一、什么是數(shù)字功放？

CLASS-D， 即數(shù)字功放也叫D類(lèi)功放。數(shù)字功放的核心特征：

①音樂(lè)信號(hào)不能直接放大，需要先轉(zhuǎn)換為開(kāi)關(guān)信號(hào)；

②放大器工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，功率管是場(chǎng)效應(yīng)管；

③功放輸出端有線圈、電容組成的低通濾波器。

數(shù)字功放相對(duì)于模擬功放的主要優(yōu)勢(shì)是：效率高。

高效率帶來(lái)的好處：

①功放可以做得很小、很輕；

② 功率可以做很大；

③ 省電，節(jié)能環(huán)保。

二、功放的基本原理

如下為基本框圖

①誤差校正：用于消除功放產(chǎn)生的失真。方法是，將功放輸出的信號(hào)采樣與輸入信號(hào)比較，用負(fù)反饋方式消除功放產(chǎn)生的失真。

②脈沖調(diào)制：將音樂(lè)信號(hào)變換為開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，用以控制開(kāi)關(guān)橋。

③開(kāi)關(guān)橋：是數(shù)字功放的功率放大部分。功率管采用場(chǎng)效應(yīng)管，工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，因此可以獲得90%以上的效率。

④低通濾波器：將功率脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為音樂(lè)信號(hào)。開(kāi)關(guān)橋輸出的是大功率的脈沖信號(hào)，不能直接送喇叭。

⑤開(kāi)關(guān)模式電源：給功放各部分電路供電。相較于模擬功放的環(huán)牛電源，開(kāi)關(guān)電源的優(yōu)勢(shì)主要是：重量輕，能穩(wěn)壓。

三、數(shù)字功放的優(yōu)勢(shì)

數(shù)字功放的核心優(yōu)勢(shì)是高效率，綜合使用效率能達(dá)到80%以上，遠(yuǎn)高于其它功放。高效率帶來(lái)的好處：

①功放發(fā)熱小，器件工作溫度低，壽命和可靠性都會(huì)明顯提高；

②體積和重量都遠(yuǎn)小于模擬功放；

③體積、重量的大幅度降低，可以節(jié)約運(yùn)輸、安裝成本，降低搬運(yùn)、安裝難度；

④節(jié)約電能，降低運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。

四、主要功能及指標(biāo)解釋

①效率

舉例：

AB類(lèi)功放典型效率25%，如果需要得到1kW的音頻輸出功率，需要輸入的交流電

功率為：1000÷0.25=4000kW，

發(fā)熱量為4000-1000=3000kW；

D類(lèi)功放的典型效率80%，同樣輸出1kW的音頻功率，需要輸入的交流

電功率為：1000÷0.8=1250kW，

發(fā)熱量為1250-1000=125W。

從這個(gè)對(duì)比，很容易明白高效率的意義。

②有源PFC（有源功率因素校正）

A、使功放成為電網(wǎng)的純阻性負(fù)載。最大限度的利用電能，減小對(duì)電網(wǎng)的污染。

B、使得功放能適應(yīng)很寬的交流電網(wǎng)電壓波動(dòng)。比如交流電壓從90~260伏變化，功放都能以額定輸出功率正常工作。

C、在全球任何地方實(shí)現(xiàn)即插即用。

③接地

由于數(shù)字功放基本上都會(huì)采用開(kāi)關(guān)電源。為了能通過(guò)EMC測(cè)試，在開(kāi)關(guān)電源的入口，線、火線與地線間都會(huì)接安規(guī)電容，因此會(huì)有微弱電流泄漏到地上，如果功放不接地，在接觸功放機(jī)殼時(shí)可能會(huì)有觸電的感覺(jué)。因此，功放必須接地。

④功率

功率是指功放輸出音樂(lè)能量的大小，功率越大驅(qū)動(dòng)音箱的能力越強(qiáng)。數(shù)字功放不僅大幅度提高了8Ω/4Ω負(fù)載下的輸出功率，而且大大增強(qiáng)了2Ω低負(fù)載下帶載能力的穩(wěn)定性。

⑤信噪比

信噪比是功放最大額定輸出功率與零輸入信號(hào)時(shí)功放輸出噪聲功率之比值。信噪比主要體現(xiàn)了對(duì)功放弱信號(hào)的解析能力，以及背景噪音的干凈程度。

105dB以上的信噪比，應(yīng)該是一個(gè)不錯(cuò)的指標(biāo)。

⑥失真度

失真度是指功放對(duì)音樂(lè)信號(hào)產(chǎn)生畸變的程度。失真度應(yīng)盡量小，失真度越小表明功放對(duì)聲音保真度越高，通常認(rèn)為0.1%以下的失真是很難被發(fā)覺(jué)的。

⑦頻響

頻響用于表示在規(guī)定頻率范圍內(nèi)，功放對(duì)不同頻率信號(hào)放大倍數(shù)的一致性。理想功放對(duì)所有頻率信號(hào)具有相同的放大倍數(shù)，頻響曲線是一條水平直線。如果頻響不平坦，會(huì)出現(xiàn)聲染色。

⑧阻尼系數(shù)

阻尼系數(shù)是負(fù)載阻抗與功放內(nèi)阻的比值。表征了功放對(duì)喇叭的控制能力。通常功放內(nèi)阻都足夠小，一般認(rèn)為認(rèn)為阻尼系數(shù)大于200就足夠好了。在實(shí)際工程上，喇叭與功放間的連線，是導(dǎo)致功放對(duì)喇叭控制能力變差的主要原因。

原文標(biāo)題：數(shù)字功放工作原理及參數(shù)指標(biāo)

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