数字功放与模拟功放的区别
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。
重要电容调试TA2024数字功放简介
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。
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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。
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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。
只想花一点钱尝试一下的人。
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。
K10数字音频功率放大器 说明书
模拟信号 输入
2.8244MHz 超高速采样
Δ—Σ调制
1bit 超高速 码流放大器
Σ变化音 频滤波器
模拟信号 功率输出
光纤或同轴 2.822MHz 数字输入 过采样
图 3 1bit 数字功率放大器原理
1bit 数字功放与 D 类和 T 类数字功放相比具有很多优点,完全克服了过零失真问题,电源转换效率 可达到 90%以上,频率响应特性可达到 2Hz~50KHz,信号动态范围可达到 95db 以上,其它的优点包括 音频范围内的噪声极微和频率范围内的相移极小等等。它的最大缺点是系统复杂,成本太高,尚未达到 应用阶段。而近年来 D 类和 T 类数字功放的价格已逐步降到用户可接受的商业价格了。
表 1 是数字功放与模拟功放的主要技术 特性对比。 目前小功率数字功放已广泛用于 DVD 内置功放、组合音响、汽车音响、家庭影院等,在专业音响 工程方面,2001 意大利 POWERSOFT 公司推出的 DIGAM 系列大功率专业数字功放已被世界广泛采用, 且很快进入中国市场,在一些专业音响工程中获得了应用,并得到了一致的好评。
晶体管功放具有许多宝贵优点,它的失真指标可做到万分之一以上,但其音质听感总不如电子
1
管功放那么逼真、细腻,尤其是在表现瞬态变化快而清脆的打击乐和浑厚回荡的钢琴曲方面感觉最 明显。上个世纪 80 年代初,欧洲有些专业公司开始研究晶体管功放与电子管功放之间的性能差异和 解决办法。电子管是一种电压控制器件,需要的控制功率极微,开关速率很快。晶体管是一种电流 控制器件,需有较大的控制电流,转换速率较慢。这是最基本的差别。80 年代中期欧洲首先推出了 采用 MOS FET 音频场效应管功放。MOS FET 场效应晶体管既具有晶体管的基本优点,又有电子管 的电压控制及转换速率较快的优点。但使用不久发现这种功放的可靠性不高(无法外电路保护),开 关速度提高的不多和最大输出功率仅为 150W/8Ω等等。90 年代初,MOS FET 的制造技术有了很大突 破,出现了一种高速 MOS FET 大功率开关场效应晶体管。西班牙艺格公司(ECLER)经多年研究,攻 克了非破坏性保护系统的 SPM 专利技术,推出了集电子管功放和晶体管功放两者优点结合的第三代 功放产品,在欧洲市场上获得了认可,并逐步在世界上得到了应用。第三代 MOS FET 功放的中频和 高频音质接近电子管功放,但低频的柔和度比晶体管功放差一些,此外 MOS FET 开关场效应管容易 被输出和输入过载损坏。
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。
D类功放的原理
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。
数字功放基础知识
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 。
powersoft数字功放手册
4.1 Powersoft DIGAM 数字功放的主要特性---------------------------------------------------------6
4.1.1 音频特性----------------------------------------------------------------------------------------------6
两种编码方案的本质区别是 PWM 调制测量的是模拟信号幅度变化的绝对值。1bit 编码 调制测量的是模拟信号振幅变化的相对值,采用相加振幅的起始值获得幅振的绝对值变化。
1bit 数字功放的频响特性可达 2Hz~50KHz;失真更小;电源利用率可达 90%以上。但 它需更宽的频带和更复杂的编码电路,成本很高,尚未达到商品化的阶段。
图 1 脉冲调宽波形(PWM)
图 2 D 类数字功放原理图
D 类数字功放的电源利用率可达 80%以上。它的延时约为模拟功放的 1/6。因此声像定 位更精确,中高音的音质更清晰。但是在 PWM 编码过程中的信号过零失真(或称交越失真) 比模拟功放要大。为此,Powersoft 公司推出了解决此问题的一项新技术:自适应算法.脉冲 调宽技术,并把改进后的 D 类数字功放称为“T”类放大器,T 类数字功放的功率输出失真 大大地得到了改善。(见技术特性指标)
4.3.2 定电压传输中的功率匹配------------------------------------------------------------------------10
4.3.3 Powersoft 4 通道远距离功率传输系统(TU4)-------------------------------------------11
数字音频功放处理芯片设计与实现
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。
浅析数字发射机与模拟发射机的区别
图像 功放
伴音 信号
伴音 放大
38MHz 中频 晶体振荡器
6.5MHz 伴音中 31.5MHz 伴音调频 频混频
本机 振荡
双工器
伴音 混频
伴音 功放
图 2 双通道电视发射机原理框图 作者简介:刘淑文,辽宁省广播电视技术保障中心,高级工程师,主要从事广播电视无线发射技术工作。
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第1期
1.输入信号不同 与模拟发射机不同,数字发射机的输入信 号不是通常的视频和音频信号,而是将视频、 音频信号进行压缩编码,并与其他数据信号复 用打包的TS流,是一路输入。数字发射机一般 都是单通道发射机,模拟发射机包括单通道和 双通道两种。 2.激励器不同 在信号的处理方式上,数字激励器首先把 输入TS流进行数字处理,转换成数字正交基带 信号,再对数字正交基带信号进行均衡和线性 预校正,然后转换成模拟基带信号,最后送到 调制器直接调制在所需的射频载频点上,送到 功率放大器单元进行放大输出。 数字激励器一般包含信道编码、均衡、调 制、变频处理。信道编码使传输系统具有一定 的纠错能力,在接收端解码后,不仅可以检测 错误,还能判断错误码元所在的位置,并自动 纠错。均衡可以实现对数字基带信号进行预校 正,并对基带信号进行数模转换(D/A转换), 然后进入调制器按照数字电视传输标准进行调 制与射频转换。 模拟激励器的工作原理是 3.放大方法不同 功率放大器决定了发射机的功率输出能 力,是发射机中成本最高的部分。数字电视发 射机和模拟电视发射机都采用大功率横向扩散 金属氧化物半导体晶体管(LDMOSFET)。模拟 电视发射机功率放大器又分为图像和伴音功率 放大器,而数字电视发射机功率放大器是同一 个功率放大器。数字电视发射机对功率放大器 的线性要求比模拟电视发射机高,除了在激励 器中加预校正电路进一步提高性能之外,输出 功率必须适当下降。所以,模拟电视发射机的 放大效率高达30%,而数字电视发射机放大效率 只有10%~20%。 4.非线性预校正 数字电视发射机一般用非线性预校正实现 非线性补偿控制,改善发射机输出信号的频谱
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。
模拟数字广播对比
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。
功放分类详解
八、功放内部分析
1-1
1、模拟功放
八、功放内部分析
1-2
1、模拟功放
八、功放内部分析
2-1
2、数字功放
八、功放内部分析
2-1-1
2、数字功放
八、功放内部分析
2-1-2
2、数字功放
八、功放内部分析
2-1-3
2、数字功放
八、功放内部分析
2-1-4
2、数字功放
八、功放内部分析
2-2
2、数字功放
六、功放的三种工作模式
1、STEREO(立体声模式)
A
A
B
B
立体声模式:两个独立的音频信号对应两个 独立功放通道。
六、功放的三种工作模式
2、PARALLEL or MONO(单声道模式) A
A
A
单声道模式:一个音频信号对应两个独立功 放通道。
六、功放的三种工作模式
3、BRIDGE(桥接模式)
A
PNP三极管
电源部分原理
五、各种类型放大电路的基本原理
1、模拟类功放 5、H类:放大部分原理与AB类相同,供电部分 采用具备可调节多级输出电压的开关电源,自
动检测输出功率来选择供电电压。 优点:音质好,失真小 、效率略高于AB类、采
用数字开关电源降低了功放整体的重量。
NPN三极管
PNP三极管
电源部分原理
A
桥接模式:两个功放通道合并成单个功放通 道,对应一个信号输入,负载阻抗相同的条 件下功率提升3.5倍以上。
七、功放的常见故障
电源保险烧毁:电源部分损坏(整流桥、电源管、 滤波电容、变压器)、功率放大部分损坏(大功 率损坏、推动管损坏、过压保护二极管损坏)。 功放没声音:电源部分损坏(整流桥、滤波电 容)、功率放大部分损坏(大功率不完全损坏、 推动管不完全损坏、静态工作点偏移造成直流输 出而产生的保护、维持三极管工作状态的电阻损 坏、运输放大器损坏)。 声音失真:电源部分损坏(整流桥、滤波电容)、 功率放大部分损坏(部分推动管损坏、维持三极 管工作的电阻损坏、输出电阻损坏)。
音响技术试题及答案解析
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
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。
不温不火数字功放,如何改变发烧界的认知?
不温不火数字功放,如何改变发烧界的认知?数字功放以其转换效率高,发热低著称,数字功放与模拟功放有如下几点不同:一、数字功放保真度比较高,对比而言,模拟功放输出的声音是根据听音需要修饰后的声音,与音源音质有差别,数字功放临场感更好一些,音质比较接近原声。
二、模拟功放由于声音被修饰听起来比较舒坦,适合安静地欣赏音乐;而数字功放的声音准确且清晰,因而适合人声电影读白等音频。
三、晶体管模拟功放存在小信号小电流时的非线性交越失真,而数字功放工作在开关状态,不会产生交越失真。
四、过载能力与功率储备高于模拟功放,模拟电路的功放管过载后工作在饱和区,出现削波失真。
数字功放过载后只有功率管不损坏,失真度不会迅速增加。
五、数字功放输出内阻很小(不超过0.2欧),与负载(扬声器)匹配容易,模拟功放中的功放管内阻比较大,在匹配不同阻抗的喇叭时,工作状态会受到负载的影响。
六、数字功放比模拟功放效率(功率因数)高的多,也就是更节省能耗,因此数字功放很适合作小体积低耗电设备中作功率放大,比如手机、随声听之类。
当然用作音响放大器其高效低发热特性,对散热器要求可大大降低。
记得最初接触的数字功放是二十年前从华田邮购的ZXCD1000数字功放板该功放板尺寸为12X12X5cm,重量将近一公斤,用料相当考究。
前级用LT1913,贴片LCZXCD1000担任数字音频处理,末级每声道用两对K810/J122做BTL放大,通过由LC组成的低通滤波器输送至扬声器。
当年以128元一块的价格,可以获得不错的放音效果,音域宽,解析力高,更重要的特点是效率高,大约是模拟功放效率的三倍左右。
数字功放”的电路原型是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。
随着技术发展使数字功放的元件集成到一两块芯片中,价格也在不断下降。
理论上D类放大器的效率可达到 100%。
由于今还没有找到理想的开关元件,难免会产生一部分功率损耗,如果使用的器件不良,损耗就会更大些。
d类功放原理
d类功放原理
D类功放原理是指将输入的模拟信号转换为数字信号,并使用数字信号进行放大的一种功放方式。
与传统的A类、B类、
AB类功放相比,D类功放具有更高的效率和更小的功率消耗。
D类功放的核心是数字调制技术。
它将输入的模拟信号经过采样和量化,转换为数字信号。
然后,使用脉冲宽度调制(PWM)技术,将数字信号转换为脉冲信号。
脉冲信号的频
率通常远高于音频信号的频率,一般在几万赫兹至数十万赫兹之间。
脉冲信号经过低通滤波器(LPF)进行滤波处理,去除高频成分,得到模拟信号。
最后,模拟信号经过功率放大器放大,输出到扬声器或其他负载上。
相较于传统的功放方式,D类功放具有以下几个优点:
1. 高效率:由于采用数字调制技术,D类功放的传输效率高于其他功放方式。
它在输出的过程中,仅需要消耗输入信号的幅值,大部分输入信号幅值为零或接近零的时间段只需输出低功率信号,因此功放的整体效率高,能够更好地利用电能。
2. 小尺寸:D类功放无需使用大型散热器,因为输出级功率普遍较小。
因此,D类功放可以设计成较小尺寸,使其适用于更多的应用场景。
3. 低功耗:由于高效率的功放方式,D类功放相对于其他功放
方式具有较低的功率消耗。
对于便携式设备和功放器等电源容量有限的应用场景,D类功放具备更加广阔的应用前景。
总的来说,D类功放是一种高效率、小尺寸、低功耗的功放方式。
它的原理基于数字调制技术,将输入的模拟信号转换为数字信号,并使用脉冲宽度调制技术进行放大。
这种功放方式在音响设备、汽车音响等领域具有广泛的应用。
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数字功放与模拟功放的区别
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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。