源到扬声器的纯数字流处理能力,为平板电视提供低成本、高效能、高音质的外置音响系统.这套专用音箱参考方案的电路结构如图3所示.图3 平板电视专用音箱参考方案的电路结构示意图这套音箱可以通过红外线遥控进行操作,意法半导体(STM)- ST72324作为人机界面控制MCU,接受来自红外遥控器的指令,向DDX音频放大器STA328发出相应的控制命令.另外,ASAHI KASEI MICROSYSTEMS (AKM)- AK4113是一个24位立体声数字音频接收器,可以接收来自光纤接口和同轴接口的高保真数字编码音频信号,然后转化为PCM音频信号,通过I2S总线输出,可以支持高达216KHz的采样率;AKM - AK5358A是一个高性价比的24位立体声A/D转换器,把立体声模拟音频信号转换为PCM音频信号,通过I2S总线输出.AK4113和AK5358A可以分别接收来自数字接口和模拟接口的音频信号源,为DDX音频放大器STA328提供PCM数字音频信号.设置STA328的输出级为2.1通道(2×40W+1×80W),搭配相应的音箱,还原并且放大来自前端数字音源或者模拟音源的音频信号.由于是针对平板电视这样的显示播放平台,当面临多个高清内容源的输入选择时,大多数平板电视的HDMI接口在使用上就会显得不方便,因此我们加入了英特矽尔(Intersil)-ISL54100.它是一个四选一HDMI选择开关控制器,不仅可以切换各路数字视频和音频信号,而且具有重新整理功能,通过一个内置的锁相环进行重新同步调整和均衡,可有效恢复因线材物理上的问题造成的信号衰变,能将高清信号传输距离延长15米.结语利用DDX音频放大器对数字音源输出的音频信号进行直接处理和放大,可以方便地实现高保真,高效率和低成本的音频放大器,为数字音源,音频处理和功率放大的整合提供了完整的端到端数字解决方案.。
博顿数字功放机说明书
博顿数字功放机说明书一、产品概述博顿数字功放机是一款高性能的音频功放设备，采用数字信号处理技术，具有出色的音质表现和可靠稳定的性能，适用于各类音频系统的放大需求。
二、产品特点1. 高保真音质：博顿数字功放机采用先进的数字信号处理算法，能够准确还原音频信号，实现高保真的音质输出。
2. 强大的功率输出：博顿数字功放机具备高功率输出能力，能够满足大型音频系统的放大需求，使音乐声音更加震撼。
3. 多种输入接口：博顿数字功放机提供多种输入接口，如RCA、XLR和光纤等，方便用户接入各类音源设备。
4. 灵活的音调调节：博顿数字功放机内置多种音效调节功能，用户可以根据自己的喜好和音乐类型进行调节，实现更好的音乐体验。
5. 可靠稳定的性能：博顿数字功放机采用高品质的元件和先进的散热设计，保证了其长时间稳定工作的能力，同时提高了设备的寿命。
6. 易于操作：博顿数字功放机操作简单，配备直观的面板和便捷的控制按钮，用户可以轻松调整各项参数。
三、使用说明1. 连接音源设备：将音源设备通过合适的线缆连接到博顿数字功放机的输入接口上。
2. 连接音箱：将音箱通过合适的线缆连接到博顿数字功放机的输出接口上。
3. 打开电源：确保所有连接正确无误后，打开博顿数字功放机的电源开关。
4. 调节音量：根据需要，通过旋钮或控制面板上的按钮来调节音量大小。
5. 调节音效：如需调节音效，可以通过面板上的音效调节旋钮或按钮进行操作，实现不同音效的切换和调节。
6. 关闭电源：使用完毕后，先将音量调到最小，然后关闭博顿数字功放机的电源开关。
四、注意事项1. 在使用博顿数字功放机时，请确保电源接地良好，以防止静电干扰和意外触电。
2. 长时间使用后，博顿数字功放机会产生一定的热量，请确保设备周围通风良好，不要堵塞散热口。
3. 在连接音源设备和音箱时，请注意线缆的选择和连接方式，确保连接牢固可靠，避免信号损失或杂音干扰。
4. 在调节音量时，请避免突然调高音量，以免对音箱和听觉造成损伤。
带电感的数字功放无声音输出维修和工作原理
带电感的数字功放无声音输出维修和工作原理带电感的数字功放是一种常见的音频设备，它通过数字信号处理技术和电感元件来进行功率放大和音频输出。
然而，在使用过程中，有时会出现无声音输出的情况，可能是由于多种原因引起的故障。
在本文中，我将根据深度和广度的要求对带电感的数字功放无声音输出进行全面评估，并探讨其工作原理，从而帮助您更深入地了解这一主题。
1. 故障排除在出现无声音输出的情况下，首先需要对带电感的数字功放进行故障排除。
可能的原因包括但不限于：1）电源故障：检查电源线和插座是否正常接触，排除电源供应不足或中断的可能性。
2）音频输入故障：检查音频输入线是否连接正常，音频源是否工作正常，以及数字功放的输入设置是否正确。
3）功放本身故障：检查数字功放的电路板、电感元件和连接部件是否出现故障或损坏。
2. 工作原理带电感的数字功放通过数字信号处理技术将输入的音频信号转换为数字信号，然后通过电感元件进行功率放大，最终输出模拟音频信号。
工作原理主要包括以下几个环节：1）数字信号处理：输入的音频信号经过模数转换器转换为数字信号，然后通过数字信号处理器进行滤波、均衡和功率调节。
2）功率放大：经过数字信号处理器处理的数字信号通过电感元件进行功率放大，电感元件可以有效地过滤高频噪声和谐波，提高音频输出的质量。
3）模拟音频输出：经过功率放大的信号再经过数模转换器转换为模拟音频信号，最终输出到扬声器或耳机中。
3. 个人观点和理解在我看来，带电感的数字功放是一种高效、稳定且音质优秀的音频设备，其数字信号处理技术和电感元件的结合使得其在功率放大和音频输出方面表现出色。
然而，由于其复杂的内部结构和工作原理，一旦出现故障需要专业的维修和调试。
对带电感的数字功放的深入了解，可以帮助我们更好地使用和维护这一音频设备，保证其稳定可靠地工作。
总结回顾在本文中，我对带电感的数字功放无声音输出的故障排除和工作原理进行了全面的评估和探讨。
通过逐步分析可能的故障原因和工作原理，希望能够帮助您更深入地理解这一主题，并在使用和维护带电感的数字功放时有所裨益。
数字功放原理
数字功放原理数字功放（Digital Power Amplifier）是一种利用数字信号处理技术对音频信号进行处理和放大的功放器。
与传统的模拟功放相比，数字功放具有更高的效率、更低的失真和更小的体积，因此在音响领域得到了广泛的应用。
本文将对数字功放的原理进行介绍，以便读者对其工作原理有一个清晰的认识。
数字功放的基本原理可以分为数字信号处理和功率放大两个部分。
首先，输入的模拟音频信号会经过模数转换器（ADC）转换成数字信号。
然后，经过数字信号处理单元（DSP）对数字信号进行滤波、均衡和混响等处理，最终得到经过处理的数字音频信号。
接下来，经过数字-模拟转换器（DAC）将处理后的数字信号转换成模拟信号，再经过功率放大器放大后输出到喇叭上。
数字功放的核心是数字信号处理单元（DSP），它能够对音频信号进行高精度的处理，包括均衡、滤波、混响等效果。
与传统的模拟功放相比，数字功放在信号处理上具有更大的灵活性和精度，可以实现更多种类的音效处理，同时也更容易实现数字音频处理器的功能集成。
另外，数字功放的功率放大部分也采用了数字控制技术。
传统的模拟功放在功率放大部分使用的是类比电路，效率较低，同时容易产生较大的热量。
而数字功放采用数字功率放大器，能够根据音频信号的实际情况动态调整功率放大器的工作状态，使得功率放大器的工作效率更高，同时也减少了功放器的发热量。
总的来说，数字功放的原理是利用数字信号处理技术对音频信号进行处理和放大，具有高效率、低失真和小体积的特点。
通过数字信号处理单元对音频信号进行精确处理，再经过数字功率放大器放大输出，实现了高保真的音频放大效果。
数字功放在音响领域的应用前景广阔，相信随着技术的进步和成本的降低，数字功放会成为音响行业的主流产品。
数字功放和模拟功放优缺点
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6.7W功率。
但D类只消耗1.33W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12.5W。
而且D类功放所产生的2.5W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%=37.5W. 模拟功放的功率为30W/45%=66.7W。
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。
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数字功放数字功放概述∙·数字功放简介∙·数字功放原理∙·数字功放制作方法∙·数字功放中音质和载波频率...数字功放的应用∙·DDX的数字功放解决方案∙·基于德仪音频的高保真数字功放数字功放简介数字功放采用早已存在的D类放大器电路，D类放大器的电路采用场效应管H-桥式链接。
电路场效应输出的脉冲波经过恢复得到原来的正弦波，驱动扬声器产生声音。
数字功放原理数字功放的功放管工作在开关状态,理论状态晶体管导通时内阻为零,两端没有电压,当然没有功率消耗;而截止时,内阻无穷大,电流又为零,也不消耗.所以作为控制元件的晶体管本身不消耗功率,电源的利用率就特别高.图1是数字D类功放的工作原理框图.D类功放处理的是经脉宽调制(PWM)的音频数字信号,声音信息埋藏在脉冲的占空比或脉冲密度中.图示是音频信号的一种PWM调制方法,最为直观;较多采用的是以脉冲密度来表示信号大小的,脉冲密度大的地方,表示电压高;稀的地方,电压就低.双向信号可用其它方式调制,如占空比50%,即脉冲宽度与间隔宽度1:1,表示信号幅值为零;占空比大于50% ,幅度为正,这时数值越大,正幅度越高;占空比小于50%,幅度为负,越小越负.因为这种信号并不需要与外接设备直接相连,也就不需要格式完全统一,各厂可按自行研发的最佳方案调制.音频PWM编码可以从两种途径获得,一是对模拟音频信号进行模数变换直接生成PWM数字音频.二是对其它编码的数字音频,如CD的PCM编码,通过数字信号处理技术变换成PWM码.获得后用此信号去控制大电流的开关型功率MOSFET由功率管输出一个大能量的PWM码.输出电压的大小由电源电压高低决定,输出的电流由负载扬声器的阻抗和电路形式决定.功率管工作在开关状态,只要开关特性好,线性要求几乎没有,制造成本比音响对管低,工业控制上这类MOSFET已用得很普遍,取材方便.由于开关管导通时的饱和压降和截止时的漏电流也会损失一些电能,但总效率仍有百分之九十几,为各类放大电路效率之冠.开关晶体输出的是脉宽调制波形,要成为可听的模拟音频信号,还需经过一路带宽为20KHz的低通滤波器,滤去脉冲波形中的高频成分,见图3,一般说来功放的输出电压对选取电容的耐压不成问题,只是电感最大允许电流要设计正确.数字功放由于效率高,管子的耗损小,功放的散热结构可以做得非常小巧简单,整个电路可以做得很小.所以,首先在笔记本电脑、有源音箱和声卡上采用.带有数字功放的声卡可直接接通普通音箱,这样使用就方便得多.随着技术的发展,数字功放也进入音响领域,TACT公司2000年推出的一款数字功放TACT Audio"黄金时代",令发烧音响界改变发结数字功放的成见,国内成都天奥公司更早就推出了用于家庭影院的数字多声道功放,深圳的三诺公司也在研发数字功放的有源音箱.国外多家芯片公司已推出带各种功能的数字功放IC器件,为整机生产厂更新产品提供了便利条件.一场功放革命正在悄然兴起.从图1可以看出数字功放的另一优点是可以直接放大数字音频信号.CD和DVD碟片上输出的音频信号是数字化的,现在播放机解码后要经过数模变换,变成模拟音频后再送出.而采用数字功放后,就可把解码后的PCM数字音频信号直接进入数字信号处理电路处理成PWM码进行放大.省去了播放机中的数模变换和数字功放中的模数变换二个较贵重部分,不但音质受损少,成本也可降低.利用数字功放技术生产整机时,音量调节方案会成为机种档次的分界线.简单方案就像传统模拟功放那样由电位器衰减模拟信号的输入幅度,实现音量衰减.这种方式数字信号的量化比特率得不到充分利用,小音量时信噪比下降,动态范围变小.而且也不能用于数字音频直接输入系统.较好的方案是采用调节电源电压的方式来衰减音量,以改变加到低通滤波器上的脉冲电压幅度来改变输出功率.这样量化比特率仍可充分利用,由于电压下降,量化噪声也随之下降,所以音量减小,但信噪比和动态范围仍能保持不变.由于功放电源的功率较大,改变电源电压不能用电阻衰减或分压方式来实现,必须从电源整流稳压部分就开始.TACT公司采用的方法是在数字稳压电源的DC-DC逆变过程中,改变占空比来改变最终输出电压.这类方案目前还只能在分立元件做功率输出部分的整机中采用,集成化数字功放IC仍用衰减模拟输入为主来调节音量.从现状来看,数字功放已能商品运用在功率一般的普通用途放大器上性价比和小型、节电等方面都有长处.几瓦的小功率型集成功放芯片,控制电路和功率开关器件已一体化,使用非常方便.几十瓦以上的大功率用数字功放芯片,一般只集成控制电路部分,大功率开关器件需另外集成或自行配置,以便整机设计灵活.在H F领域中,数字功放还只能算是在探索,离商品化还有一段过程.但数字功放是功率放大后起之秀这点是不容置疑的.数字功放制作方法在音频的领域中功率放大器一般可以分为5类,就是A类、AB类、B类、C类和D类,一般C类功放在发射电路中,不能直接性采用模拟信号输入,而其他的四种可以直接输出模拟信号,放大之后信号用来推动扬声器发出声音.D类是比较特殊的一种功放,它以通、断两种状态存在.因此,它不能直接放大模拟音频信号,而需要把模拟信号经"脉宽调制"变换后再放大.外行曾把此种具有"开关"方式的放大,称为"数字放大器",事实上,这种放大器还不是真正意义的数字放大器,它仅仅使用PWM调制,即用采样器的脉宽来模拟信号幅度.这种放大器没有量化和PCM 编码,信号是不可恢复的.传统D类的PWM调制,信号精度完全依赖于脉宽精度,大功率下的脉宽精度远远不能满足要求.因此必须研究真正意义的数字功放,即全(纯)数字功率放大器.数字功放是新一代高保真的功放系统,它将数字信号进行功率转换后,通过滤波器直接转换为音频信号,没有任何模拟放大的功率转换过程.CD唱机(或DVD机)、DAT(数字录音机)、PCM(脉冲编码调制录音机)都可作为数字音源,用光纤和同轴电缆口直接输出到数字功放.此外,数字功放也具备模拟音频输入接口,可适应现有模拟音源.国外对数字音频功率放大器领域进行了二三十年的研究.在20世纪60年代中期,日本研制出8bit的数字音频功率放大器;1983年,国外提出了D类(数字)PWM功率放大器的基本结构.但是这些功放仅能实现低位D/A功率转换,若要实现16bit、44.1KHz采样的功率放大器.随着数字信号处理(DSP)和音频数字压缩技术的结合、新型离散功率器件及其应用的发展,使开发实用化的16bit数字音频功率放大器成为可能.国内外一些从事数字信号处理的技术人员,专门研究音频数字编码技术,在不损伤音频信号质量的情况下,尽量压缩数据库.经过多次实验,终于将末级功放开关频率由没有压缩数据时的约2.8GHz减至小于1MHz,从而降低了对开关功放管的要求.同时在开关功率放大部分,采用了驱动缓冲器和平衡电桥技术,实现了在不提高工作电压的情况下能够输出较大的功率,并且设计了完善的防止开关管击穿的保护电路.2.技术特点国内外一些公司研制出的数字功放,直接从CD唱机的接口(光纤和数字同轴电缆)接受数字PCM音频信号(模拟音频信号必须经过内置的A/D转换变成数字信号后才能进行处理),在整个信号处理和功率放大过程中,全部采用数字方式,只有在功率放大后为了推动音箱才转化为模拟信号.数字功放的主要技术特点为:(1) 采用两电平(0、1)多脉宽脉冲差值编码.(2) 采用平衡电桥脉冲速推技术.(3) 采用高倍率数字滤波技术.(4) 利用数字算法处理噪声问题.(5) 采用非线性抵消技术.{{分页}}3. 工作原理如图1所示,数字功放从光纤或数字同轴电缆接口接受数字PCM音频编码信号,或通过模拟音频输入接口接收模拟音频信号,并通过内部A/D转换器得到数字音频信号,再通过专用音频DSP芯片进行码型变换,得到所需要的音频数字编码格式,经过小信号数字驱动电路送入开关功率放大电路进行功率放大,最后将功率脉冲信号通过滤波器,提取模拟音频信号.图1 全数字音频功放电路的组成框图由图1可知,音频数字信号经过DSP编码后,直接控制场效应管开关网络的工作状态.场效应管驱动器用来缓冲DSP并增强信号,使之能驱动大功率MOSFET开关管.由于高电平脉冲信号只有微分分量,故需通过积分电路才能得到大功率原始音频信息.下面用一个简单的数字和物理模型来阐述数字功放的编码过程,如图2所示.图2 数字功放编码过程示意图图中表示两个相邻采样点N和N+1的采样值为AN和AN+1,中间点a1、a2、a3……为超采样点.超采样点是由数字滤波器计算产生的.通过数字滤波器后,所有采样点包括超采样点所构成的音频信号是比较平滑的.{{分页}}在数字功放中,首先建立一组不同脉宽的脉冲单元,它的脉宽虽然各不相同,但其宽度始终固定的,都是系统时钟周期的倍数.第一个超采样点a1与数值AN的差为Δx1,即a1-AN=Δx1,得到Δx1后,即用上述脉冲单元去量度它,仅用一个脉冲单元表示,余数保留至下次量度,假设余数为ΔΔx1.接着传送的第二个差值编码为a2-a1=Δx2,由于上次还保留余数ΔΔx1,所以还应加上,即当前应用一个脉冲单元去量度Δx2+ΔΔx1,同样余数保留至下一次累计.由此看出,用脉冲单元表示后的余数,即低于最小量度单位的部分并没有丢失,而是累加至相邻超采样点上.而从音频信号的角度来说,曲线AN,a1,a2,a3……AN+1下方的面积和原值相等,因此音频信号并没有产生失真,但曲线增加了以ΔΔx1,ΔΔx2……ΔΔxN幅度上下波动的噪声,这种噪声分量不大,频率很高,用一个较简单的滤波器就可滤除,不会影响到音频信号还原.在能量放大部分,采用平衡电桥开关技术,每通道使用四只MOSFET开关功放管构成平衡电桥开关网络.当功放管处于开关放大状态时,输出波形和输入的脉冲信号波形相同,但幅度近似于工作电压,即VOUT=VBUS,经滤波器滤波后,输出到负载上的波形峰值为VBUS.设MOSFET管内阻为rDSON,负载阻值为RLOAD,电源电压为VBUS,滤波器阻抗为Rx,则负载上均方值电流IRMS=VBUS/[(2rDSON+RLOAD+Rx)]所以负载上承受的功率为PLOAD=I2RMSXRLOAD={V2BUS/[2(2rDSON+RLOAD+Rx)2]}XRLOADη=[RLOAD/(2rDSON+RLOAD+Rx)]/[1+fX(■+▲)]其中■=16VBUS/[π2XIRATEX(2rDSON+RLOAD+Rx)]▲=2IRATE(t2RR/VBUS)(2rDSON+RLOAD+Rx)当包含有开关损耗时,效率可由下式计算:采用RFP22N10 MOSFET功放,内阻rDSON为0.08Ω,负载RLOAD为8Ω,工作电压VBUS为40V,开关频率f为700KHz,变换速率IRATE为50A/us,翻转恢复时间tRR为100ns,滤波器内阻Rx为0.04Ω,可算出:PLOAD=95W,η=78%.在滤波器设计时,我们采用六阶巴特沃斯低通滤波器,用于将大功率数字脉冲信号转换为模拟音频信号.巴特沃斯滤波器的特点是带内平坦度高,从而使得输出音频信号幅频特性较好.数字功放中音质和载波频率的关系数字功放一直以来被许多人认为低音很不错,但是高音刺耳.在我们开发这个产品的过程当中,其实也发现了这个问题.我们回到数字功放的原理: 音频信号(20~20K)经过一个PWM的调制,然后通过一个开关功率放大电路,把PWM 信号放大,最后通过滤波器,把PWM信号滤除掉,这样就剩下一个大功率的音频信号可以直接推动喇叭了.这个调制过程是数字功放的关键.一般现在流行的几个数字功放的方案的PWM频率都是工作在300K~500K范围,有些低音跑甚至工作在100K以下的频率.工作频率越高,越难选择开关管,开关的速度如果变慢了,容易发热,想减轻发热,就需要把死区调大,死区调大了,就导致失真变大.这个是一个两难的选择.于是选用极端快速的开关管,是数字功放第一要务.数字功放的采样频率,直接决定了音质,这个是我们在开发数字功放的过程中发现的一个重要现象.举个简单的例子,应该可以很好理解这个原理.假设PWM的开关频率为300K(300~450K是现在市面上的数字功放的最常见的频率),1: 如果输入一个20HZ的低频信号进入,那么等于把一个20HZ的低频信号周期分割为15000个采样点,这个采样点足够在输出的时候完美表达一个正玄波的波形,低音可以得到很好的表现.2: 如果输入一个1K的中频信号,那么他就产生300K/1K , 也就是一个周期300个采样点,这个还是可以接受的,但是已经开始恶化了.3: 如果输入一个20K的中频信号,那么只产生300K/20K ,也就是一个周期15个采样点, 已经不能完整表达一个正玄波了,个人认为,这就是高音恶化难听的主要原因,我们再来看看,到底多高的频率能高好的表达音频信号.下面是一个表:PWM 20 250 500 1K 2K 5K 10K 15K 20K100K5000 400 200 100 50 20 10 7 5300K150001200 600 300 150 60 30 20 15500K 2500020001000 500 250 100 50 33 25600K 30000 2400 1200 600 300 120 60 40 301000K 50000 4000 20001000 500 200 100 67 502000K 100000 8000 4000 20001000 400 200 133 100从上表,可以看出,如果PWM的频率是100K输入一个20K的音频信号,他只能把20K的一个周期分辨出5个信号,这显然不行,100K最高可以比较好的表达1K的信号(有100个采样点),所以工作在100K的数字功放只能是作为低音炮(20~250HZ).一个300K的数字功放也只能比较完美的表达5K(有60个采样点)的高音.一个600K的数字功放,可以比较好的表达10K的音频当工作频率达到1~2M的时候,才能真正的把高音的失真减低,减低并不等于完美:)能追求更高的频率是每个数字功放设计师的梦想,但是必须基于更先进的器件(更高的工作频率的功率管).采样频率越低,高频波形的折线化越严重,为什么有些低频率(400K)的数字功放失真怎么那么低呢.这个主要是出现在失真的测量方法上,普通的失真测量是输入1K信号,输出后测量1K信号产生的谐波(2K 3K,4K ,5K等),2K 4K 比较高,那是偶次失真(电子管常见的失真),3K5K比较高是奇次失真(晶体管电路常见的失真),也就是说实际上标称的失真只是代表1KHZ的失真,而不能代表其他信号频率的失真.于是就会产生了标称失真很低,但是实际的听感不舒服了.大家可以回头去看看上面哪个表,300K以上的数字功放对1KHZ的表达是比较完美的了.从这个角度,也证明了平时大家的感觉,为什么数字功放高音总是不舒服.关键的问题还是基频不够高.从另一个角度,我们再探讨一下基频和音频信号的关系.----关于滤波器.数字功放,基本都有滤波器(小功率的现在发展到没滤波器了),这个滤波器的作用主要是把PWM的基频滤除,一个陡峭的滤波器是非常难以设计的.双方的频率越靠近,想用简单的滤波器把两个不同频率的信号分离越困难.所以说,频率越高滤波器越容易处理.当然频率高滤波器使用的材料是有很大区别的.很多300~500K的数字功放只使用一个两阶滤波器.这个是远远不够的,很多数字功放输出都有0.3~1V的静态电压,我测试过两家提供的半成品板,有家甚至达到了3V的高频电压输出,这个是非常恐怖的事情.这个输出电压是高频电压,频率就是PWM的基频,虽然理论上这个信号是听不见的,但是他会严重干扰高音喇叭的工作.我初期设计过600K的CLASS-D 必须使用4阶以上的滤波器才能有效减低这个输出电压.DDX的数字功放解决方案前言随着现在数字音源和数字音频的快速发展,在对数字音频信号直接放大的数字音频放大器也得到了飞速的发展.它有效率的与数字音源对接,实现了端到端的纯数字音频处理和放大的优点.这种DDX音频放大器可以接受来自DSP直接输入的数字音频编码信号,采用专利的DDX信号处理技术来控制高效的功率器件,不需要为每个声道准备D/A转换器,从而减少了中间不必要的转换层级,音质得到显着的改善,成本也随着零部件数目的减少而下降,从而把高音质、低功耗和低制造成本带到人气很旺的高速增长的应用领域,如平板电视机、无线产品和个人音响系统.DDX音频放大器的基本结构DDX音频放大器包括2个主要部分:第一部分是采用专利DDX技术的调制器,它把数字音频接口得到的或者A/D 转换得到的PCM数字音频数据转换成三态调制信号输出;第二部分是功率输出级,它包括三态驱动逻辑电路和全桥电路.经过三态调制的脉冲信号控制全桥电路中晶体管的导通与截止,在负载的两端产生极性相反的脉冲信号,脉冲的频率成份包含还原的音频信号和与调制过程相关的高频分量,因此通常需要在输出级和扬声器之间插入一个低通滤波器,避免高频分量直接驱动扬声器,从而在扬声器上得到还原并且放大的音频输出(如图1所示).图1 DDX基本功能块图DDX音频放大器驱动方式和调制方式DDX音频放大器的输出级采用全桥电路,它包含两个半桥输出级.每个半桥电路包括两个输出晶体管,一个是连接到正电源的高端功率管,另一个是连接到负电源的低端功率管.全桥电路可以由单电源供电,在相同的电源电压下,全桥电路的输出信号摆幅是半桥电路的两倍,理论上可以提供的最大输出功率是其四倍.传统的D类放大器采用差分工作方式,开关信号控制两个半桥电路中功率管的导通与截止,半桥A的输出极性必须与半桥B的输出极性相反,使负载电流从一个半桥流入,从另一个半桥流出,为滤波器提供极性相反的脉冲信号,因此只存在正态和负态这两种差分工作状态.图2 DDX驱动状态DDX音频放大器的调制器采用DDX专利的三态调制技术,增加了一个共模工作状态,即两个半桥输出的极性相同(都为低),从而使滤波器的两端被连接到地.这个共模状态称为阴尼态,和差分工作状态配合产生DDX三态调制,如图2所示.阴尼态用于表示低功率水平,代替两态方案中在正态和负态之间的开关.当音频信号处于低功率水平的时候,传统的两态方案仍然使输出晶体管处于开关状态,输出正负抵消的无用信号给滤波器和扬声器,这样不但增加了的开关损耗和能量开销,降低了音频放大器的效率和信噪比,而且不断地处于开关状态不可避免地产生EMI.DDX三态调制方案利用阴尼态表示低功率水平,正态和负态用于对扬声器提供大功率.在相同测试条件下,DDX 三态调制方案比采用两态调制方案的传统D类放大器产生的高频载波分量低16dB,在低功率水平时的放大器效率提高了20%.DDX三态调制方案的独有特性也改善了电源抑制比(PSRR),因为在低功率水平时,滤波器的差分动作非常小,阴尼态使扬声器的两端接地,从而使电源的噪声不被听见.许多D类放大器采用PWM输出至器件输入的负反馈环路以改善器件的线性,通过控制环路对输出进行校正,以减少失真问题和电源问题.闭环设计的优势是以可能出现的稳定性问题为代价的,这也是所有反馈系统共同面临的问题.而DDX音频放大器采用数字开环的设计,即使在驱动低阻抗扬声器的时候也不会产生放大器的稳定性问题.同时,利用先进的数字信号处理技术(DSP),对预期的输出级误差进行预补偿或者校正,也可以改善放大器的线性输出特性.并且可以在数字域对每个通道音频信号独立地编程,进行诸如分段EQ控制,低音/高音控制和音量控制等处理,而这些都可以通过I2C数字接口对内部寄存器进行编程来实现,不仅方便了用户的开发和使用,而且为用户增加了附加价值.DDX音频放大器种类DDX音频放大器芯片主要分成两类,一类是完全独立的设计,即DDX控制芯片和音频功率放大器芯片是分开的,最多能处理八个音频通道,最大输出功率为单通道350W;另一类是单芯片设计,即集成了DDX控制和音频功率放大器功能,同时拥有2.1通道的DDX控制和音频放大器,输出总功率为40W至160W.用户可以根据产品开发的实际需要进行灵活地选择和搭配组合.参考设计方案-平板电视专用音箱下面我们以意法半导体(STM)最新推出的一款DDX音频放大器STA328为例,来具体了解DDX音频放大器的结构和功能,以及如何利用DDX音频放大器进行产品设计和开发.该解决方案的主要特征:*音频放大器的输出为2.0通道(2×80W)或者2.1通道(2×40W+1×80W);*32条预设音频EQ曲线;*四选一HDMI选择开关控制器;*接收模拟立体声音频信号;*接收光纤和同轴接口的真数字编码音频信号(立体声PCM);*红外线遥控.随着平板电视设计变得更薄,扬声器变得更小,机箱声学特性越来越不理想,修正音频信号变得十分重要.我们为平板电视设计的这种2.1通道专用音箱,就是充分利用了DDX单芯片的高集成度,结合从声源到扬声器的纯数字流处理能力,为平板电视提供低成本、高效能、高音质的外置音响系统.这套专用音箱参考方案的电路结构如图3所示.图3 平板电视专用音箱参考方案的电路结构示意图这套音箱可以通过红外线遥控进行操作,意法半导体(STM)- ST72324作为人机界面控制MCU,接受来自红外遥控器的指令,向DDX音频放大器STA328发出相应的控制命令.另外,ASAHI KASEI MICROSYSTEMS (AKM)- AK4113是一个24位立体声数字音频接收器,可以接收来自光纤接口和同轴接口的高保真数字编码音频信号,然后转化为PCM音频信号,通过I2S总线输出,可以支持高达216KHz的采样率;AKM - AK5358A是一个高性价比的24位立体声A/D转换器,把立体声模拟音频信号转换为PCM音频信号,通过I2S总线输出.AK4113和AK5358A可以分别接收来自数字接口和模拟接口的音频信号源,为DDX音频放大器STA328提供PCM数字音频信号.设置STA328的输出级为2.1通道(2×40W+1×80W),搭配相应的音箱,还原并且放大来自前端数字音源或者模拟音源的音频信号.由于是针对平板电视这样的显示播放平台,当面临多个高清内容源的输入选择时,大多数平板电视的HDMI接口在使用上就会显得不方便,因此我们加入了英特矽尔(Intersil)-ISL54100.它是一个四选一HDMI选择开关控制器,不仅可以切换各路数字视频和音频信号,而且具有重新整理功能,通过一个内置的锁相环进行重新同步调整和均衡,可有效恢复因线材物理上的问题造成的信号衰变,能将高清信号传输距离延长15米.结语利用DDX音频放大器对数字音源输出的音频信号进行直接处理和放大,可以方便地实现高保真,高效率和低成本的音频放大器,为数字音源,音频处理和功率放大的整合提供了完整的端到端数字解决方案.基于德仪音频的高保真数字功放1 引言音响成为了现代社会中必不可少的物件之一,同时研究音响也已经进入了数字化,只要整个音响系统的心脏-功放,它仍然还在数字化的门外.随着日益现代化的同时,在这里聚集了很大的音响市场,众多知名半导体制造商都将目光聚集在此,研究数字功放. 这里简要介绍数字功放原理与结构,并给出基于TI系列音频IC的高保真数字功放的设计思路与方法.。