数字功放、D类功放、模拟功放区别
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。
D类功放的原理
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, D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。
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 。
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。
功放 d类
D类功放（也称为数字功放）是一种高效的音频放大器，它采用脉宽调制（PWM）技术，将音频信号转换为脉冲宽度调制信号，然后通过一个高效的开关放大器放大，最后再通过一个低通滤波器还原成原始的音频信号。
D类功放具有很高的效率，因为它的开关放大器只在需要时才导通，从而避免了线性放大器中的能量损失。
这使得D类功放的效率高达90%以上，相比之下，传统的线性功放效率通常只有50%左右。
此外，D类功放还具有很小的体积和重量，因为它的开关放大器可以集成在一块芯片上，而且不需要像线性功放那样需要散热片。
由于D类功放的优点，它已经广泛应用于各种音频设备中，例如多媒体电脑、家庭影院、数字电视、音频处理设备和汽车音响等。
数字功放和模拟功放优缺点对比
数字功放和模拟功放优缺点对比数字功放的根本电路是早已存在的D类放大器（国内称丁类放大器）。
以前，由于价钱和技术上的缘由，这种放大电路只是在实验室或高价位的测试仪器中应用。
这几年的技术开展使数字功放的元件集成到一两块芯片中，价钱也在不时降落。
理论证明，D类放大器的效率可到达100%。
但是，迄今还没有找到理想的开关元件，难免会产生一局部功率损耗，假如运用的器件不良，损耗就会更大些。
但是不论怎样，它的放大效率还是到达90%以上。
由于功耗和体积的优势，数字功放首先在能源有限的汽车声响和请求较高的重低音有源音箱中得到应用。
随着DVD家庭影院、迷你声响系统、机顶盒、个人电脑、LCD电视、平板显现器和挪动电话等消费类产品一日千里的开展，特别是SACD、DVDAudio等一些高采样频率的新音源规格的呈现，以及声响系统从平面声到多声道环绕系统的进化，都加速了数字功放的开展。
近年来，数字功放的价钱呈不时降落的趋向，有关这方面的专利也层出不穷。
一、D类输出功率和耗费功率与AB类功率放大器耗费比例采用低频音频信号调制一个固定高频频率的脉宽的一种放大器被人们称为D类放大器又有人称为数字音频放大器，他最大的特性是效率特别高（理论上能够到达100%，实践在85%以上），采用十分小的电子器件就能够制造出很大功率的音频放大器。
小功率，即1W-3W的功率放大器而言，在相同播放内容的情况下，AB类功率放大器与D类功率放大器的功率效率各约为AB=15%及D=75%。
在播放1W音乐的情况下，AB类功率放大器需求耗费6.7W的功率，但D 类功率放大器在同样的播放条件下只耗费1.33W。
因而，运用D类功率放大器可延长电池的运用时间达5倍(6.7W/1.33W)。
低功率的运用除了手机，DVD、MP3及PMP之外还有一些盛行产品如iPod、手机、及数字相框。
那么中功率的状况下，即10W-30W的功率放大器而言在相同播放内容以语音为主的情况下，AB类功率放大器与D类功率放大器的功率效率分别为AB=25%及D=80%。
d类功放与g类功放
d类功放与g类功放
D类功放和G类功放都是音频功放的类型，它们在音频放大领
域有着不同的特点和应用。
首先来看D类功放，D类功放是数字功率放大器的一种，它的
工作原理是通过对输入信号进行脉冲宽度调制（PWM），然后经过滤
波器滤除掉高频脉冲，最终得到模拟信号输出。
D类功放的优点是
效率高，能够在不牺牲音质的情况下实现较高的功率输出，因此在
功率放大器中得到了广泛的应用。
另外，D类功放还具有体积小、
发热低等特点，适合于一些对功率和体积有要求的应用场合。
而G类功放则是混合功率放大器的一种，它结合了A类功放和
H类功放的特点，能够在保持音质的前提下提供较高的效率。
G类功
放在信号的低功率部分采用A类放大技术，而在高功率部分则采用
H类放大技术，这样既能保证音质，又能提高功率放大的效率。
因此，G类功放在音频放大领域也备受青睐，尤其在高保真音响系统
中得到广泛应用。
总的来说，D类功放和G类功放都是现代音频放大技术的代表，它们分别以高效率和高保真著称，并且在不同的应用场合都有着广
泛的应用前景。
在选择使用哪种类型的功放时，需要根据具体的应用需求和预算来进行综合考虑，以选取最适合的方案。
什么是d类功放
什么是d类功放一、定义：功率放大器简称功放，其作用主要是将音源器材输入的较微弱信号进行放大后，产生足够大的电流去推动扬声器进行声音的重放。
由于考虑功率、阻抗、失真、动态以及不同的使用范围和控制调节功能，不同的功放在内部的信号处理、线路设计和生产工艺上也各不相同。
二、分类：（一）按功放中功放管的导电方式不同，可以分为四类：1.甲类功放（又称A类）甲类功放是指在信号的整个周期内（正弦波的正负两个半周），放大器的任何功率输出元件都不会出现电流截止（即停止输出）的一类放大器。
特点：甲类放大器工作时会产生高热，效率很低，但固有的优点是不存在交越失真。
单端放大器都是甲类工作方式，推挽放大器可以是甲类，也可以是乙类或甲乙类。
2.乙类功放（又称B类）乙类功放是指正弦信号的正负两个半周分别由推挽输出级的两“臂”轮流放大输出的一类放大器，每一“臂”的导电时间为信号的半个周期。
特点：乙类放大器的优点是效率高，缺点是会产生交越失真。
3.甲乙类功放（又称AB类）甲乙类功放界于甲类和乙类之间，推挽放大的每一个“臂”导通时间大于信号的半个周期而小于一个周期。
特点：甲乙类放大有效解决了乙类放大器的交越失真问题，效率又比甲类放大器高，因此获得了极为广泛的应用。
4.丁类功放（又称D类）丁类功放也称数字式放大器，利用极高频率的转换开关电路来放大音频信号特点：具有效率高，体积小的优点。
许多功率高达1000W的丁类放大器，体积只不过像VHS录像带那么大。
这类放大器不适宜于用作宽频带的放大器，但在有源超低音音箱中有较多的应用。
（二）按功放输出级放大元件的数量，可以分为两类：1.单端放大器输出级由一只放大元件（或多只元件但并联成一组）完成对信号正负两个半周的放大。
单端放大机器只能采取甲类工作状态。
2.推挽放大器输出级有两个“臂”（两组放大元件），一个“臂”的电流增加时，另一个“臂”的电流则减小，二者的状态轮流转换。
对负载而言，好像是一个“臂”在推，一个“臂”在拉，共同完成电流输出任务。
D类功放特性
D类功放一、什么是D类功放？CLASS-D， 即D类功放也叫数字功放。
数字功放的核心特征：①音乐信号不能直接放大，需要先转换为开关信号；②放大器工作在开关状态，功率管是场效应管；③功放输出端有线圈、电容组成的低通滤波器。
数字功放相对于模拟功放的主要优势是：效率高。
高效率带来的好处：①功放可以做得很小、很轻；② 功率可以做很大；③ 省电，节能环保。
二、功放的基本原理如下为基本框图①误差校正：用于消除功放产生的失真。
方法是，将功放输出的信号采样与输入信号比较，用负反馈方式消除功放产生的失真。
②脉冲调制：将音乐信号变换为开关控制信号，用以控制开关桥。
③开关桥：是数字功放的功率放大部分。
功率管采用场效应管，工作在开关状态，因此可以获得90%以上的效率。
④低通滤波器：将功率脉冲信号转换为音乐信号。
开关桥输出的是大功率的脉冲信号，不能直接送喇叭。
⑤开关模式电源：给功放各部分电路供电。
相较于模拟功放的环牛电源，开关电源的优势主要是：重量轻，能稳压。
三、数字功放的优势数字功放的核心优势是高效率，综合使用效率能达到80%以上，远高于其它功放。
高效率带来的好处：①功放发热小，器件工作温度低，寿命和可靠性都会明显提高；②体积和重量都远小于模拟功放；③体积、重量的大幅度降低，可以节约运输、安装成本，降低搬运、安装难度；④节约电能，降低运营费用。
四、主要功能及指标解释①效率举例：AB类功放典型效率25%，如果需要得到1kW的音频输出功率，需要输入的交流电功率为：1000÷0.25=4000kW，发热量为4000-1000=3000kW；D类功放的典型效率80%，同样输出1kW的音频功率，需要输入的交流电功率为：1000÷0.8=1250kW，发热量为1250-1000=125W。
从这个对比，很容易明白高效率的意义。
②有源PFC（有源功率因素校正）A、使功放成为电网的纯阻性负载。
最大限度的利用电能，减小对电网的污染。
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。
四类功放的概念原理
四类功放的概念原理一、引言功放是指将音频信号转换为电流或电压信号的电子设备，它是音频系统中最重要的组成部分之一。
功放根据不同的工作方式和输出功率可分为多种类型，其中四类功放是目前应用最广泛的一种。
本文将从四类功放的概念、原理、特点等方面进行详细介绍。
二、四类功放的概念四类功放又称为D类功放或数字功放，它是一种利用数字信号处理技术实现高效率音频输出的新型功率放大器。
与传统A类、B类和AB 类功放相比，四类功放具有更高的效率和更小的体积，并能够输出更高质量的音频信号。
三、四类功放的原理1.数字信号处理四类功放采用数字信号处理技术对输入信号进行处理，将模拟信号转换为数字信号，并通过DSP芯片进行滤波、调整增益等操作，最终生成PWM（脉冲宽度调制）信号。
2.脉冲宽度调制PWM是一种将模拟信号转换为数字信号并进行相应控制的技术。
在PWM中，周期固定而占空比可变化，通过改变占空比来控制输出电压的大小。
四类功放中，PWM信号的占空比与输入信号的幅度成正比，因此可以实现高效率的功率放大。
3.输出滤波由于PWM信号是一种高频脉冲信号，需要通过输出滤波器进行滤波处理，将其转换为模拟电压信号。
在四类功放中，采用了多级低通滤波器来降低PWM信号的高频成分，并保留所需频率范围内的音频信号。
4.功率放大经过数字信号处理和输出滤波后，PWM信号被送入功率放大器进行功率放大。
在四类功放中，采用了MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）作为开关管，通过控制其导通时间和断开时间来实现电流或电压的控制。
四、四类功放的特点1.高效节能由于采用了数字信号处理和PWM技术，在四类功放中可以实现更高的效率和更小的体积。
同时，在音频输出时也可以减少能量损耗和热量产生，从而达到更好的节能效果。
2.音质优异由于数字信号处理技术可以对输入信号进行精确调整和滤波，同时PWM技术可以实现高效率的功率放大，因此四类功放在音质方面表现优异，可以输出更高质量的音频信号。
k类 d类 功放
k类 d类功放
K类功放和D类功放都是音频功放的分类。
功放（Amplifier）是一种电子设备，用于将音频信号放大，增加音频信号的功率，以便驱动扬声器。
K类功放是一种高效率的功放，其名称源于其输出级电路的工作方式——开关（K：Switching）。
K类功放的特点是高效率
和较低的能耗，在高功率输出情况下能够保持较低的发热量。
K类功放具有良好的音频质量和快速响应，适用于需求音质高且功率较大的应用。
D类功放（也称为数字功放）是另一种高效率的功放类型。
D
类功放的特点是采用数字信号处理和脉宽调制技术，将音频信号转换为脉冲信号。
D类功放通过不间断地切换开关，将脉冲信号转换为模拟音频信号，并驱动扬声器。
D类功放具有极高的效率和低能耗，适用于需要节能和便携性的应用，如车载音响和便携式音箱等。
无论是K类功放还是D类功放，其选择取决于应用需求和预算。
K类功放在音质方面表现更好，而D类功放则更节能和
便携。
功放分类详解ppt课件
7、放大电路类型：A、B、AB、D、H、T、TD等。
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三、功放的使用形式分类
1、定阻式：额定电阻（2 Ω 、4 Ω 、8 Ω ）输 出形式的功放。
优点：输出频带宽，动态范围大，音质极佳。
缺点：无法长距离传输。对于负载阻抗要求
严格。 2、定压式：额定电压（70V、100V）输出形式 的功放。 优点：可以进行长距离的传输。一个输出回路
1、模拟类功放
6、TD类：放大部分原理与AB类相同，供电部 分采用完全独立的高精度可调节无级输出的数 字开关电源，电压递进值为0.1V。自动检测输 出功率来提升或衰减供电电压。 优点：音质好，失真小 、效率高于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
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电源部分原理
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5
二、功放的重要指标
1、功率：在不同负载条件下的驱动能力。
2、阻抗：负载能力，阻值越小，通过电流能力 越强。
3、信噪比：音频信号与本底噪声的比值。
4、阻尼系数：信号消失后控制单元运动的能力。
5、转换速率：高频质量与性能。
6、总谐波失真：谐波失真、互调失真，交叉失
真，削波失真，瞬态失真，相位失真等。
五、各种类型放大电路的基本原理
2、数字类功放 1-1、D类功放的工作原理图
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五、各种类型放大电路的基本原理
2、数字类功放
1-2、D类功放的工作原理
D类：输入端的模拟信号波形与三角形脉冲信号 发生器的三角波通过比较器进行混合利用PWM 脉宽调制技术调制成宽度不等的脉宽调制波形， 然后经修正输出给场效应放大管进行大功率电压 电流放大，放大后的高频数字信号经过高品质低 损耗的低通滤波器进行滤除无用的高频数字波， 最终还原了音频功率信号，从而推动音箱完成了 电能转换为声能的工作。
如何区分汽车功放类别
如何区分汽车功放类别随着汽车音响的普及和需求的增加，汽车功放作为音频设备中的重要组成部分，也变得越来越重要。
不同的汽车功放类别具有不同的特点和功能，因此正确地区分汽车功放类别对于选购和使用汽车音响系统至关重要。
本文将从功放的工作原理、输出功率、声道数、功率级别、音质等方面，介绍如何区分汽车功放类别。
一、功放的工作原理汽车功放是一种电子设备，主要作用是将源设备（如车载CD播放器、收音机等）输入的低电平信号放大后驱动音响喇叭，以产生清晰而富有音质感的声音。
根据功放的工作原理，可以将汽车功放分为两种类别：模拟功放和数字功放。
1. 模拟功放：模拟功放是通过对模拟信号进行放大来驱动喇叭的。
它采用传统的模拟放大电路，具有较高的线性度和音质，可以还原原始的音频信号，产生真实而温暖的声音。
然而，模拟功放的效率相对较低，发热量较大。
2. 数字功放：数字功放是通过将模拟信号转换为数字信号，并使用数字放大器对数字信号进行处理和放大的。
它可以提供更高的功率效率和输出功率，能够更好地适应高功率情况下的驱动需求。
此外，数字功放还具有更小的体积、较低的功耗和较低的发热量，适合安装在车辆的狭小空间中。
然而，由于数字功放对信号进行数字化和处理，可能会导致音质的细节损失。
二、输出功率输出功率是区分汽车功放类别的重要指标之一。
输出功率指的是功放输出信号的最大功率值，通常以每声道瓦特（W）为单位表示。
根据输出功率的不同，汽车功放可以分为低功率、中功率和高功率三种类别。
1. 低功率功放：输出功率在10W-50W之间的功放被称为低功率功放。
低功率功放适用于一般车辆音响需求，能够满足日常听歌的需求。
2. 中功率功放：输出功率在50W-100W之间的功放被称为中功率功放。
中功率功放适合追求更高音质和音量的用户，可以提供更强劲而真实的音效体验。
3. 高功率功放：输出功率超过100W的功放被称为高功率功放。
高功率功放适用于较大空间或特殊需求的场合，提供更大的音量和低频扩展。
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。
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。
d类功放效率
d类功放效率
（实用版）
目录
1.D 类功放的定义和特点
2.D 类功放的效率优势
3.D 类功放的应用领域
4.D 类功放的发展前景
正文
一、D 类功放的定义和特点
D 类功放，全称为数字音频功放，是一种采用数字信号处理技术实现音频放大的功放。
相较于传统的模拟音频功放，D 类功放在音质、效率和体积等方面具有显著优势。
其主要特点如下：
1.采用数字信号处理技术，能够实现更高的信号处理精度和更低的失真。
2.具有较高的工作效率，可有效降低能源消耗。
3.体积小巧，便于集成和安装。
二、D 类功放的效率优势
D 类功放的效率优势主要源于其独特的工作原理。
传统的模拟音频功放采用线性放大器，其工作过程中会产生大量的热量，导致能源浪费。
而D 类功放则采用开关模式放大器，通过高速开关控制技术将电能直接转换为声能，避免了能量的损耗。
这使得 D 类功放在相同输出功率下，具有更高的效率。
一般来说，D 类功放的效率可以达到 80% 以上，远高于传统的模拟音频功放。
在节能减排日益受到重视的今天，D 类功放的高效率优势尤为
突出。
三、D 类功放的应用领域
D 类功放广泛应用于各种音响设备中，如家庭音响、汽车音响、专业音响等。
此外，随着智能手机、平板电脑等移动设备的普及，D 类功放在这些设备中也得到了广泛应用。
四、D 类功放的发展前景
随着数字音频技术的不断发展，D 类功放在音质、效率和体积等方面的优势将更加明显。
此外，随着节能减排的需求日益强烈，D 类功放在未来有望得到更广泛的应用。
D类功率放大器
D类功率放大器一．原理D类功放也称为数字功放，与模拟功放的主要差别在于功放管的工作状态。
传统模拟放大器有甲类、乙类、甲乙类和丙类等。
一般的小信号放大都是甲类功放，即A类，放大器件需要偏置，放大输出的幅度不能超出偏置范围，所以，能量转换效率很低，理论效率最高才25%。
乙类放大，也称B类放大不需要偏置，靠信号本身来导通放大管，理想效卒高达78 5%。
但因为这样的放大，小信号时失真严重实际电路都要略加一点偏置，形成甲乙类功放，这么一来效率也就随之下降。
虽然高频发射电路中还有一种丙类，即C类放大，效率可以更高，但电路复杂、音质更差，音频放大中一般都不采用。
这几种模拟放大电路的共同特点是晶体管都工作在线性放大区域中，它按照输入音频信号的大小控制输出的大小，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。
D类功放采用脉宽调制（PWM）原理设计，其功放管工作在开关状态。
在理想情况下，功放管导通时内阻为零，两端没有电压，因此没有功率损耗；而截止时，内阻无穷大，电流又为零，也没有功率损耗。
它在实际的工作中的功率消耗主要由两部分构成：转换损耗和I2R损耗。
转换损耗如图1-1所示：图1-1 转换损耗的产生当开关式放大器输出在接通和断开之间切换，或断开和接通之间切换时通过线性区域而消耗功率。
在D类功放中开关管如果采用的是金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET管），它的开关导通电阻较小一般远远小于1Ω，所以I2R损耗相对来说还是很小的。
当达到最大额定功率时，D类放大器的效率在80％到90％的范围内。
在典型的听音条件下，效率也可达到65％到80％左右，约为AB 类放大器的两倍以上。
D类放大器可分为数字D类放大器与模拟D类放大器两类，数字D类放大器一般用于数字音响领域，如CD信号的功率放大。
模拟D类放大器一般可分为前置放大级、PWM调制、功率放大与低通滤波四个部分。
其中PWM调制和功率放大是D类放大器的核心，PWM调制的一般方案有：（1）采用PWM调制芯片产生PWM信号，此类芯片可方便的产生PWM信号，但一般对电源有要求，不利于整机单5v供电，并且很多情况下产生的PWM 型号为方波。
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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，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。
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。
其典型电路框图如图2所示。
由图2可知，其各模块的接口都是采用模拟方式。
而数字声场处理模块的大致原理框图如图3所示。
图2 数字化功放电路的组成框图图3 数字声场处理模块原理框图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。
数字功放和模拟功放的优缺点对比“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。
这几年的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。
理论证明，Ｄ类放大器的效率可达到100％。
然而，迄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。
但是不管怎样，它的放大效率还是达到90％以上。
由于功耗和体积的优势，数字功放首先在能源有限的汽车音响和要求较高的重低音有源音箱中得到应用。
随着ＤＶＤ家庭影院、迷你音响系统、机顶盒、个人电脑、ＬＣＤ电视、平板显示器和移动电话等消费类产品日新月异的发展，尤其是SACD、DVDAudio等一些高采样频率的新音源规格的出现，以及音响系统从立体声到多声道环绕系统的进化，都加速了数字功放的发展。
近年来，数字功放的价格呈不断下降的趋势，有关这方面的专利也层出不穷。
D类输出功率和消耗功率与AB类功率放大器消耗比例采用低频音频信号调制一个固定高频频率的脉宽的一种放大器被人们称为D类放大器又有人称为数字音频放大器，他最大的特点是效率特别高（理论上可以达到100%，实际在85%以上），采用非常小的电子器件就可以制造出很大功率的音频放大器。
小功率，即1W-3W的功率放大器而言，在相同播放内容的状况下，AB类功率放大器与D 类功率放大器的功率效率各约为AB=15%及D=75%。
在播放1W 音乐的状况下，AB类功率放大器需要消耗6.7W的功率，但D类功率放大器在同样的播放条件下只消耗1.33W。
因此，使用D类功率放大器可延长电池的使用时间达5倍（6.7W/1.33W）。
低功率的使用除了手机，DVD、MP3及PMP之外还有一些流行产品如iPod、手机、及数字相框。
那么中功率的情况下，即10W-30W的功率放大器而言在相同播放内容以语音为主的状况下，AB类功率放大器与D 类功率放大器的功率效率分别为AB= 25%及D=80%。
在播放10W语音的状况下，AB类功率放大器需要损耗40W的功率，但D类功率放大器在同样的条件下播放只损耗12.5Watts。
因此使用D类功率放大器可降低电源的成本将近3倍（40W/12.5W），而且D类功率放大器所产生的2.5W的热可由一般功率封装及PCB设计即可处理不必额外的散热器。
在大功率输出的情况下，即100W-200W的D类数字功率放大器在汽车音响亦将占有一席之地，在此高功率之下D类功率放大器仍免不了使用散热片，但散热面积与散热量比AB类功率放大器所需的要小，由于高效率的原因，D类功率放大器可以在不启动汽车引擎的状况下有较长的使用时间而不消耗太多电瓶的电量，D类功率放大器成为现在汽车音响的主要应用产品。
D类数字音频功率放大器的电源成本及散热成本优势厂家在计算功率时并不以声音内容做标准，而延用传统的正弦波讯号当输入。
如以正弦波讯号而言AB类功率放大器与D类功率放大器的功率效率各约为45%及 80%。
如果以15W ×2来计算D类功率放大器的总供应功率约为30W/80%=37.5W，AB类功率放大器的总供应功率约为30W/45%= 66.7W，所以使用D类功率放大器可节省将近30W的功率。
由于功率放大器的电源由电源器件所提供，因此D类功率放大器的电源器件成本将大大降低。
同时电源器件的散热器及功率放大器散热器的成本及电路版空间的成本都有很大的降低。
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。
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。
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，其各模块的接口都是采用模拟方式，数字功放则不同。