数字功放原理
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。
数字放大器工作原理
数字放大器工作原理
数字放大器是一种用来放大数字信号的设备，其工作原理主要包括以下几个方面：
1. 数字信号转模拟信号
数字放大器的输入信号是数字信号，但放大器内部的放大电路却是模拟电路。
因此，放大器需要将数字信号转换成模拟信号。
这一过程通常称为数字模拟转换（digital-to-analog conversion，简称DAC）。
数字模拟转换器接收数字信号，并根据数字信号的数值大小，产生相应的模拟电压信号。
模拟电压信号的大小和数字信号的数值成正比，即数字信号越大，模拟电压信号就越大。
2. 信号放大
经过数字模拟转换后，数字信号被转换成了模拟信号，这时放大器会对信号进行放大。
放大器通常采用放大器芯片进行放大，芯片内部电路通过电压增益和电流增益等方式将信号进行放大。
3. 滤波
放大器对信号进行放大后，信号中可能会出现一些杂散信号。
这些杂散信号可能与原信号混在一起，造成信号失真。
为了避免信号失真，
放大器通常会加入滤波电路。
滤波电路可以滤除信号中某些频段的杂波，保证放大后的信号纯净。
4. 输出
经过放大和滤波的处理，信号已经被放大到一定的范围。
这时，信号就可以输出到音频设备中，如扬声器等。
以上就是数字放大器的工作原理。
通过数字模拟转换、放大、滤波等过程，将数字信号转换成可用的模拟信号，并对其进行放大和滤波，使其能够输出到音频设备中，从而达到音频放大的效果。
D类功放的设计原理
D类功放的设计原理D类功放，全称为“数字功率放大器”，是一种电子功率放大器的类型，它的设计原理基于数字信号的处理和模拟功率放大电路的协同工作。
相比于传统的A类、B类、AB类功放，D类功放具有更高的功率效率，更小的尺寸和重量，更好的线性度，以及更低的功率损耗。
下面将详细介绍D类功放的设计原理。
1.PWM调制原理D类功放的核心设计原理是采用脉宽调制（PWM）技术。
PWM是一种通过调整信号的脉冲宽度来控制平均输出功率的方法。
D类功放通过将原始的模拟音频信号转换为数字信号，并通过比较器产生一个与模拟信号频率相同的矩形波，然后根据输入音频信号的幅值调整矩形波的脉宽，最后通过滤波器将调制后的PWM信号转换为模拟音频信号输出。
2.数字信号处理D类功放的设计中需要进行数字信号处理。
首先，输入的模拟音频信号需要经过模数转换器（ADC）转换为数字信号，然后通过数字信号处理器（DSP）进行数字信号的滤波、均衡、增益控制等处理，最后再经过数字模数转换器（DAC）转换回模拟信号。
3.比较器比较器是D类功放中的一个关键组件，用于将模拟音频信号与产生的PWM矩形波进行比较。
比较器的作用是根据输入信号的幅值调整PWM信号的脉宽，从而控制输出功率。
比较器通常由操作放大器和参考电压产生器组成。
4.滤波器在PWM调制之后，需要通过滤波器将调制后的PWM信号转换为模拟音频信号输出。
滤波器的作用是去除PWM信号中的高频分量，保留音频信号的低频成分。
常见的滤波器类型包括低通滤波器和带通滤波器。
5.输出级D类功放的输出级通常采用开关管（如MOSFET）构成。
开关管的特点是具有较低的开通电阻和较高的关断电阻，从而实现更小的功率损耗和更高的功率效率。
输出级通常由多个开关管组成，根据功率需求可以并联或串联排列。
输出级的设计需要考虑电压和电流的控制，包括过电压和过电流的保护。
6.反馈控制为了提高D类功放的线性度和稳定性，通常需要采用反馈控制。
通过对输出信号与输入信号进行比较，调整PWM信号的脉宽和幅值，以使输出信号尽可能接近输入信号。
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。
数字功放制作原理
数字功放制作原理1. 概述一般认为，功率放大器根据其工作状态可分为5类。
即A类、AB类、B类、C 类和D类。
在音频功放领域中，C类功放是用于发射电路中，不能直接采用模拟信号输入，其余4种均可直接采用模拟音频信号输入，放大后将此信号用以推动扬声器发声。
其中D类功放比较特殊，它只有两种状态，即通、断。
因此，它不能直接放大模拟音频信号，而需要把模拟信号经“脉宽调制”变换后再放大。
外行曾把此种具有“开关”方式的放大，称为“数字放大器”，事实上，这种放大器还不是真正意义的数字放大器，它仅仅使用PWM调制，即用采样器的脉宽来模拟信号幅度。
这种放大器没有量化和PCM编码，信号是不可恢复的。
传统D类的PWM调制，信号精度完全依赖于脉宽精度，大功率下的脉宽精度远远不能满足要求。
因此必须研究真正意义的数字功放，即全(纯)数字功率放大器。
数字功放是新一代高保真的功放系统，它将数字信号进行功率转换后，通过滤波器直接转换为音频信号，没有任何模拟放大的功率转换过程。
CD唱机(或DVD 机)、DAT(数字录音机)、PCM(脉冲编码调制录音机)都可作为数字音源，用光纤和同轴电缆口直接输出到数字功放。
此外，数字功放也具备模拟音频输入接口，可适应现有模拟音源。
国外对数字音频功率放大器领域进行了二三十年的研究。
在20世纪60年代中期，日本研制出8bit的数字音频功率放大器;1983年，国外提出了D类(数字)PWM 功率放大器的基本结构。
但是这些功放仅能实现低位D/A功率转换，若要实现16bit、44.1KHz采样的功率放大器。
随着数字信号处理(DSP)和音频数字压缩技术的结合、新型离散功率器件及其应用的发展，使开发实用化的16bit数字音频功率放大器成为可能。
国内外一些从事数字信号处理的技术人员，专门研究音频数字编码技术，在不损伤音频信号质量的情况下，尽量压缩数据库。
经过多次实验，终于将末级功放开关频率由没有压缩数据时的约2.8GHz减至小于1MHz，从而降低了对开关功放管的要求。
什么叫做数字功放？它的电路原理是什么？
什么叫做数字功放？它的电路原理是什么？什么叫做数字功放？它的电路原理是什么？数字功放是什么？数字功放就是数字音频功率放大器，它放大的是0与1的数字信号，而我们熟悉的模拟功放，它放大的是在时间轴上连续变化的电压或电流信号，其信号的幅度与声音的强弱成正比例关系。
与数字功放相比，模拟功放显得直观且易理解。
据题目问的什么是数字功放？开头只是做了简单的述说数字功放与模拟功放的概念。
到底什么是数字功放呢？简单的来说，数字功放就是功率放大级完全处于开关状态的放大器。
我们熟知的音频功率放大器有甲类放大器、乙类放大器、甲乙类放大器、丁类放大器，也就是（A、B、AB、D）类放大器，如此分类是按照其工作特点来分的。
如果从信号形式来看，前三类放大器处理的都是模拟信号的，是模拟音频功率放大器，即模拟功放。
而后者是处理数字信号的，是数字音频功率放大器，即数字功放。
因此看看这四类放大器是什么？甲（A）类放大器；指电流连续的流过所有输出器件的一种放大器。
此类放大器优点是比其它类型放大器的线性度好，较简单功率低。
适应于小信号或低功率中的应用。
乙（B）类放大器；指导通时间为百分之五十的一种放大器。
甲乙（AB）类放大器；其是A与B类放大器的组合，结构与B类放大器类似。
因为它采用一种向每个晶体管提高小偏置电流的电路，所以每个晶体管都不会被彻底的击穿了。
既然说其是A与B类放大器的结果，那肯定有它们的'血统'。
因此，它继承了A类放大器的功耗大，可是它的失真确低多了。
它继承B类放大器的是同样采用两个晶体管配合完成任务，所以整体性好。
上面述说了模拟功放，最后就是数字功放，丁（D）类放大器。
它的晶体管只做开关使用，控制流过负载电流方向，于是其输出级功耗低。
既然提到其功耗，它的功耗主要来自于输出晶体管导通阻抗、开关损耗、静态电流这三方面，最后以热量形式散发掉。
因此，D类放大器对散热件要求大大的降低，甚至可省略掉。
所以说，这类放大器非常适用于紧凑型大功率场合的应用。
什么叫做数字功放？它的电路原理是什么？
什么叫做数字功放？它的电路原理是什么？数字功放，又称开关功放、D类功放或丁类功放。
数字功放工作时先将音频信号转换成“0”、“1”这类数字信号，经功率放大后再还原为模拟信号驱动扬声器工作。
由于电路工作于开关状态，因此具有很高的效率，一般可达90%以上，并且失真小，动态范围宽，在较低的电源电压下即可输出较大的功率。
数字功放的基本工作原理▲ 数字功放原理框图。
数字功放一般由脉冲发生器、PWM电路、开关放大器及解调器等几部分组成。
脉冲发生器产生一个占空比为50%的方波信号，音频信号从Vin端输入，对脉冲发生器输出的方波信号进行脉冲宽度调制，这样即可得到脉宽与输入音频信号幅度成正比的调宽脉冲信号。
此信号经开关放大器放大（功率管工作于开关状态）后，再经低通滤波器解调即可驱动扬声器工作，这就是数字功放的基本工作原理。
实际中的数字功放电路比这个还要复杂一些，不过现在市场上有很多物美价廉的数字功放IC，想制作数字功放一般没必要再采用复杂的三极管分立元件来制作，直接根据电源电压及输出功率选用相应的数字功放IC 即可。
下面我们介绍一款物美价廉的立体声数字功放电路，在5V电压下，输出功率即可达到2x3W。
立体声数字功放电路▲ PAM8403立体声数字功放电路原理图。
PAM8403是一款常用的低压立体声数字功放IC，其工作电压范围为2.5~5.5V，可以采用单节18650锂电池或5V手机充电器供电，效率不低于90%。
在电源电压为5V，扬声器为4Ω时，输出功率可达2x3W。
PAM8403采用SOP-16封装，其7脚和10脚分别为左右声道输入端，1脚和3脚为左声道输出端，14脚和16脚为右声道输出端。
▲ PAM8403数字功放板。
上图为成品的PAM8403数字功放板，其使用方法很简单，在＋、-接入3~5V的电源电压，音频输入端接入立体声音频信号，两个输出端接4Ω或8Ω扬声器即可工作。
数字功率放大器的工作原理是什么
数字功率放大器的工作原理是什么数字功率放大器其实就是D类功率放大器。
传统功率放大器都是模拟功率放大器，也就是说利用模拟电路对信号进行功率放大，放大处理的是连续信号，而D类功率放大器是一种数字功率放大器，其功率输出管处于开关工作状态，即在饱和导通和截止两种状态间变化，用一种固定频率的矩形脉冲来控制功率输出管的饱和导通或截止。
一般D类功率放大器中的矩形脉冲频率（其作用相当于采样频率）为100～200kHz，每台D类功率放大器生产出来后其矩形脉冲的频率就固定为一具体频率了，也就是脉冲周期固定了。
矩形脉冲在一个周期内的宽度（或者说占空比）受到音频模拟信号的控制而改变，从而改变了功率输出管在一个脉冲周期内的导通时间，脉冲越宽（占空比越大），功率输出管在一个（采样）脉冲周期内导通时间越长，则输出电压就越高，输出功率就越大。
调制波形原理图见图，称为脉冲宽度调制（PWM），它是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。
数字功率放大器的特点是效率远远比传统的模拟功率放大器高得多，可以达到80%多甚至达90%多。
由于D类功率放大器比AB类功率放大器在功率输出管上损耗的功率小得多，产生的热量也少得多，所以D类功率放大器的散热器可以减小，重量可以减轻。
数字功率放大器的电源部分采用开关电源，因此整机效率将进一步提高，所以可以设计出输出功率相当大的数字功率放大器。
早期的D类功率放大器的失真比较大，经过不断改进，目前失真已经降到比较低的水平，可以满足专业音响的要求。
但是由于D类功率放大器功率输出管的开关频率很高，功率又很大，所以难免会有信号泄漏，这样也就容易引起信息的泄漏，所以在一些需要保密的场合还是以不采用D类功率放大器为好。
目前一些数字功率放大器产品已经同时具有模拟输入口和数字输入口，既适合模拟信号输入，也可以数字信号输入，应用更灵活。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
数字功放原理
数字功放也称D类功放，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、乙类和甲乙类、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，理想效率高达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、音质差，音频放大中一般都不用，这几种模拟放大电路的共同的特点是晶体管都有工作在线性放大区域中，它按照输入音频信号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。
数字功放的功放管工作在开关状态，理论状态晶体管导通时内阻为零，两端没有电压，当然没有功率消耗；而截止时，内阻无穷大，电流又为零，也不消耗。
所以作为控制元件的晶体管本身不消耗功率，电源的利用率就特别高。
图1是数字D类功放的工作原理框图。
D类功放处理的是经脉宽调制（PWM）的音频数字信号，声音信息埋藏在脉冲的占空比或脉冲密度中。
图示是音频信号的一种PWM调制方法，最为直观；较多采用的是以脉冲密度来表示信号大小的，脉冲密度大的地方，表示电压高；稀的地方，电压就低。
双向信号可用其它方式调制，如占空比50%，即脉冲
宽度与间隔宽度1：1，表示信号幅值为零；占空比大于50% ，幅度为正，这时数值越大，正幅度越高；占空比小于50%，幅度为负，越小越负。
因为这种信号并不需要与外接设备直接相连，也就不需要格式完全统一，各厂可按自行研发的最佳方案调制。
音频PWM编码可以从两种途径获得，一是对模拟音频信号进行模数变换直接生成PWM数字音频。
二是对其它编码的数字音频，如CD的PCM编码，通过数字信号处理技术变换成PWM码。
获得后用此信号去控制大电流的开关型功率MOSFET由功率管输出一个大能量的PWM码。
输出电压的大小由电源电压高低决定，输出的电流由负载扬声器的阻抗和电路形式决定。
功率管工作在开关状态，只要开关特性好，线性要求几乎没有，制造成本比音响对管低，工业控制上这类MOSFET已用得很普遍，取材方便。
由于开关管导通时的饱和压降和截止时的漏电流也会损失一些电能，但总效率仍有百分之九十几，为各类放大电路效率之冠。
开关晶体输出的是脉宽调制波形，要成为可听的模拟音频信号，还需经过一路带宽为20KHz的低通滤波器，滤去脉冲波形中的高频成分，见图3，一般说来功放的输出电压对选取电容的耐压不成问题，只是电感最大允许电流要设计正确。
数字功放由于效率高，管子的耗损小，功放的散热结构可以做得非常小巧简单，整个电路可以做得很小。
所以，首先在笔记本电脑、有源音箱和声卡上采用。
带有数字功放的声卡可直接接通普通音箱，这样使用就方便得多。
随着技术的发展，数字功放也进入音响领域，TACT公司2000年推出的一款数字功放TACT Audio“黄金时代”，令发烧音响界改变发结数字功放的成见，国内成都天奥公司更早就推出了用于家庭影院的数字多声道功放，深圳的三诺公司也在研发数字功放的有源音箱。
国外多家芯片公司已推出带各种功能的数字功放IC器件，为整机生产厂更新产品提供了便利条件。
一场功放革命正在悄然兴起。
从图1可以看出数字功放的另一优点是可以直接放大数字音频信号。
CD和DVD碟片上输出的音频信号是数字化的，现在播放机解码后要经过数模变换，变成模拟音频后再送出。
而采用数字功放后，就可把解码后的PCM数字音频信号直接进入数字信号处理电路处理成PWM码进行放大。
省去了播放机中的数模变换和数字功放中的模数变换二个较贵重部分，不但音质受损少，成本也可降低。
利用数字功放技术生产整机时，音量调节方案会成为机种档次的分界线。
简单方案就像传统模拟功放那样由电位器衰减模拟信号的输入幅度，实现音量衰减。
这种方式数字信号的量化比特率得不到充分利用，小音量时信噪比下降，动态范围变小。
而且也不能用于数字音频直接输入系统。
较好的方案是采用调节电源电压的方式来衰减音量，以改变加到低通滤波器上的脉冲电压幅度来改变输出功率。
这样量化比特率仍可充分利用，由于电压下降，量化噪声也随之下降，所以音量减小，但信噪比和动态范围仍能保持不变。
由于功放电源的功率较大，改变电源电压不能用电阻衰减或分压方式来实现，必须从电源整流稳压部分就开始。
TACT公司采用的方法是在数字稳压电源的DC-DC逆变过程中，改变占空比来改变最终输出电压。
这类方案目前还只能在分立元件做功率输出部分的整机中采用，集成化数字功放
IC仍用衰减模拟输入为主来调节音量。
从现状来看，数字功放已能商品运用在功率一般的普通用途放大器上性价比和小型、节电等方面都有长处。
几瓦的小功率型集成功放芯片，控制电路和功率开关器件已一体化，使用非常方便。
几十瓦以上的大功率用数字功放芯片，一般只集成控制电路部分，大功率开关器件需另外集成或自行配置，以便整机设计灵活。
在H F领域中，数字功放还只能算是在探索，离商品化还有一段过程。
但数字功放是功率放大后起之秀这点是不容置疑的。