数字功放基础知识
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。
数字音频功率放大器ok
数字音频功率放大器1 引言扩声系统的数字化发展极为迅速,声源(CD,DVD,MD,MP3和DAT等)也在逐步数字化,并继续向更新、更高的技术迈进;数字调音台已不再是专业录音的专用品,已开始进入扩声系统;音频信号处理设备的数字化进程同样进展得很快,各种可编程数字音频处理器已大量进入市场。
扩声工程系统已进人数字网络传输时代。
但是,音频功率放大器至今仍以模拟功放为主。
但模拟功放已发展到了极限,很难再有突破性进展。
而数字音频功率放大器则以其优越特性取代模拟功放是发展的必然趋势。
2.数字功放的特点数字功放与模拟功放的主要技术特性比较显示在表l中。
3 数字功放的工作原理数字功放的提出已有很长时间了,并且也有人在研究开发。
20世纪60年代中期,日本研制出8 bit数字YJjiifC0 1983年,M.B Sangler等学者提出3D类PCM(脉码调制)数字功放的基本结构,主要技术特点是如何将PCM信号变为PWM(脉宽调制)信号。
美国Tripass公司引入D类数字功放,设计了取名为“T,’类的数字功放0 1999年日本SHARP公司提出了l bit数字功放,这种I bit数字功放的性能优良,但价格很贵。
近年来.D -类数字功放已逐步降低到用户可接受的商业价格了。
3.1 D类数字功放D类放大器是把模拟音频信号变换为图1所示的脉宽调制数字信号PWM。
在PWM转换中以44.1KHz或48KHz的采样频率和8bit或16bit的量化率进行模拟/数字变换上。
然后再把PWM数字信号进行高效功率放大。
只有O和l两个状态的数字信号,大功率放大器件上的功率损耗极小)。
由于音频信号全部包含在PWM的宽度变化中,因此只要用截止频率为30-40 kHz的低通滤波器就可把模拟音频信号解调出来。
图2是D类数字功放的原理框图。
为适应CD等数字声源直接输出的脉码调制PCM输入,机内还设置了一个PCM/PWM 两种脉冲编程调制的转换装置D类数字功放的电源利用率可已达80%以上,延时约为模拟功放的1/6。
功放知识——精选推荐
功放知识功放术语⼤全输出功率(output power):表明该功率放⼤器在⼀定负载下输出功率的⼤⼩,⼀般在功放说明书上标明在8欧姆负载,4欧姆负载或2欧姆负载状态下的输出功率,同时也会表明功放在桥接状态下,8欧姆负载时或4欧姆负载时的输出功率。
这个输出功率表⽰功放的额定输出功率,⽽不是最⼤或者峰值输出功率。
负载阻抗(load impedance):表明功放的负载能⼒,负载的阻抗越⼩,表明功放能通过的电流能⼒就越强,⼀般来说,⼤部分的功放最低负载阻抗为4欧姆,品质好的功放最低负载⼀般为2欧姆。
双通道时能够负载4欧姆的功放,在桥接状态下可以负载最低为8欧姆,双通道时能够负载2欧姆的功放,桥接状态下可以负载4欧姆。
桥接状态下只能负载8欧姆的功放,不可以负载更低的阻抗,否则会造成功放因为电流过⼤⽽烧毁。
⽴体声(两路)模式(stereo mode or dual mode):⼀般的功放内部具有两个独⽴的放⼤电路,可以分别接受两路不同的信号分别进⾏放⼤并输出,这种⼯作状态称为⽴体声(两路)模式。
桥接模式(bridge mode):桥接模式是利⽤功放内部的两个放⼤电路相互推挽,从⽽产⽣更⼤输出电压的⽅式,功放设定为桥接模式后,成为⼀台单声道放⼤器,只可以接受⼀路输⼊信号进⾏放⼤,输出端为两路功放输出的正端之间。
并联输⼊模式(parallel mode):此⽅式将功放的两路输⼊信号通道进⾏并联,只输⼊⼀路信号来同时驱动两个放⼤电路,两个输出端输出信号相同。
频响范围(frequency range):表明功放可以进⾏放⼤的⼯作频段,⼀般为20-20000赫兹,⼀般在此数据后⾯有⼀个后缀,⽐如-1/+1dB,这代表这个频率范围的误差或浮动范围,这个数值约⼩,表明频率范围内的频响曲线更平直。
如果功放的频响范围以-3分贝为测试条件,这个功放出来的声⾳可能就没有那么平直了。
总谐波失真(THD):表明功放⼯作时,由于电路不可避免的振荡或其他谐振产⽣的⼆次,三次谐波与实际输⼊信号叠加,在输出端输出的信号就不单纯是与输⼊信号完全相同的成分,⽽是包括了谐波成分的信号,这些多余出来的谐波成分与实际输⼊信号的对⽐,⽤百分⽐来表⽰就称为总谐波失真。
功放知识点总结大全
功放知识点总结大全功放的种类有很多,根据应用领域和功率大小的不同,可以分为家用功放、汽车功放、专业音频功放等。
根据工作原理的不同,功放可以分为晶体管功放、真空管功放等。
不同类型的功放在结构和工作原理上有一定的差异,下面将对功放知识点进行详细介绍。
一、功放的分类1.1 按功率大小分类从功率的大小来看,功放可以分为低功率功放、中功率功放和高功率功放。
低功率功放适用于家庭音响、耳机放大器等小功率应用;中功率功放适用于小型演出、酒吧、KTV等场所;高功率功放适用于大型音响系统、演唱会、舞台表演等大功率应用。
1.2 按工作原理分类根据工作原理的不同,功放可以分为A类功放、B类功放、AB类功放、D类功放、甲类功放等。
不同类型的功放在音质、效率、失真等方面有各自的特点。
1.3 按应用领域分类根据应用领域的不同,功放可以分为家用功放、汽车功放、专业音频功放等。
不同领域的功放在结构和功能上有所区别,适用于不同的场景和需求。
二、功放的工作原理2.1 晶体管功放晶体管功放是利用晶体管的放大特性来进行信号放大的一种功放。
晶体管功放通常包括输入级、中间级和输出级,信号经过不同级别的放大后,最终驱动扬声器发出声音。
晶体管功放在音质上具有较好的表现,但功率效率相对较低。
2.2 真空管功放真空管功放是利用真空管的放大特性来进行信号放大的一种功放。
真空管功放的音质表现很好,暖音、丰满的声音是其特点,因此被广泛应用在HIFI音响系统中。
但真空管功放体积大、功率低、易损坏,成本较高。
2.3 收音机式功放收音机式功放是一种结构简单、功率较低的功放,通常用于收音机、小型音响等场合。
它的特点是结构简单、成本低廉,适合小功率应用。
2.4 D类功放D类功放是近年来发展起来的一种高效率功放,其工作原理是利用PWM(脉宽调制)技术将模拟信号转换为数字信号,再通过输出电路将脉冲信号转换为模拟信号输出到扬声器。
D类功放的优点是效率高、发热小,适合大功率应用。
数字功放、D类功放、模拟功放区别
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。
纯后级数字功放-概述说明以及解释
纯后级数字功放-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在本文中,我们将讨论的主题是纯后级数字功放。
数字功放是一种使用数字信号处理技术的音频放大器,它将音频信号转换为数字形式进行处理和放大。
与传统的模拟功放相比,数字功放具有更高的效率、更低的失真和更强大的功能。
纯后级数字功放是指在音频信号经过模拟到数字的转换之后,所有的放大和处理都是以数字形式进行的。
这种设计使得纯后级数字功放具有更高的精度和更低的噪音水平。
同时,由于数字信号可以进行精确的控制和调节,纯后级数字功放还具有更大的灵活性和功能性。
纯后级数字功放的应用范围非常广泛。
它可以用于家庭音响系统、专业音频设备以及汽车音响等各种场合。
无论是在家庭环境中欣赏音乐,还是在专业演出中使用音响设备,纯后级数字功放都能够提供高品质的音频放大效果。
然而,纯后级数字功放也面临着一些挑战和争议。
一些传统音频发烧友认为,纯后级数字功放无法完全复制模拟音频放大的温暖和丰富的音色。
此外,由于数字信号处理的复杂性,纯后级数字功放的价格往往较高,不是所有消费者都能够承受。
在接下来的文章中,我们将详细讨论纯后级数字功放的工作原理、优势、不足以及如何选择一款适合自己需求的纯后级数字功放。
通过全面了解和比较,希望读者们可以更好地理解纯后级数字功放的特点和适用场景,从而做出明智的购买和使用决策。
注:以上内容仅为展示如何撰写概述部分,具体内容可根据实际情况进行调整和扩展。
1.2 文章结构文章结构是指文章的组织框架和布局,它对于读者来说至关重要,因为一个良好的结构可以使文章更易于阅读和理解。
本文将介绍纯后级数字功放的文章结构,以帮助读者更好地理解文章内容。
首先,在文章开始时,我们会进行一个引言部分,旨在向读者介绍本文的主题和内容。
在引言的最后,我们会明确本文的目的,告诉读者我们希望通过这篇文章传达什么信息。
接下来是正文部分,这是文章的主体部分,包含了详细的内容和要点。
在本文中,我们将着重讨论纯后级数字功放的特点、原理和优势等方面的内容。
数字功率放大器
1 BIT 全数字音频功率放大系统电子科技大学微电子研究所2000/9/12(一)、概述一、数字功放的意义及应用数字变换技术是21世纪发展的重要领域之一,较模拟变换技术更具有广泛的应用需求和强大的生命力。
目前的视听产品(如CD、LD、VCD、DVD、电脑音响、家庭影院等)和通讯产品(如手机)的音频功率放大系统,均采用D/A变换技术,它存在信号失真、效率低、抗干扰性差等问题;较之而言,数字功放是新一代高保真、低功耗的全数字功率放大系统。
具有以下显著优点:高保真、高效率、高过载能力与高功率储备能力、功放和扬声器的匹配好、声像定位好、升级换代容易、生产调试方便等,且与未来的全数字式音频广播、高清晰度电视的发展趋势相匹配。
既可采用现有的CD机(或DVD机)、DAT(数字录音机)、PCM(脉冲编码调制录音机)作为数字音源,又具备模拟音频输入接口,兼容现有的模拟音源,因此具有广阔的市场:1、视听产品市场数字功放高品质的特性必将使其引起相关视听产品的更新换代,它将拥有上千亿的市场。
如家庭用CD、LD、VCD、DVD、电视机音响、电脑音响、家庭影院等;公共场所用音响系统如:会议室、音乐厅、电影院、广场、火车站、机场用功放系统等等,这方面预计将有数千亿的产值。
1997年全国音响设备的整机销售量及其实际市场统计数据如表1所示(单位:万台)。
表1 1997年全国音响设备的整机销售量及其实际市场我们仅家庭拥有情况来计算,按一个家庭拥有一套上述视听产品,每套视听产品用数字功放系统价值2000元,全国3亿家庭,即是6000亿元产值。
2、便携产品市场数字功放效率高、耗能少的特性必将使其广泛应用与便携产品市场。
如:移动通讯产品(如手机)、便携式电脑、发音电子字典、复读机、汽车火车等交通工具用音响、便携式收音机、随身听、便携式CD机等等。
根据信息产业部计算机与微电子研究中心(CCID)的统计,便携式多媒体电脑的销售量为29.8万台,销售额58.7亿元。
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。
数字功放简介
数字功放简介数字功率放大器简介班级:JS001104 学号:2011300077 姓名:李卫华一.数字放大器的定义及工作原理功率放大器通常根据其工作状态分为五类。
即A类、AB类、B 类、C类、D类。
在音频功放领域中,前四类均可直接采用模拟音频信号直接输入,放大后将此信号用以推动扬声器发声。
D类放大器比较特殊,它只有两种状态,不是通就是断。
因此,它不能直接输入模拟音频信号,而是需要某种变换后再放大。
人们把此种具有"开关"方式的放大,称为"数字放大器"。
二.数字功法与传统功放比较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。
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。
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。
功放知识点总结大全图
功放知识点总结大全图一、功放的基本结构功放又称为电子放大器,是一种用来放大音频信号的设备。
它的基本结构包括输入端、放大器电路、输出端和电源供应四个部分。
1. 输入端:功放的输入端接收来自音频源的信号,一般是通过 RCA 插孔或者平衡接口的方式连接。
这部分主要负责将音频信号输入到功放的放大器电路中。
2. 放大器电路:放大器电路是功放的核心部分,它负责对输入的音频信号进行放大处理,增加信号的电压、电流或者功率。
放大器电路一般由电子管或者晶体管组成,其中晶体管功放一般被用于家用音响系统中,而电子管功放则在专业音响系统中被广泛使用。
3. 输出端:功放的输出端负责将放大后的音频信号输出到音箱或者耳机等设备中。
输出端一般采用扬声器端子、耳机插孔或者其他类型的接口。
4. 电源供应:功放的电源供应部分提供电流和电压,为功放的放大器电路和其他部分提供工作所需的电能。
二、功放的工作原理功放的工作原理主要依赖于其放大器电路。
放大器电路一般包括输入级、中间级和输出级,它们分别负责对输入的音频信号进行不同程度的放大处理。
1. 输入级:输入级通常包括输入端口、电容、电阻和放大器,其主要作用是对输入的音频信号进行初步的放大处理,并将信号送入中间级。
2. 中间级:中间级一般包括相位分裂器、演示器和功率放大器,并且设置了音量控制,而中间级的主要作用是对输入级放大后的信号进行进一步的放大和调整。
3. 输出级:输出级是功放的最后一级,其主要作用是对中间级放大后的音频信号进行最终的放大和输出。
三、功放的分类功放主要有两种分类方式,一是按照使用场合的不同,二是按照放大器电路的不同。
1. 根据使用场合的不同,功放可以分为家用功放和专业功放。
家用功放一般用于家庭音响系统,专业功放则主要应用于专业音响系统中,如舞台演出、音乐会等。
2. 根据放大器电路的不同,功放可以分为晶体管功放和电子管功放。
晶体管功放主要特点是功率大,稳定性高,功率效率高,因此在家用音响系统中使用较为广泛;电子管功放则以其柔和、温暖的音色和优秀的音质而备受青睐。
数字功放的原理与制作
数字功放的原理与制作一、数字功放原理解析数字功放,顾名思义就是将数字信号进行功率放大。
数字信号通常用"0"来代表低电平,"1"代表高电平,从而组成一连串的方波信号。
由于数字信号只有高低电平之分,因此,当用功放管对其进行放大时,功放管完全可以工作在开关状态,而不是放大状态,这样就大大减小了管子静态功耗,提高了效率。
为了实现数字功放,必须将模拟信号转化为数字信号,在这里通过M8L内部自带的十位模数转换器转换即可,然后用M8L的OCR1A和OCR1B引脚产生占空可变的脉冲串,即PWM。
PWM信号是以一个固定频率为基础的,为了产生不同的模拟电平,可以通过改变这个脉冲串的占空比实现。
要输出高的模拟电平,就增大占空比,反之减小。
这样,通过PWM就将模拟信号转换为数字信号。
将PWM信号通过功放管进行进一步放大,再通过低通滤波器就可以产生模拟电平了。
50%的占空比输出电源电平的一半,75%的占空比会产生75%电源电平。
模拟滤波器可以是一个简单的无源的RC滤波器。
滤波器滤除频率比较高的PWM信号,留下模拟信号。
在用作数字功放驱动扬声器时,如果不是为了特殊的需要,为了最大限度地提高输出功率,可以不用低通滤波器滤波,因为扬声器就像个低通滤波器,它对高频的PWM信号是不会响应的。
通常扬声器的响应频率范围为20Hz~20kHz,远小于PWM信号的频率。
二、电路工作原理电路原理图如图1所示,电路分为四个部分,包括前置放大、A/D与PWM转换、功率放大及滤波等。
1.前置放大电路LM358组成同向放大电路,音频信号从LM358同向输人端输入,放大增益由R 2和R1的阻值大小决定,电压放大倍数:Av=l+R2/R1。
R3、R4和R5组成分压电路,当没有信号输入时,同向输入端的电压为2.5V,经过C4、R2和R1组成的交流负反馈电路,输出端电压仍为2.5V。
当有信号输入时,同向输入端的电压随着音频信号的变化而变化,经过C4、R2和R1组成的交流负反馈电路,输出电压Vout=Vin*Av。
功放基础知识点总结
功放基础知识点总结功放,全称为功率放大器,是一种用于放大音频信号的设备,它能够将低功率的音频信号转换为高功率的信号。
功放广泛应用于音响系统、汽车音响、舞台表演等领域,是音频系统中不可或缺的重要组成部分。
本文将从功放的工作原理、类型、参数、应用和选购等方面进行基础知识点总结。
一、功放工作原理功放的工作原理基于放大器的基本原理,即利用晶体管、真空管等器件对输入的音频信号进行放大,输出高功率的音频信号。
在功放中,输入的音频信号经过前置放大电路进行放大,然后通过功率放大电路放大至所需的功率级别,最终驱动喇叭发出声音。
功放的工作原理可以简单分为以下几个步骤:1. 输入信号放大:音频信号经过前置放大电路进行放大,以增强其电压和电流的幅度,提高输入信号的能量。
2. 功率放大:放大后的信号经过功率放大电路进行再次放大,以产生更大的电流和功率,以驱动喇叭发出高音质的声音。
3. 输出端匹配:为了提高功放的效率,通常会在输出端匹配输出负载,以确保功放能够有效地向负载传输功率。
二、功放类型根据功放的工作原理和电子器件的不同,功放可以分为多种类型,常见的功放类型包括晶体管功放、真空管功放以及集成功放等。
1. 晶体管功放:晶体管功放是目前应用最为广泛的功放类型,晶体管功放具有体积小、效率高、寿命长、成本低等优点,适合于大多数音响系统和消费电子产品。
晶体管功放通常分为静态功放和A类、B类、AB类、D类功放等多种工作方式。
2. 真空管功放:真空管功放是一种传统的功放类型,它利用真空管作为放大器件,具有音色柔和、音质温暖、高端等特点,适合于发烧友级别的音响系统。
真空管功放通常需要较高的电压和功率驱动,成本较高,体积较大,使用寿命较短。
3. 集成功放:集成功放是一种将功放电路集成在一块芯片上的功放类型,具有体积小、集成度高、功率密度大等特点,适合于便携式音响、汽车音响、耳机放大器等应用。
三、功放参数功放的性能表现需要通过一些参数来进行描述,常见的功放参数包括功率、频率响应、失真度、信噪比、阻尼系数、输入阻抗和输出阻抗等。
数字功放、D类功放、模拟功放区别
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。
数字功放
课程设计任务书学生姓名:叶伟超专业班级:通信1005指导教师:艾青松工作单位:信息工程学院题目:数字功放起始条件:1.数字功率放大器的基本知识2.《信号与系统》和《数字信号处理》基本理论知识3.单片机编程基础知识要求完成的主要任务:(1)任务设计一个利用模拟话筒拾取话音,模数转换后,进行数字信号处理,最后数摸转换输出。
(2)要求用仿真软件对电路进行验证,使其满足以下功能要求:(1) 能够实现语音放大、音调的调节(2) 给出采样频率的计算依据、A/D,D/A精度选择依据(3) 数字语音处理方法的选择依据时间安排:序阶段内容所需时间号1 方案设计2天2 硬件设计3天3 软件设计3天4系统仿真2天5 系统调试3天6答辩1天合计14天指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日武汉理工大学《学科基础课群综合训练与设计》说明书目录1绪论 (1)1.1课题研究的相关背景 (1)1.2 选题的目的和意义 (1)1.3 课题研究的内容 (2)2数字功放方案选择 (3)2.1不同的高效功放类型的选择 (3)2.2高效D类功率放大器实现电路的选择 (3)2.3信号变换电路 (5)2.4功率测量电路 (6)3数字功放的原理说明 (7)3.1系统总体结构 (7)3.2主控电路与功放电路 (8)3.3LCD显示电路 (9)3.4单片机接口电路 (9)3.5功率放大电路 (11)3.6输入放大电路 (11)4软件设计 (13)4.1 模块设计 (13)4.2 主程序流程图 (13)4.3 显示子程序流程图 (13)5电路仿真结果测试 (16)5.1 前置放大部分仿真 (16)5.2 功率放大部分仿真 (17)5.3 单片机部分电路的仿真 (19)6收获、体会和建议 (20)附录: (22)1.单片机程序 (22)参考文献: (31)摘要数字功放的基本电路是早已存在的D类放大器(国内称丁类放大器)。
以前,由于价格和技术上的原因,这种放大电路只是在实验室或高价位的测试仪器中应用。
基于YDA138e数字功放的设计
1 引言几十年来在音频范畴中,连续占据“统领”地位的是A类、B类音频功率放大器和AB 类音频功率放大器,其发展已经经历了这么几个过程:从设备使用元件上来说有真空管,晶体管,集成电路的过程;从电路形式上来说有单管电路到推挽电路的过程;从电路构成上来说经历了变压器输出到OCL ,BTL,OTL模式的过程。
其根本都是模拟音频放大器,其最大的弊端是他的低效率。
在视频和音频范畴,人们对音频和视频设备需求量较大,迫使人们尽快研究出高效的数字化、节能的音频功率放大器,它具有另一个特性就是使用方便,高效连接其他数码设备。
YDA功率放大器是D类音频功率放大器中的一种,上述要求可以被满足。
近年来,D类音频功率放大器的研究和开发被国际社会公认,而且获得了长足的进展,一些知名的研究机构和单位评估模块和技术的市场都提供了D类音频功率放大器,通过实验,立即显示出这种技术的高效率,以及其他多项显著功能,以吸引人们特别的注意。
比如在科研,教学,电子行业,商业界等方面,现在这一前沿技术的飞速发展,前景自然也是是光明的。
数字功放板拥有体积小,功耗低,高性能和低成本,易于推广的的特点。
在许多基于数字功放板的应用中,系统也可以按照需要实现远程控制功能。
2 功放的基本知识2.1 功放的分类传统的功率放大器可以分为甲类功放(又称A类)、乙类功放(又称B类)、甲乙类功放(又称AB类)和在开关状态的丁类功放(又称D类)。
2.2 线性功放的工作原理及特点概述A类输入信号的连续电流在功率放大器流经放大元件,它总是在晶体管的线性区域操作,对输入信号的工作总是星期放大晶体管区,其优点是输出信号比较小,输出信号的动态范畴的低效率是其主要的弊端,理想的情况下,50%的效率,考虑到晶体管的饱和电压和电流的穿透消耗,功率放大器的最大效率仅仅是45%左右。
通过B类功率放大器输入信号的时间的功率器件由于在负半周期只有50%的正半周期输入信号的放大晶体管区域,输入信号被切断。
网络功放知识点总结
网络功放知识点总结一、网络功放的基本原理网络功放的基本原理是通过数字信号处理技术将模拟音频信号转换为数字信号,并在数字域内进行滤波、增益调节和混频等处理,然后将处理好的数字信号再转换为模拟音频信号输出。
1.1数字信号处理网络功放首先将模拟音频信号经过A/D转换器转换为数字信号,然后在数字处理单元内进行各种滤波、均衡、混响等处理,最后再通过D/A转换器将数字信号转换为模拟音频信号输出。
数字信号处理技术可以有效地提高音频信号的还原度和准确性,提高音频信号的动态范围和信噪比。
1.2功率放大网络功放的功率放大单元采用高效率的功率放大器芯片,能够以高效能的方式将音频信号放大为足够的功率输出。
功率放大单元采用数字音频处理技术可以实现功率放大的高保真度和高效率,大大提高了功率放大器的性能和可靠性。
1.3网络通信网络功放通过内置的网络通信单元可以连接局域网或互联网,实现远程控制和监控。
用户可以通过网络对功放进行实时监控和控制,实现远程调度和管理。
1.4控制单元网络功放的控制单元采用高性能的控制芯片,可以实现功放的各种功能设置,比如音量调节、输入切换、音频处理等。
控制单元能够对功放进行全面的控制和管理,提高了功放的可操作性和便利性。
二、网络功放的特点网络功放具有许多独特的特点,使其在音频放大领域有着广泛的应用。
2.1 高效能网络功放采用数字信号处理和高效率功率放大技术,可以实现音频信号的高保真度和功率输出的高效能,保证音频信号的质量和功率输出的稳定性。
2.2 高稳定性网络功放采用精密的控制和管理技术,具有高稳定性和可靠性。
它可以在各种环境下保持音频信号的稳定性和功率输出的一致性,确保音响系统的稳定运行。
2.3 高可靠性网络功放采用高性能的电子元器件和材料,具有高可靠性和长寿命。
它可以在长时间的高负荷工作下保持稳定的性能,减少了维护和更换成本。
2.4 远程控制网络功放通过网络通信单元可以实现远程控制和监控,用户可以通过互联网对功放进行实时调度和管理,极大地方便了音频系统的运营管理。
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Post Filter (2nd Order)
OUTP
OUTN
Differential Voltage
+5v 0v
Across Load -5v
Current Decaying
Current
Current Increasing
Current Increasing
Current Decaying
PWM_SL+ PWM_SL+ PWM_SL- PWM_SL-
R603 50R
C604 0.1uF
C605 1uF
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
GND GND GR EG /OTW /SD_CD /SD_AB PWM_DP PWM_DM /RESET_CD PWM_C M PWM_C P DR EG_RTN M3 M2 M1 DR EG PWM_B P PWM_B M /RESET_AB PWM_AM PWM_AP GND DGND GND DVDD GR EG GND GND
Binary modulation scheme's output voltage and current waveforms into
an inductive load
输出低通滤波器
采用开关放大技术的数字功放工作原理与模拟功放完全不同 其开关功率 级输出的高频PWM 信号中包含有音频信号,PWM 频率为几百kHz比音频 信号带宽20~20kHz 大得多为了从PWM 开关信号中恢复出音频信号 通常 采用低通滤波器LPF 低通滤波器频率特性如图1所示。 图2 与图3 为PWM 滤波前后的时域与频域分析从图中可以看出减小音频 信号得到恢复但也总会残留部分高频开关成分 。
Digital PWM Control
开关输 出平台
V+
过滤器
扬声器
TAS50XX 系列
V-
TAS51XX 系列
PCM 信号
幅度
T
Fs = 1 / T
X(4) X(5) X(6) X(1) X(2) X(3)
时间
x(1) PCM
PCM PWM
x(2)
Area ~ 采样值
x(3)
PWM A
A
A
T T
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
功率输出级原理图 Front, Rear L Channel
D
PWM_FL+ PWM_FL+
PWM_FL- PWM_FL-
U600 TAS511 2DFD
/SD /SD
VALID
VALID
C602 1uF GND
R600 10R
C600 100pF
GND
GND
R602 0R
C603 0.1uF
VALID PSVC
SCL SDA RESET MUTE PH_SEL
SCL SDA
RESET
DSP原理图 TPS76433U301
+5V
3
IN OUT BYPASS
5 4
C301
3.3V
MLCK
GND 2
C300 0. 1uF/16V
C302 10uF
1
IN
0. 1uF/16V
R317 1R C303
音频输入信号 250 kHz 三角波
正相输出
音频输入信号 250 kHz 三角波
正相输出
反相输出
反相输出
末级功率MOS管工作原理
VCC
VCC
ON
OFF
OFF
ON
OUTP OFF
L1 15uH
OUTN ON
OUTP ON
L1 15uH
OUTN OFF
From Non-inverting Output
模拟信号 PWM
输入
转换
PWM 功率 放大
低通 滤波
器
模拟信号 功率输出
CLASS D 功放
DAC
数字区域
滤波& 缓冲
PREAMP.
Analog
Sound Control
14dB
VOL CTL.
CLASS D AMP.
模拟区域
数字区域
CLASS D 功放
Class-D是工作在开关状态的放大器,其核心是一个比较器,它生成 脉冲宽度正比于输入音频信号的脉冲宽度调制波(PWM信号)
3.3V
1
2
3
4
AVSS 5
C307
6
0. 1uF/16V
7
8
C310 AVDD
9 10
4. 7uF/50V
11
12
13
14
15
16
3.3V
VR A_PLL PLL_FLT_R ET PLL_FLTM PLL_FLTP AVSS AVSS_GR VR D_PLL AVSS_PLL AVDD_PLL VB GAP /RESET /HP_SEL /PDA /MUTE DVDD DVSS
Binary modulation scheme for switching H-bridge
CLASS D 功放原理框图
Rfdbk2
Audin
Cint2 Rs2
vdd/2
Ramp Generator
Rfdbk1
Gate Drive
PVDD
OUTP
Gate Drive
PVDD
OUTN
L1 C1 C3
24 25
23
22
21
19 20
17
AVDD
C312 C313 10uF
15pF/16V R316 1M
Y300 12. 288MHZ
0. 1uF/16V
B
0. 1uF/16V
3.3V
C314
+5V MLCK
GND LRC K
BC K DATA1 DATA2 DATA3 DATA4
+5V MLCK GND LRC K BLK DATA1 DATA2 DATA3 DATA4
PREAMP.
Analog
Sound Control
14dB
VOL CTL.
PWR AMP.
30dB
数字区域
模拟区域
模拟功放功率级电路图
数字功放工作原理
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脉冲宽度 调制(PWM)信号。在PWM 转换中,以44.1KHz或48 KHz的取样 频率和8bit 或16bit 的量化率(即模拟信号振幅值的读出刻度)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 KHz ~40 KHz的低通滤波器就可把模拟音频信号解调出来。
D
MUTE PH_SEL
S300 RESET
2
GND RESET
3
TPS3825
O
C318 0. 1uF/16V
C
PWM_M_7
PWM_P_7
PWM_M_8
PWM_P_8
PWM_P_5 DVPDWD_MP_WM_M5 DVSS_PWM
PWM_M_6
PWM_P_6
PWM_HPML
M_M_HPHMPCMPLRLK
GND
VALIDR601 10R
GND
C601 100pF
GND
GND
GND
GND GVDD BST_D PVDD_D PVDD_D OUT_D OUT_D
GND GND OUT_C OUT_C PVDD_C PVDD_C BST_C BST_B PVDD_B PVDD_B OUT_B OUT_B GND GND OUT_A OUT_A PVDD_A PVDD_A BST_A GVDD GND
PPPPPPPPPPPPW W W W W W W W W W W WMMMMMMMMMMMM____________HHHHFFCCFFSS LLRRLL____EE+-+-+-PMPMNNPRL+-RLPPPPPWWW WPWPPWPPPMWW WMMMWMW WM_M_MM____HMMMHCHH_C_______FE_FS_EMFFSMPRNLLPNRRLLR++++LL----
数字功放基础知识
功放的分类
甲类放大器,这种功放的工作原理是输出功率器件始终工作在传输 特性曲线的线性部分,在输入信号的整个周期内输出器件始终有电 流连续流动,这种放大器失真小,但效率低,功率损耗大,一般应 用在高档机的较多。
乙类放大器,两只晶体管交替工作,每只晶体管在信号的半个周期 内导通,另半个周期内截止。该机效率较高,但缺点是容易产生交 越失真(两只晶体管分别导通时发生的失真)。
PWM_S R+ PWM_S RPWM_S UB+ PWM_S UBPWM_R L+ PWM_R LPWM_R R+ PWM_R RVALID
PWM_S R+ PWM_S RPWM_S UB+ PWM_S UBPWM_R L+ PWM_R LPWM_R R+ PWM_R R-
VALID
/SD 3.3V
C315 10uF