用于数字功放方面的大电流电感

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数字音频功率放大芯片型号与特点介绍

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传统基本的D类放大器的结构如图所示。
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模拟输入信号通过一个比较器与三角波(或者锯齿波) 进行比较，比较器的输出就是PWM信号。它被用来控制高速功率开关，使得PWM信号在更高电平上重建，并能为负载(扬声器)提供更大电流。该PWM信号在经过一个无源模拟低通滤波器以后，会滤除高频载波成分，在扬声器上重现原来的模拟输入信号。
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NS4158
NS4158是一款带防失真功能，超低EMI，无需滤波器， 5W高效率的单声道数字音频功放。独特的防失真功能可以通过检测输出信号的失真，动态调整系统增益，不仅有效防止过载输出对喇叭的损坏，同时带来舒适的听觉感受。实际应用可以通过软件或者硬件设置放大器工作在防失真模式和普通模式。软件是通过一线脉冲控制，硬件是通过电平控制。应用非常灵活。 NS4158 采用先进的技术，在全带宽范围内极大地降低了 EMI 干扰，最大限度地减少对其他部件的影响。其输出无需滤波器的 PWM 调制结构及反馈电阻内置方式减少了外部元件、PCB面积和系统成本。NS4158在5V的工作电压时，能够向2Ω负载提供 5W的输出功率。
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从上图中可以看出，工作在A类放大状态的功率放大器，电
源始终不断地输送功率，在没有信号输入时，这些功率全部消耗在电路器件上，并将其转换为热量的形式耗散出去；当有信号输入时，其中一部分转换为有用的输出功率，信号越大，输送给负载的功率越多。
人们日常生活听到的各种声音信息是典型的连续信号，它不仅在时间上连续，而且在幅度上也连续，我们称之为模拟音频。在数字音频技术产生之前，我们只能用磁带或胶木唱片来存储模拟音频，随着技术的发展，声音信号逐渐过渡到了数字化存储阶段，可以用计算机等设备将它们存储起来。

TDA7850四声道镀金功放模块产品规格书

TDA7850四声道镀金功放模块产品规格书TDA7388/TDA7580是ST公司（意法半导体公司全球第五大半导体公司服务所有电子细分市场的领先集成器件制造商）生产的四声道汽车专用IC这款芯片采用的是BTL的输出形式，外围原件极少但是音质极佳，安装也非常的方便，封装为25脚双列直插式。

电源供电为直流12V-15V，本款产品为四声道功放模块，采用最通用的电路模式设计理念也非常的符合IC的整体效果。

套件的用料也极其讲究威马专用的音频电容，松下CBB的电容，日本的红宝石滤波电容，为了方便连接，本板的输入输出全部采用了0.5mm的接线端子，方便外接连线。

IC输出功率： TDA7381---4X25WTDA7382---4X22WTDA7388---4X41WTB2929HQ---4X45WTDA7560---4X45WTDA7854---4X47WTDA7850---4X50W该板适用与汽车改装，产品升级，桌面功放放大模块，电脑有源音响升级模块......本产品采用双面镀金板，元器件极少，IC原本是为汽车功放的一款四声道BTL IC，但是音质极佳，安装也极其简单，采用单直流12V，极限为15V，产品采用MOS管放大输出，输出功率大适合低阻的扬声器使用，板子厚度2MM，在大电流通过的地方均采取过锡槽设计。

IC可用 7381 7382，TB2929HQ……7388和7850等多款IC，（此系列IC仅在于最后一个数字不同，功率不一样，而线路通用）本板尺寸：（50mm*83mm*2mm）TDA7850JFDZ V6版升级方案：1、从电源滤波方面增加了电感滤波加大了电源滤波电容已经多封装类型的安装孔位，至此组合成了本版的LC电源滤波，将为芯片提供更纯净的电源。

2、音频输入耦合方面增加了多封装安装模式，可以安装2.54mm，5.08mm，7.62mm，10.16mm等四种耦合电容的封装都可兼容。

3、音频输入端子增加了三种安装模式，5.08mm的接线端子，2.54mm的排针，两位立体声音频输入莲花座等三种。

家庭音响的好搭档GWTWDB460C电源净化器

家庭音响的好播档G&W TW-DB460C 电源净化器文/隆景交流电网的电能质量问题已经引起越来越多音响及家庭影院发烧友的重视。

在220V/50HZ供电电路中，用户得到的并不是单纯的50Hz电源，而是电压中叠加多种谐波及脉冲干扰波成分。

电网供电经超高压输电约500KV变电站，变压到三相220V/50HZ,分配供电到每栋居民楼，而每个用户用的是单相220V,户外会受到高达数百伏甚至上千伏尖脉冲电压的干扰。

它们多数由远处的雷电、地球的磁场、无线电波、呼啸的风暴，频繁起动的汽车发动机所引起，严63EDUFmENT REVIEUJ 点指兵兵重时会引起电压幅值骤升、骤降现象。

户内会受数十伏尖脉冲电压的干扰。

220V 电压传输到每家每户均用并联方式用电，一条220V 电压电线就并联了各种各样的家用电器，各种电器带电运行，如洗衣机、电冰箱、抽油烟机的电动机频繁起动所引起的干扰，电脑中开关电源的干扰，导致用电的纯净度及稳定度受到了不同程度的影响，多次谐波分量明显偏高，会对电器造成不良影响及损坏。

这种未经净化的电源，用到音响系统及AV 系统后，使音响系统的重放音质受到不同程度的影响，音质变差不耐听，底噪声增大，电视及电脑的图象产生闪跃雪花，看后人眼疲劳度增加。

专业录音室设备及高级CD 、LP 音源播放系统，对电源噪音干扰更为敏感，哪怕是轻微的电源脉冲干扰，都会被叠加到信号源上，并被加以放大播放出来。

不得不说的是雷电，其上千伏尖脉冲电压对电器有着很大的潜在危害，有可能使电器被烧毁，而电器对此往往毫无保护措施，必须对电源着手才可避免。

说一个多年前在清华大学实验室发生的事情：2009年5月28日下午，工作时间正好遇上下雷雨，闪电之后雷声之大震耳欲聋，结果清华大学热能系燃汽轮机平房实验室遭遇雷击，造成实验室100多台计算机电源及主板烧毁，幸运的是有一间机房用了5台清逸伦TW-05D 电源净化器，内部使用了过流保护及防雷击电路，从而使20多台计算机遭受雷击后而未受到损坏。

重要电容调试

TA2020 T类数字功放摩机手记发布: 2010-7-07 22:21 | 作者: phydias| 来源: 中国音响看数字功放这么热闹，加上不少人鼓吹，忍不住入手了一成品TA2020的功放。

入手试听大失所望，虽然购买前做了很多功课，但在推动一6.5寸国产某名牌书架箱时，贝司低音失真极其严重，象是琴破了（用的是12V4A开关稳压电源，山寨品）。

数字功放不同于传统AB类的功放，设计上有很大的不同。

购买之前看了很多图片，想挑个靓声的，要不就是价格过高（发烧元件堆出来的），要不就是太简陋，连机箱都没有，有些看起来不错，但图片上显示它大量使用了拆机补品料，其品质很难令人相信。

最后在平衡之下买了某成品小功放，100多元的价格，扣除机箱的成本，倒也很合理，虽然我不认同该商品鼓吹的它用了什么什么补品元件。

试听令我大跌眼镜的是，这个小功放的失真如AB类功放削波失真，别说Hi-Fi，连基本的电气指标都达不到。

想想可惜了那些补品，天生素质太差，需要的医药，而不是补品。

怎么解决问题呢？先从电路分析上下手吧。

先看原理图，红色箭头示意了正向电流的回路。

从整个回路来看，输出较大功率的时候，某个元件参数不能满足要求，于是出现问题了。

串在回路中的元件，除IC本身集成的开关管以外，只有Lo和Csw. 通常串联回路中L影响高频响应，C影响低频响应。

查看TA2020的资料，对Csw有如下描述：Supply decoupling for the high current H-Bridge supply pins. These components must be located as close to the device as possible to minimize supply overshoot and maximize device reliability. Both the high fr equency bypassing (0.1uF) and bulk capacitor (180uF) should have good high frequency performance incl uding low ESR and low ESL. Panasonic HFQ or FC capacitors are ideal for the bulk capacitor. （译文：给H桥路提供大电流去耦。

用于家庭影院的数字功放芯片TAS5111

用于家庭影院的数字功放芯片ＴＡＳ5111美国德克萨斯(TI)仪器公司近日推出了最新数字功放电路TAS5111和TAS5112。

它采用所谓“纯数字路径”（PurePath Digital）技术，使得DVD输出的数字信号一直保持到功放扬声器前的末级放大。

据称，这是目前市场上效率最高的功放电路，可以用于DVD和A V功放、小型／微型的组合音响、数字电视和合并式家庭影院系统以及汽车音响等。

这类数字功放除了放大效率较高外，在动态范围、高保真度和高集成度方面都是目前之最。

TAS5112是双声道立体声数字功放，在负载为6Ω时，输出功率为50W，可以取代两个单声道放大器，它不但简化了电路设计、减小了线路板的面积，而且制造成本比以前的电路设计降低约三分之一。

TAS5111是业界第一颗提供单声道70W（4Ω）输出功率而失真度THD+N小于0.2％、效率高达90％以上的数字功放芯片。

由于数字功放对散热条件要求不高，两种芯片都采用HTSSOP小型化封装。

TAS5111为32脚；TAS5112为56脚。

下面以TAS5111为例介绍这类电路的结构与应用。

TAS5111的性能和管脚功能TAS5111沿用了TI公司的等比特技术，结合该公司的数字音频脉冲宽度调制处理器TAS5026和一个无源解调滤波器一起工作。

其主要性能如下：动态范围大于95dB；效率大于90％（负载4Ω或8Ω）；输出功率70W时（BTL、4Ω）总谐波失真THD+N小于0.2％；输出功率80W时（BTL、4Ω）总谐波失真THD+N小于10％。

图1为该芯片输出功率与谐波失真曲线；图2为频率与谐波失真曲线。

该器件具有过热、过载、欠压及扬声器自保护设计，采用32脚TSSOP（DAD）PowerPAD封装；或者36脚PSOP3（DKD）PowerPAD封装，其功能框图见图3。

图4为DAD封装形式的管脚图。

其各脚的功能如下：1脚（PWM BP）为半桥-B的信号输入端；2脚（GND）为电源地端；3脚（RESET）为重置信号端；4脚（DREG RTN）为去耦后回入芯片的接线；5脚（GREG）为门驱动电压稳压器去耦端，用外接电容连接至GND；6脚（M3）为模式选择端；7脚（DREG）为数字电源电压稳压器去耦端，用外接电容连接至DREG RTN；8脚（DGND I/O）为输入/输出参考接地端；9脚（M1）为模式选择端；10脚（M2）为模式选择端；11脚（DVDD I/O）为输入/输出参考电源输入端（3.3V），外接100Ω电阻连接至DREG；12脚（SD）为关闭半桥A和B的信号；13脚（DGND I/O）为输入/输出参考接地端；14脚（OTW）为过热报警输出，同时内部制动开路；15脚（GND）为电源接地端；16脚（PWM AP）为半桥A的信号输入端；17脚（GVDD）为提供芯片上门驱动和数字电压稳压的电源；18脚（GND）为电源接地端；19脚（BST A ）为HS自举电源端（BST），需外接电容至OUT A；20脚、21脚（PVDD A）为半桥A电源输入端；22脚、23脚（OUT A）为半桥A输出；24脚、25脚（GND）为电源接地端；26脚、27脚（OUT B）为半桥B输出；28脚、29脚（PVDD B）为半桥B电源输入端；30脚（BST B）为HS自举电源端（BST），需外接电容至OUT B；31脚（GND）为电源接地端；32脚（GVDD）为提供芯片上门驱动和数字电压稳压的电源端。

NE5532 及LM311 在数字功放的运用

1功放的选择传统功放主要有A 类功放、AB 类功放以及B 类功放。

A 类功放主要是小信号进行放大，需要设置偏置电压来稳定电路，因此效率较低。

B 类功放不是依靠偏置电压进行放大，而是利用当输入信号大于三极管的导通电压时，三极管则导通的原理进行放大。

由于输入信号有正负之分，因此需要用2个三极管进行放大。

由于当输入信号小于导通电压，即在-0.6V 到0.6V 的范围内，三极管不能导通，因此不能对输入信号进行放大，存在失真情况，因此提出了AB 类功放。

AB 功放工作时，由于直接对模拟信号进行放大，要求三极管处于线性放大状态，因此需要消散太多功耗，这样也存在弊端。

D 类功放克服以上弊端，采用脉冲高低电平控制开关器件导通截止，则输出信号的电压和电流均已被放大，也即功率被放大，所以功率消耗是非常小的。

2D 类功放的工作原理D 类功放的工作原理：首先利用运放自激振荡产生一个高频载波，然后将输入的低频模拟信号经过比较器调制到高频信号。

这个调制波是一系列宽度受到调制的等幅脉冲信号，且频率是随低频信号的幅度变化而变化，这个过程也叫脉冲宽度调制，简称脉宽调制。

这个系统一般由比较器构成，输入信号是三角波（载波）和低频信号，两个信号进行比较，如果低频信号大于三角波信号，比较器输出常数，如果是小于，则输出0，因此比较器输出是一系列调制的脉冲宽度调制波，输出的调制波经开关功率放大后经过滤波输出低频信号。

3原理方框图数字功放的原理框图如图一。

图一数字功放的原理框图4工作原理简介4.1通道选择及显示原理通道可以分为1通道和2通道。

选择电路采用74ls74芯片，它是一种双上升沿D 触发器芯片，一共有14个引脚。

由于输入信号是低频模拟音频信号，所以本论文多路选择分配器采用74HC4052芯片。

当D 触发器输出端为高电平，数码管显示2，同时信号进入74HC4052第10脚，该芯片数字选择端选择Y1通道信号输入和输出Y1信号，也即选择了通道2。

各种电容在音响电路里的优劣表现

各种电容在音响电路里的优劣表现上一期主要讲了不同品牌的薄膜电容在音响电路里的表现。

下面，我们再来看看电解电容：ELNA carafine:说实话，我不喜欢这个电容，感觉声音太糊太阴沉了，但是据很多老鸟说这个电容用在阴极相当出色。

ELNA SILMIC：很好的电容，清丽自然解析也算出色，不过低频感觉有点过于软脚了Nichicon MUSE：这个电容日本音响里面相当常见，声音清痩解析好，不过高频过于明亮，适合搭配厚声的系统使用。

Nichicon MUSE KZNichicon MUSE KZ：Nichicon的顶极，日本电容也就是从这个级别开始有了高档电容的味道。

KZ整体表现相当出色，甚至有点RIFA 420的感觉，高频延伸依然如整个MUSE系列一样相当出色，但是要普通MUSE润泽不少；中频表现上KZ在细腻顺滑的同时并不显单薄。

可惜该电容的低频也如其他MUSE一样，缺乏力度。

Rubycon BlackGate：地球上最昂贵的电解电容，就是最普通的标准版一颗100u的也要五六十元。

相对于同档次的KZ只要区区五六元，二者差价在10倍以上。

BG的高压大电流版本称之为琴王，一对的价钱往往超过三千，能够买一台不错的功放了。

由于BG的昂贵，我只用过普通版。

不过声音确实独具特色，用在阴极上有种很特别的甜味，初听很普通但听久了就不会再想换别的了。

BHC ALS30ABHC里面最适合音响用的电容，大电流输出，一扫过去BHC的隐晦风格！用在胆机的高压滤波上声音相当的甜美细腻自然顺滑，属于难得的佳品。

声音中性细腻，无论在什么设备上都不会拖系统的后腿，用来作退耦等位置很不错。

RIFA PEG124：在124之前我一直是用BC做退耦的，换了124后感觉其真不是浪得虚名的。

声音比BC要厚实，也更甜美。

但是用在阴极上却有不是那么回事，出来的声音很怪，所以说一个电容是好是坏并不是单看其本身，更多时候还是要看位置和搭配的。

CDE蓝皮高压：用在电源滤波上特色不明显，声音较厚但是很中性，其他的都一般吧，和日系的KMG什么差距不大。

电感厂大功率电感内部资料

功率电感之大电流电感随着电气技术的发展，对电源在高频率，高效率，环保，尺寸，安全，低温升，低噪音，抗干扰E等方面不断提出新的要求，在结构上提出“轻、薄、短、小”的要求，对关键器件提出了扁平化，轻量化，低功耗和高性能的要求，体现在磁性器件方面，尤其是非隔离DC-DC模块电源中，贴片化和扁平化（低高度）成为一种趋势。

CODACA从2001年成立至今，已专注生产电感14年，其产品系列不断推陈出新，顺应时代的发展，无论是技术积累还是品质和性价比，都奠定了CODACA这一电感品牌越来越具有影响力。

对于电源工程师以及磁性器件件工程师而言，高频化大功率电路对产品体积要求越来越严苛，功率密度要求越来越大，只有对功率电感有了更系统了解，尤其是大电流电感，才能设计和选型更优化的电感。

本文系统的对功率电感的相关知识进行阐述整理，主要包括功率电感的定义、选型因素、常用磁性材料、功率电感的工作点、典型电气参数、非典型参数、扁平线绕组的优势，常用拓扑结构和关于温升、饱和和噪音三个问题的建议。

1.功率电感的定义功率电感(Power Inductor),顾名思义，用在电路中传输功率的电感。

电感在电路中主要用来处理功率，信号和电磁兼容（EMC），其中负责功率传输的主要包括升压电感（boost），降压电感（buck），升降压电感（buck-boost），功率因素校正电感（PFC），正激电路输出侧的直流输出滤波电感（相当于buck）和逆变电路输出侧的逆变电感等，这些电感同时承担着储能和平滑滤波的作用；其中用于EMC的电感分为共模电感和差模电感，差模电感在电路中主要滤除差模干扰，无论传输电流是直流电还是交流电，都需要承担滤波和储能的作用，因此在本篇文章中，从能量储存的角度讲，也将差模电感归入功率电感范畴。

2.功率电感的选型因素：1)电感的电气特性，主要饱和特性，温升特性，频率特性等；2)电感的机械特性，主要尺寸限制，贴装方式，机械要求等；3)电感的使用环境，电气条件裕量，环境温湿度，酸碱度等；4)电感的性价比（品质，品牌，技术支持，服务，付款条件等）；5)电感的新型研发，深度定制和快捷样品反馈以及批产能力；功率电感的选型因素很多，对于设计人员或者采购人员而言，在满足主要考量因素的情况下，尽可能的平衡其他因素。

T类数字功放的一些介绍

T类功率放大器的功率输出电路和脉宽调制D类功放相同，功率晶体管也是工作在开关状态，效率和D类功放相当。它和D类功放不同的是，它不是使用脉冲调宽的方法。Tripath公司发明了一种称作"Digital Power Processing (tm) (DPP(tm))"的数字功率处理技术，它是T类功放的核心。它把通信技术中处理小信号的适应算法及预测算法用到这里。输入的音频信号和进入扬声器的电流经过DPP(tm)数字处理後用於控制功率晶体管的导通关闭，因而不存在脉宽调制D类功放的那些缺陷。音频功率放大器的失真用两个指标衡量：一个是THD+N（总谐波失真加噪音）指标，另一个是IMD（互调制失真）指标。如果在20 Hz至20 kHz频带上的THD+N指标低於0.2 %，IMD指标低於0.4%，就算是低畸变的了。TA1101是输出10瓦的双声道T类功率放大器，它在音频频带上的THD+N为0.02 %，IMD指标为0.04 %，效率高於80 %。此外，T类功放的动态范围更宽，响率响应平坦，群延迟小。DDP(tm)的出现，把数字时代的功率放大器推到一个新的高度。
用脉调宽制技术的D类功率放大器之所以音质差，原因在於：输出功率晶体管并不是纯粹的开关，也不是匹配得很好，会带来畸变；晶体管在接通和关闭的过程中，接地点的电位会出现波动，从而增大噪音；功率输出电路是用两只（或者四只）功率晶体管接成的桥路，一只功率晶体管导通，另外一只关闭，这之间存在死区；功率输出电路和扬声器之间用一只输出低通滤波器把音频以外的成份滤除，让音频信号进入扬声器，但不可能彻底滤除脉宽调制的载波，这也是造成失真的一个因素。
TA2020 TA2024 TA2022 T类功放板
TA2020 TA2024 TA2022 T类功放板T类数字功放的一些介绍D类功放中的功率晶体管工作在开关状态，又称作数字功放。A类功放的保真度好，但效率甚低，不到10%，用於高档的专业音响；AB类功放的保真度略为逊色，但效率可以达到20 %至40 %，主要用於汽车、家庭音响以及电脑上；D类功放的效率高达80%至90%以上，使用时不需要散热器，或者只需要一只很小的散热器，但是它的保真度和A类及AB类功放相比则大为逊色。理想的功放是保真度高，同时效率也高。TripathTechnology公司提供一种保真度好、效率高的音频功率放大器，其中的功率晶体管也是工作在关关状态，即D类，为了区别於用脉宽调制原理设计的D类功率放大器，Tripath把这种音频功率放大器称作T类功率放大器。用脉调宽制技术的D类功率放大器之所以音质差，原因在於：输出功率晶体管并不是纯粹的开关，也不是匹配得很好，会带来畸变；晶体管在接通和关闭的过程中，接地点的电位会出现波动，从而增大噪音；功率输出电路是用两只（或者四只）功率晶体管接成的桥路，一只功率晶体管导通，另外一只关闭，这之间存在死区；功率输出电路和扬声器之间用一只输出低通滤波器把音频以外的成份滤除，让音频信号进入扬声器，但不可能彻底滤除脉宽调制的载波，这也是造成失真的一个因素。 T类功率放大器的功率输出电路和脉宽调制D类功放相同，功率晶体管也是工作在开关状态，效率和D类功放相当。它和D类功放不同的是，它不是使用脉冲调宽的方法。Tripath公司发明了一种称作"Digital Power Processing (tm)(DPP(tm))"的数字功率处理技术，它是T类功放的核心。它把通信技术中处理小信号的适应算法及预测算法用到这里。输入的音频信号和进入扬声器的电流经过DPP(tm)数字处理後用於控制功率晶体管的导通关闭，因而不存在脉宽调制D类功放的那些缺陷。音频功率放大器的失真用两个指标衡量：一个是THD+N（总谐波失真加噪音）指标，另一个是IMD（互调制失真）指标。如果在20 Hz至20 kHz频带上的THD+N指标低於0.2%，IMD指标低於0.4%，就算是低畸变的了。TA1101是输出10瓦的双声道T类功率放大器，它在音频频带上的THD+N为0.02%，IMD指标为0.04 %，效率高於80%。此外，T类功放的动态范围更宽，响率响应平坦，群延迟小。DDP(tm)的出现，把数字时代的功率放大器推到一个新的高度。在T类功率放大器中，功率晶体管的切换频率不是固定的（D类功率放大器中调宽脉冲的频率是固定的），无用分量的功率谱不是像D类功率放大器那样是集中在载频两侧狭窄的频带内，而是散布在很宽的频带上，例如从1.5 MHz至2.5MHz的频带上，它的波形和扩谱技术的波形相似，因此，功率密度并不高，从而降低了对输出低通滤波器的要求，同时它产生的EMI也不像D类功率放大器那麽严重。虽说D类功放和T类功放所处理的是音频信号，但会产生EMI，这是因为这两种功放中的功率晶体管的切换频率比音频信号的最高频率高很多。在A类或者AB音频功放则不存在这种问题。所以，使用D类功放和T类功放的设计师需要有一点RF设计的知识，并针对EMI下点功夫，例如，合理布置输出低通滤波器的元件，使自已设计的产品符合电磁兼容性的要求。 Tripath Technology在1995年成立於美国加州SanJose，它的技术专长是数字信处理技术以及设计混合信号处理和功率集成电路。黄燕彬介绍说，联杰元器件有限公司代理Tripath的T类功放集成电路，并且提供利用T类功放集成电路加上输出低滤波器等做成的功放电路板。这种音质好、效率高、可以输出数十瓦至一百多瓦功率的T类音频功放电路板，上衣口袋都装得下，主要用於多体电脑、手提电脑、家用音响、家庭影院、轻便音响、汽车音响等。EDN在2001年有一篇主观听音评价原文在这里/filtered/pdfs/contents/images/408383.pdf，使用了TI,cirrus, tripath的芯片，使用厂家的demo板第一个是TI TAS5000, 编辑Joshua Israelsohn显然不满意，说他在100hz有听得出来的失真第二个是cirrus的44210，说他还不错，但是声场定位不清晰第三个是apogee ddx2000,说他比cirrus的少一点刺耳，但声场不如cirrus第四个是tripath ta2022,评价很高，说是excellent stereo image, greater clarity andtransparency than many of the other amplifiers.而ta2024的声音走向和ta2022是基本相同的第五个是maxim 的，没有看到他的意见t类功放的一些介绍/ta2024是tripath公司推出的小功率t类数字功放集成块，功率不是很大，8欧下只有10w*2，但声音却相当不错，是目前我们听过的最有胆味的数字功放，推动高灵敏度的全频箱效果相当不俗。该功放的datasheet见/downloads/TA2024.pdf第一个成功使用ta2024的产品应该是Sonic ImpactT-Amp，该产品在国外的许多大小论坛上都有讨论，在您要是搜索下ta2024可以得到很多和Sonic ImpactT-Amp相关的结果，好评如潮，不少朋友通过对该产品进行打磨取得了更让人满意的效果，而这也足以证明ta2024的性能之好。以下是一些相关的连接/ampli/t-amp_e.htTA2020 参数：20W X 2 （4欧）工作电压直流8。5V 到 14.6V 三围：高35MM 长75MM 宽70MM声音介绍：音色通透自然，保真度高，失真小。每块90元块TA2024经典版卖了两年多大家应熟知现价80元块TA2024经典版等了两个月才等到朋友从小日本带回的TOKO电感。音质更上一层。在本地卖了半年多，可以说是好评如潮。其它同TA2024经典版110元块TA2022 现用上了进口磁环。参数：100W X 2 （4欧）工作电压一组5V 60MA 双电压土20到土35V 因是老面孔了就不多介绍了现价 180元发申通国内15元香港30元普邮8元手机：13077761260email：13077761260@

各类功放原理图及原理介绍

D类功放的原理在音响领域里人们一直坚守着A类功放的阵地。

认为A类功放声音最为清新透明，具有很高的保真度。

但是，A类功放的低效率和高损耗却是它无法克服的先天顽疾。

B 类功放虽然效率提高很多，但实际效率仅为50%左右，在小型便携式音响设备如汽车功放、笔记本电脑音频系统和专业超大功率功放场合，仍感效率偏低不能令人满意。

所以，效率极高的D类功放，因其符合绿色革命的潮流正受着各方面的重视。

由于集成电路技术的发展，原来用分立元件制作的很复杂的调制电路，现在无论在技术上还是在价格上均已不成问题。

而且近年来数字音响技术的发展，人们发现D类功放与数字音响有很多相通之处，进一步显示出D类功放的发展优势。

D类功放是放大元件处于开关工作状态的一种放大模式。

无信号输入时放大器处于截止状态，不耗电。

工作时，靠输入信号让晶体管进入饱和状态，晶体管相当于一个接通的开关，把电源与负载直接接通。

理想晶体管因为没有饱和压降而不耗电，实际上晶体管总会有很小的饱和压降而消耗部分电能。

这种耗电只与管子的特性有关，而与信号输出的大小无关，所以特别有利于超大功率的场合。

在理想情况下，D类功放的效率为100%，B类功放的效率为78.5%，A类功放的效率才50%或25%（按负载方式而定）。

D类功放实际上只具有开关功能，早期仅用于继电器和电机等执行元件的开关控制电路中。

然而，开关功能（也就是产生数字信号的功能）随着数字音频技术研究的不断深入，用与Hi-Fi音频放大的道路却日益畅通。

20世纪60年代，设计人员开始研究D 类功放用于音频的放大技术，70年代Bose公司就开始生产D类汽车功放。

一方面汽车用蓄电池供电需要更高的效率，另一方面空间小无法放入有大散热板结构的功放，两者都希望有D类这样高效的放大器来放大音频信号。

其中关键的一步就是对音频信号的调制。

图1是D类功放的基本结构，可分为三个部分：图１D类功放基本结构第一部分为调制器，最简单的只需用一只运放构成比较器即可完成。

空芯电感铁芯电感的差异在哪里

空芯电感铁芯电感的差异在哪里？音箱用的分频器，有空芯电感与铁芯电感两种，请问其中的差异在哪里？何者为佳？沈阳铁西区兴华北街肖明先简单介绍一下电感。

电感元件是以绝缘漆包线绕成的线圈，它对交流电呈现一定的阻抗作用，频率越高，阻抗就越大，如果通过的是直流电，则阻抗为零，此时电感仅相当于一段绕圈的导线。

有一个公式可以计算阻抗：Z=2πfL，其中Z 为电感的交流阻抗，单位是欧姆（Ω），f为交流电的频率，L是电感元件的电感量，单位为亨利（H）。

电感线圈的主要参数就是它的电感量，电感量和线圈的结构有关，线圈的圈数、直径还有长度，都会影响到电感量的大小。

此外，线圈中心有无导磁介质也对电感量有很大影响，铁芯电感的电感量比空芯电感要大得多。

这里的铁芯是个广义的概念，可以是硅钢片、坡莫合金等金属介质，也可以是铁氧体这类非金属介质，它们均为良好的导磁材料。

分频器使用的电感，电感量一般从零点几毫亨（mH，1mH=1/1000H）到十几毫亨，用空芯电感和铁芯电感均可。

空芯电感最大的优点是线性好，即电感量很稳定，频率-阻抗曲线呈线性变化，是Hi-Fi音箱分频器的首选。

空芯电感用于分频器的中、高频通道很适合，因为电感量不大，能做到体积小、重量轻，而且还节约漆包线，成本较低；低频通道的电感量大，尤其分频频率取得较低时更是如此。

如果用空芯线圈，就需要绕比较多的圈数，耗用更多漆包铜线，不仅使体积重量增加、成本提高以外，更主要是增加了线圈的导线总长度，于是直流电阻增加。

这个直流电阻除了要损耗音箱的输入功率，而且还会降低放大器-音箱系统的阻尼系数，对低频控制有不利影响。

要尽量减小电感线圈的直流电阻，势必使用粗线来绕制，这样一来，电感的体积、重量变得更大，成本也更高。

如果低频通道使用铁芯电感，就能大大减少线圈圈数，体积、重量、成本等问题迎刃而解，还易于将线圈的直流电阻控制在一个合理的大小以内。

不过，铁芯电感也有缺点，它的线性不及空芯电感，有可能造成信号失真。

电感器介绍

作用： 1、做为滤波线圈阻止交流干扰（隔交通直）。 2、可起隔离作用。 3、与电容组成谐振电路。 4、构成各种滤波器、选频电路等，这是电路中应用最多的方面。 5、利用电磁感应特性制成磁性元件。如磁头和电磁铁。 6、进行阻抗匹配。 7、制成变压器传递交流信号，并实现电压的升、降。在电路中电感器有通直流阻交流、通低频阻高频、变压、传送信号等作用，因此在谐振、耦合、滤波、陷波、延迟、补偿及电子偏转聚焦等电路中应用十分普遍。
（一）电感器的型号命名方法
变压器型号命名
例如：DB-50-2表示50VA的电源变压器
（二）电感器的主要参数及标志方法
电感线圈的主要技术参数有电感量及允许误差、标称电流、品质因数（Q值）、分布电容等。 1电感量：反应电感储存磁场能的本领，它的大小与电感线圈的匝数、几何尺寸、有无磁心（铁心）、磁心的导磁率有关。在同等条件下，匝数多电感量大，线圈直径大电感量大，有磁心比没磁心电感量大。用于高频电路的电感量相对较小，用于低频电路的电感量相对较大。电感量的单位为亨（H）。电感线圈的标注方法： ①直标法：电感量用数字和单位直接标注在外壳上。单位uH或mH。如 220uH±5% ②色标法：卧式的与电阻色环法相似。立式的常采用色点法。单位uH ③数码法：采用三位数码表示，前两位有效数，第三位零的个数.
磁心电感器：用导线在磁心上绕制成线圈或在空心线圈中插入磁心组成的线圈。通过调节磁心在线圈中的位置来调节电感量。铁心电感器：在空心线圈中插入硅钢片组成铁心线圈，电感量大，一般为数亨，常称为低频扼流圈。其作用是阻止残余交流电通过，而让直流电通过。常用于音频或电源滤波电路中，如扩音机电源电路。铁心电感器常应用于工作频率较低的电路中，磁芯电感器常应用于工作频率较高的电路中。

D类功放电路介绍(入门基础精彩)

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。

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。

D类功放资料

基于D类功放的宽范围可调开关电源的设计[日期：2005-7-11] 来源：电源技术应用作者：重庆交通学院基础部周平[字体：大中小]摘要：结合PWM开关电源的原理对D类功放的工作原理进行了分析，提出了在D类功放基础上构建PWM正负可调开关电源的方法，并在成品D类功放器件基础上，成功地实现了经济实用的开关电源。

关键词：D类功放；PWM开关电源；反馈；稳压引言很多电子设备的开发研制过程中，都需要各种各样的实验与测试用通用稳压电源。

这一类电源要求有较宽的调节范围、一定的输出功率以及完善的保护功能。

以往的实验与测试用电源，为了实现输出的宽范围调节，大多使用基于模拟串、并联电路的稳压方式，其效率低下已是人们的共识。

PWM脉宽调制开关电源的出现，大大提高了电源的效率，可是，现在的PWM开关电源的运用，大多局限在成品电器设备的固定电压的输出模式，其电压可调范围十分有限，而开关电源在通用电源的宽范围可调应用上并不普遍，特别是在对称的正负范围输出的可调应用上，即使有这样的产品其价格也相对较高。

作者结合PWM开关电源的原理对D类功放的工作原理进行了分析，认为利用D类功放可以在较为经济的条件下，方便地实现宽范围可调的PWM开关电源。

1 D类功率放大器的工作原理如图1所示，D类音频功率放大器由两部分构成。

第一部分是输入比较和PWM信号形成电路，该电路中的三角波发生器产生固定频率和幅度的三角波信号作为脉宽调制的比较标准，通过比较器和输入的音频信号进行比较后输出PWM信号，该信号的脉宽是随着音频信号幅度的变化而成正比例地变化。

放大器中的三角波、音频正弦信号产生的PWM波形及关系如图2所示。

第二部分是H桥脉宽功率放大电路和输出大功率滤波电路，如图3所示。

第一部分电路得到的PWM信号经过整形放大，驱动H桥中与高压大功率电源相连的的4只大功率CMOS开关管轮流导通，控制末级电源向负载提供的电流，从而获得大功率的P WM信号，该信号再经过负载前的LC滤波器，利用电感电容的充放电效应在负载上获得大功率的音频信号。

改进型大功率数字功放电路的设计

改进型大功率数字功放电路的设计作者：王真朱山立来源：《消费电子·理论版》2013年第08期摘要：数字功率放大器，即D类音频功率放大器，与A类、B类不同的是其功率管工作在开关状态，是一种脉宽调制型功率放大器。

用脉宽调制信号驱动高速功率开关管，因而使得其功率管输出效率得到大大的提升，基于其高效率特点，所以被广泛应用于手机、笔记本内部音箱等其他便携式电子产品当中。

本文设计了一种由前级由小功率数字功放IC组成后级采用大功率对管进行扩流输出的功放电路，可进一步解决功放IC本身提供的功率有限这一缺点。

关键词：D类功率放大器；TA2020；电路设计中图分类号：TN722 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 16-0000-01D类功率放大器的高效率是A类B类功放难以赶上的，它的整合度高，外围电路也简单，音质好。

TA2020功放芯片其内部是经过脉宽调制（PWM）的音频数字信号变成PWM数字音频，再经过后级开关推挽输出再经过无源低通滤波器滤除高频杂波成分，将音频信号给还原出来。

TA2020功放集成块由于本身功耗小，散热结构可不做很大的要求，因此整个机身电路也可设计得很小。

芯片的的供电范围宽，单电源电压在8.5—15V，在没有散热片的情况下仍可工作。

一、前级TA2020应用电路设计（一）电路系统构成TA2020的功放电路采用大功率线性稳压电源供电，基于其能够给功放提供瞬态大电流的特点，可以让功放的低音动态信号得到良好的响应。

输入的音频信号经过内部前级放大后与三角波发生器提供的信号一起经比较器进行调制，再经过波形整形后变成PWM编码信号驱动桥式开关推挽电路产生大功率动态数字音频信号，经过电感、电容组成的低通滤波器滤波后再驱动扬声器发声。

（二）TA2020前级预放大电路原理图的设计图1为TA2020前级数字功放电原理图。

在此TA2020主要将输入的音频信号进行功率放大成PWM信号，推动后级大功率开关管进行扩流输出。

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.。

D类功放电路介绍(入门经典)

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%。

另外，d类功放不存在交越失真。

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。

数字功放

D类功放的基本原理介绍数字功放来源：网络作者：未知编辑：网络时间：2008-06-29 点击：753次关键词：D类功放数字功放D类功放的原理在音响领域里人们一直坚守着A类功放的阵地。

认为A类功放声音最为清新透明，具有很高的保真度。

但是，A类功放的低效率和高损耗却是它无法克服的先天顽疾。

B类功放虽然效率提高很多，但实际效率仅为50%左右，在小型便携式音响设备如汽车功放、笔记本电脑音频系统和专业超大功率功放场合，仍感效率偏低不能令人满意。

所以，效率极高的D类功放，因其符合绿色革命的潮流正受着各方面的重视。

由于集成电路技术的发展，原来用分立元件制作的很复杂的调制电路，现在无论在技术上还是在价格上均已不成问题。

而且近年来数字音响技术的发展，人们发现D类功放与数字音响有很多相通之处，进一步显示出D类功放的发展优势。

D类功放是放大元件处于开关工作状态的一种放大模式。

无信号输入时放大器处于截止状态，不耗电。

工作时，靠输入信号让晶体管进入饱和状态，晶体管相当于一个接通的开关，把电源与负载直接接通。

理想晶体管因为没有饱和压降而不耗电，实际上晶体管总会有很小的饱和压降而消耗部分电能。

这种耗电只与管子的特性有关，而与信号输出的大小无关，所以特别有利于超大功率的场合。

在理想情况下，D类功放的效率为100%，B类功放的效率为78.5%，A类功放的效率才50%或25%（按负载方式而定）。

D类功放实际上只具有开关功能，早期仅用于继电器和电机等执行元件的开关控制电路中。

然而，开关功能（也就是产生数字信号的功能）随着数字音频技术研究的不断深入，用与Hi-Fi音频放大的道路却日益畅通。

20世纪60年代，设计人员开始研究D类功放用于音频的放大技术，70年代Bose公司就开始生产D类汽车功放。

一方面汽车用蓄电池供电需要更高的效率，另一方面空间小无法放入有大散热板结构的功放，两者都希望有D类这样高效的放大器来放大音频信号。

其中关键的一步就是对音频信号的调制。

数字功放专用电感

数字功放专用电感数字功放专用电感是数字音频处理器领域中的重要组成部分，是数字功放模块完成音频信号放大的关键部件。

该电感在数字音频信号处理的过程中，通过电磁感应的方法将数字信号转化为模拟信号，从而实现功放模块对输入的音频信号的放大。

在数字音频处理领域中，数字功放专用电感的应用也越来越广泛，主要体现在以下几个方面。

一、数字功放专用电感的基本原理数字功放专用电感是由一个或多个线圈和磁性铁芯组成，线圈中通以音频信号，发生磁场交变，而导致铁芯中磁场交变，从而在铁芯的两端产生交流电。

电感器的参数包括电感值、漏感值、品质系数、以及阻抗等。

这些参数都直接影响数字功放的性能，因此测试和选择数字功放专用电感是关键的步骤。

二、数字功放专用电感的应用数字功放专用电感是数字功放模块的核心部件之一，能够对输入的音频信号进行放大处理，提高音频输出的质量和音质。

它的应用范围也非常广泛，主要包括：1、功放模块数字功放模块应用广泛于音响设备中，如工作站、音响系统等，它能够将音频信号转换为电流信号进行放大输出。

其中，数字功放专用电感负责放大过程的信号传输和过滤，保证输出的音频质量。

2、无线电收发器数字功放专用电感也广泛应用于无线电收发器中，它能够通过信号传输的方式实现长距离无线通讯。

在一些特殊行业使用中，如电力、油田、交通、运输等，数字功放专用电感的应用非常广泛。

3、医疗设备在医疗设备中，数字功放专用电感也得到了广泛应用。

例如，它可以应用于磁共振成像设备中，通过建立大型超导磁体，产生一个稳定磁场。

数字功放专用电感用于建立和稳定超导磁体的工作，是一项非常重要的任务。

三、数字功放专用电感的市场前景随着数字音频技术的不断提高和应用领域的不断拓展，数字功放专用电感的市场前景将更加广阔。

目前市场上的数字功放专用电感主要由国内外几家大型公司生产，例如TI、ADI、ST、Murata等，这些公司在研制数字功放专用电感方面都有着丰富的经验和成熟的技术，能够满足各种音频设备对于音频信号放大的需求。