近年來(lái),一種稱(chēng)為“數(shù)碼功放”的器件悄悄來(lái)到了Hi—Fi領(lǐng)域。有人稱(chēng)它為音頻放大器的革命,希望給幾成死水一潭的音響業(yè)帶來(lái)生機(jī)。所謂“數(shù)碼功放”,應(yīng)該是讓音頻信號(hào)以純數(shù)碼的形式從輸入開(kāi)始保留到喇叭放音前的最后一級(jí)。其基本電路就是D類(lèi)放大器。D類(lèi)放大器D類(lèi)放大器實(shí)際上是一種開(kāi)關(guān)放大器,其開(kāi)關(guān)頻率高達(dá)100kHz以上。輸入端是直接從數(shù)碼信號(hào)源如CD唱機(jī)、DVD影碟機(jī)、DVDAudio或SACD光碟機(jī)以及DTV數(shù)碼電視等輸入的數(shù)碼音頻信號(hào)
近年來(lái),一種稱(chēng)為“數(shù)碼功放”的器件悄悄來(lái)到了Hi—Fi領(lǐng)域。有人稱(chēng)它為音頻放大器的革命,希望給幾成死水一潭的音響業(yè)帶來(lái)生機(jī)。所謂“數(shù)碼功放”,應(yīng)該是讓音頻信號(hào)以純數(shù)碼的形式從輸入開(kāi)始保留到
喇叭放音前的最后一級(jí)。其基本電路就是D類(lèi)放大器。
D類(lèi)放大器
D 類(lèi)放大器實(shí)際上是一種
開(kāi)關(guān)放大器,其開(kāi)關(guān)頻率高達(dá)100kHz以上。輸入端是直接從數(shù)碼
信號(hào)源如CD唱機(jī)、DVD影碟機(jī)、DVD Audio或SACD光碟機(jī)以及DTV數(shù)碼電視等輸入的數(shù)碼音頻信號(hào),而不是經(jīng)過(guò)
ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換或
DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換處理的音樂(lè)模擬信號(hào)。典型的實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下:
先由振蕩器調(diào)制直流電源產(chǎn)生一個(gè)基準(zhǔn)方波信號(hào),其工作頻率可跟隨輸入信號(hào)變化,設(shè)定為幾十到幾百千赫;脈沖寬度則隨輸入信號(hào)的幅度大小而變化。還可以設(shè)置一個(gè)鋸齒波信號(hào)產(chǎn)生器,其頻率為基準(zhǔn)方波信號(hào)的一倍,并與之同步。鋸齒波信號(hào)用來(lái)同需要放大的、不斷變化的輸入信號(hào)作比較。當(dāng)鋸齒波同輸入信號(hào)發(fā)生差異時(shí),便產(chǎn)生與其瞬時(shí)振幅一致的相移信號(hào)。再用一個(gè)邏輯上由基準(zhǔn)信號(hào)和相移信號(hào)控制的開(kāi)關(guān)電路輸出一個(gè)極性經(jīng)過(guò)選擇的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)(PWM信號(hào))。PWM信號(hào)經(jīng)晶體管放大和高速整流,再通過(guò)低通
濾波器濾除高頻成分、平滑處理后回復(fù)為音頻信號(hào)饋送
揚(yáng)聲器放音。
這種電路最大優(yōu)點(diǎn)是功耗極小。因?yàn)樗ǔ2捎媚投螕舸㈤_(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換效率極高的場(chǎng)效應(yīng)晶體管,運(yùn)行中幾乎沒(méi)有損耗,效率可達(dá)90%以上(普通A類(lèi)或AB類(lèi)放大器的效率最大也只不過(guò)50%)。高效意味著耗電小、散熱要求低,從而導(dǎo)致集成電路化的大批量生產(chǎn)。其另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是失真小。我們都知道,為了增加頻響寬度、防止信號(hào)飽和畸變,幾乎所有放大器都需要使用反饋電路,可是反饋產(chǎn)生的延時(shí)效應(yīng)卻對(duì)原音重現(xiàn)帶來(lái)失真。由于數(shù)碼放大器轉(zhuǎn)換時(shí)間極快,延時(shí)效應(yīng)微乎其微,產(chǎn)生的誤差只有傳統(tǒng)模擬放大器的六分之一,所以對(duì)輸出控制得更好,尤其是瞬態(tài)反應(yīng)更為精確真實(shí),特別適用于爆發(fā)力要求較高的重低音功放。
應(yīng)該指出,早期的數(shù)碼功放仍用模擬電路來(lái)處理數(shù)字信號(hào),雖然效率提高,但高保真效果較差并有射頻干擾。真正的數(shù)碼功放應(yīng)該采用數(shù)字邏輯電路,以先進(jìn)的數(shù)字處理技術(shù)來(lái)補(bǔ)償晶體管高速導(dǎo)通、截止時(shí)引起的失真。
Class—T放大器
為了有別于早期的D類(lèi)放大器,一些公司避開(kāi)了這個(gè)名稱(chēng)。成立于1995年的美國(guó)Tripath公司就屬此類(lèi)。該公司擁有稱(chēng)為數(shù)碼
功率處理(DPPTM)的專(zhuān)利技術(shù),推出的Class—T(注冊(cè)商標(biāo))1bit數(shù)碼音頻功放則摒棄了脈寬調(diào)制方式而采用
多種信號(hào)處理技術(shù),包括自適應(yīng)預(yù)處理、噪聲整形、預(yù)失真處理和Δ—∑調(diào)制電路,進(jìn)一步減小失真和噪音。公布Class—T技術(shù)的白皮書(shū)指出:“如果比較一下濾波器前的波形,就可以看出Class—T同D類(lèi)放大器的明顯差別。D類(lèi)放大器濾波前是脈沖寬度變化而頻率不變的數(shù)字信號(hào)(PWM),其頻率取決于鋸齒波產(chǎn)生器。而Class—T的波形卻是脈寬、頻率瞬變的綜合的數(shù)字信號(hào)波形,變化速率達(dá)到1.5MHz,因此互調(diào)失真率很低,小于0.1%。在20 Hz~20kHz整個(gè)音頻范圍內(nèi),功率輸出特性呈一條平坦的曲線(xiàn)。同時(shí),高頻端的互調(diào)失真率(
IHF—IM)也小于0.1%,所以動(dòng)態(tài)范圍可大于
120dB