数字功放基础知识
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。
高保真超薄音响的数字放大器介绍
高保真超薄音响的数字放大器介绍随着科技的不断进步和发展，音频设备在音质和便携性上取得了巨大的突破。
其中，高保真超薄音响的数字放大器作为一种新型的音频设备，受到了越来越多音乐爱好者和专业人士的青睐。
本文将详细介绍高保真超薄音响的数字放大器，包括其原理、特点和适用场景等方面。
1. 原理高保真超薄音响的数字放大器采用数字信号处理技术，将输入的模拟音频信号转换为数字信号，并利用数字信号进行放大处理，最后再将其转换回模拟音频信号输出。
数字放大器的核心是数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP），它能够对音频信号进行精确的处理和控制，实现高保真音质的输出。
2. 特点（1）超薄设计：高保真超薄音响的数字放大器采用紧凑设计，体积小巧轻便，便于携带和安装。
它能够轻松放置在狭小的空间中，如电视柜、书架等地方。
（2）高保真音质：数字放大器通过数字信号处理技术，能够准确地重现音频信号，实现高保真的音质输出。
它能够还原音频信号的细节和动态范围，使听众可以更加真实地感受音乐的魅力。
（3）高效节能：相比传统的模拟放大器来说，数字放大器在功耗和效率方面具有明显的优势。
数字放大器能够提供更高的输出功率，并在同样输出功率下减少了能耗，降低了热量产生，延长了设备寿命。
（4）灵活多样的输入输出接口：高保真超薄音响的数字放大器具备多种输入输出接口，如模拟输入、数字输入、蓝牙无线连接等。
用户可以根据自己的需求选择不同的接口进行音频设备的连接和扩展，具备了更多的使用方式。
（5）智能化控制系统：数字放大器配备了智能控制系统，能够实现对音频信号的精确调节和处理。
用户可以通过智能手机、平板电脑等设备进行远程控制，调整音量、音效等参数，使得使用更加便捷。
3. 适用场景高保真超薄音响的数字放大器适用于各种场景，包括家庭影音、车载音响、专业演出和餐厅等。
无论是搭配电视、DVD播放机，还是与手机、平板电脑连接，数字放大器可以为用户带来高保真的音频体验。
功放知识点总结大全
功放知识点总结大全功放的种类有很多，根据应用领域和功率大小的不同，可以分为家用功放、汽车功放、专业音频功放等。
根据工作原理的不同，功放可以分为晶体管功放、真空管功放等。
不同类型的功放在结构和工作原理上有一定的差异，下面将对功放知识点进行详细介绍。
一、功放的分类1.1 按功率大小分类从功率的大小来看，功放可以分为低功率功放、中功率功放和高功率功放。
低功率功放适用于家庭音响、耳机放大器等小功率应用；中功率功放适用于小型演出、酒吧、KTV等场所；高功率功放适用于大型音响系统、演唱会、舞台表演等大功率应用。
1.2 按工作原理分类根据工作原理的不同，功放可以分为A类功放、B类功放、AB类功放、D类功放、甲类功放等。
不同类型的功放在音质、效率、失真等方面有各自的特点。
1.3 按应用领域分类根据应用领域的不同，功放可以分为家用功放、汽车功放、专业音频功放等。
不同领域的功放在结构和功能上有所区别，适用于不同的场景和需求。
二、功放的工作原理2.1 晶体管功放晶体管功放是利用晶体管的放大特性来进行信号放大的一种功放。
晶体管功放通常包括输入级、中间级和输出级，信号经过不同级别的放大后，最终驱动扬声器发出声音。
晶体管功放在音质上具有较好的表现，但功率效率相对较低。
2.2 真空管功放真空管功放是利用真空管的放大特性来进行信号放大的一种功放。
真空管功放的音质表现很好，暖音、丰满的声音是其特点，因此被广泛应用在HIFI音响系统中。
但真空管功放体积大、功率低、易损坏，成本较高。
2.3 收音机式功放收音机式功放是一种结构简单、功率较低的功放，通常用于收音机、小型音响等场合。
它的特点是结构简单、成本低廉，适合小功率应用。
2.4 D类功放D类功放是近年来发展起来的一种高效率功放，其工作原理是利用PWM（脉宽调制）技术将模拟信号转换为数字信号，再通过输出电路将脉冲信号转换为模拟信号输出到扬声器。
D类功放的优点是效率高、发热小，适合大功率应用。
数字功放简介
数字功率放大器简介班级：JS001104 学号：2011300077 姓名：李卫华一．数字放大器的定义及工作原理功率放大器通常根据其工作状态分为五类。
即A类、AB类、B 类、C类、D类。
在音频功放领域中，前四类均可直接采用模拟音频信号直接输入，放大后将此信号用以推动扬声器发声。
D类放大器比较特殊，它只有两种状态，不是通就是断。
因此，它不能直接输入模拟音频信号，而是需要某种变换后再放大。
人们把此种具有"开关"方式的放大，称为"数字放大器"。
二．数字功法与传统功放比较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。
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。
数码功放
数码功放--简介及使用方法数码功放结合了专业的数字音频处理器，不仅拥有传统功放的所有功能，而且拥有了专业数字音频处理的最新技术，独有音乐、麦克风、综合处理等数字功能，它不仅适用于任何场合，更加可以根据不同音箱设置相应的参数，解决了目前市场上音箱质量参差不齐，频响特性各异，效果不佳的矛盾。
你可调整各项参数来补偿你的音箱频响曲线，以达到最佳的放音效果。
声艺公司出品的DSK150数字处理立体声功放（专业数字KTV功放）的主要特点：音乐处理●3种预置音乐模式，一种用户调整模式。
●5段参量均衡。
动态压缩●数字高、低音控制。
●立体声数字键控（变调）。
●4路音频、视频线路输入自动选择、线路混合输出。
麦克风处理●5个麦克风输入，独立输入音量控制。
● 5段参量数字陷波器，高达1/60带宽和-48dB增益，且有很强的反馈抑制功能。
● 专门设计的3种人声处理效果：混响、回声、混响+回声，混响时间等参数可调，特别可设置的DSP谐波激励，使演唱更轻松、自然，更具专业演唱效果。
● 数字高、低音控制。
● 动态压缩。
综合处理● 使用360度回转音量控制编码器，打开电源时音量自动回零。
● 3片24-bit高性能DSP处理，24-bit A/D，D/A，48KHz取样频率，出色的声音处理，高信噪比，低失真。
● 红外线无线遥控。
● 参数记忆功能。
● 2×16背光LCD显示。
● 输入、输出精确8段LED电平指示器。
● 输出RMS 2×150W（8Ω），2×250W（4Ω）。
使用方法：1、连接音箱（本机额定功率为2×150W8Ω、2×250W4Ω可同时连接四只音箱）。
2、连接音源（本机有4路音视频输入1路输出，4路音视频自动切换）。
3、接通电源（本机有一个电压选择器，先查看本机电压是否适合贵地电压强度）4、连接话筒（将话筒插入MIC INPUT1-3，并调整相应的 MIC VOL1-3使话筒音量适中）。
纯后级数字功放-概述说明以及解释
纯后级数字功放-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在本文中，我们将讨论的主题是纯后级数字功放。
数字功放是一种使用数字信号处理技术的音频放大器，它将音频信号转换为数字形式进行处理和放大。
与传统的模拟功放相比，数字功放具有更高的效率、更低的失真和更强大的功能。
纯后级数字功放是指在音频信号经过模拟到数字的转换之后，所有的放大和处理都是以数字形式进行的。
这种设计使得纯后级数字功放具有更高的精度和更低的噪音水平。
同时，由于数字信号可以进行精确的控制和调节，纯后级数字功放还具有更大的灵活性和功能性。
纯后级数字功放的应用范围非常广泛。
它可以用于家庭音响系统、专业音频设备以及汽车音响等各种场合。
无论是在家庭环境中欣赏音乐，还是在专业演出中使用音响设备，纯后级数字功放都能够提供高品质的音频放大效果。
然而，纯后级数字功放也面临着一些挑战和争议。
一些传统音频发烧友认为，纯后级数字功放无法完全复制模拟音频放大的温暖和丰富的音色。
此外，由于数字信号处理的复杂性，纯后级数字功放的价格往往较高，不是所有消费者都能够承受。
在接下来的文章中，我们将详细讨论纯后级数字功放的工作原理、优势、不足以及如何选择一款适合自己需求的纯后级数字功放。
通过全面了解和比较，希望读者们可以更好地理解纯后级数字功放的特点和适用场景，从而做出明智的购买和使用决策。
注：以上内容仅为展示如何撰写概述部分，具体内容可根据实际情况进行调整和扩展。
1.2 文章结构文章结构是指文章的组织框架和布局，它对于读者来说至关重要，因为一个良好的结构可以使文章更易于阅读和理解。
本文将介绍纯后级数字功放的文章结构，以帮助读者更好地理解文章内容。
首先，在文章开始时，我们会进行一个引言部分，旨在向读者介绍本文的主题和内容。
在引言的最后，我们会明确本文的目的，告诉读者我们希望通过这篇文章传达什么信息。
接下来是正文部分，这是文章的主体部分，包含了详细的内容和要点。
在本文中，我们将着重讨论纯后级数字功放的特点、原理和优势等方面的内容。
功放知识点总结大全图
功放知识点总结大全图一、功放的基本结构功放又称为电子放大器，是一种用来放大音频信号的设备。
它的基本结构包括输入端、放大器电路、输出端和电源供应四个部分。
1. 输入端：功放的输入端接收来自音频源的信号，一般是通过 RCA 插孔或者平衡接口的方式连接。
这部分主要负责将音频信号输入到功放的放大器电路中。
2. 放大器电路：放大器电路是功放的核心部分，它负责对输入的音频信号进行放大处理，增加信号的电压、电流或者功率。
放大器电路一般由电子管或者晶体管组成，其中晶体管功放一般被用于家用音响系统中，而电子管功放则在专业音响系统中被广泛使用。
3. 输出端：功放的输出端负责将放大后的音频信号输出到音箱或者耳机等设备中。
输出端一般采用扬声器端子、耳机插孔或者其他类型的接口。
4. 电源供应：功放的电源供应部分提供电流和电压，为功放的放大器电路和其他部分提供工作所需的电能。
二、功放的工作原理功放的工作原理主要依赖于其放大器电路。
放大器电路一般包括输入级、中间级和输出级，它们分别负责对输入的音频信号进行不同程度的放大处理。
1. 输入级：输入级通常包括输入端口、电容、电阻和放大器，其主要作用是对输入的音频信号进行初步的放大处理，并将信号送入中间级。
2. 中间级：中间级一般包括相位分裂器、演示器和功率放大器，并且设置了音量控制，而中间级的主要作用是对输入级放大后的信号进行进一步的放大和调整。
3. 输出级：输出级是功放的最后一级，其主要作用是对中间级放大后的音频信号进行最终的放大和输出。
三、功放的分类功放主要有两种分类方式，一是按照使用场合的不同，二是按照放大器电路的不同。
1. 根据使用场合的不同，功放可以分为家用功放和专业功放。
家用功放一般用于家庭音响系统，专业功放则主要应用于专业音响系统中，如舞台演出、音乐会等。
2. 根据放大器电路的不同，功放可以分为晶体管功放和电子管功放。
晶体管功放主要特点是功率大，稳定性高，功率效率高，因此在家用音响系统中使用较为广泛；电子管功放则以其柔和、温暖的音色和优秀的音质而备受青睐。
功放参数全面解析入门
功放参数全面解析入门功放（Amplifier）是一种电子设备，用于放大音频信号，使其能够驱动扬声器播放出清晰、高质量的音频，因此它在音频系统中起着至关重要的作用。
在选购功放时了解功放的各项参数是非常重要的，本文将对功放的主要参数进行全面解析。
1. 功率（Power）功率是指功放输出的电能，通常用单位瓦特（W）来表示。
功率决定了功放的驱动能力和音频的噪声水平。
功率越大，功放的驱动能力越强，能够驱动更大的扬声器；然而，过大的功率可能会导致音频失真。
选择适合的功率取决于你的音频需求。
2. 频率响应（Frequency Response）频率响应指功放在不同频率下的输出能力，通常以赫兹（Hz）为单位表示。
频率响应能够告诉我们功放的音频范围，并帮助我们判断功放在低频和高频上的表现。
正常的频率响应应该尽量平坦，表示功放能够在各个频率段上都有良好的表现。
3. 总谐波失真（Total Harmonic Distortion）总谐波失真描述了功放在输出音频时添加到原始信号中的失真成分。
它通常以百分比表示，较低的百分比表示功放的失真较小。
低谐波失真能够产生更准确、更真实的音频信号。
4. 信噪比（Signal-to-Noise Ratio）信噪比是指功放输出的信号与背景噪声之间的比例。
它以分贝（dB）为单位度量，较高的信噪比表示功放能够准确地再现音频信号而不受噪声干扰。
信噪比应该尽可能高，以保证良好的音频质量。
5. 防抖（Damping）防抖是指功放对扬声器驱动单元的控制能力，用于减少扬声器振动。
较高的防抖表示功放能够更好地控制扬声器，从而获得清晰、精确的音频。
6. 输入灵敏度（Input Sensitivity）输入灵敏度描述了功放对输入信号的反应程度。
较高的输入灵敏度表示功放对较小的输入信号也能够产生较大的输出，这对于将功放与不同类型的音频源连接非常重要。
7. 输出阻抗（Output Impedance）输出阻抗是指功放输出信号的电阻性质。
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功放的分类
甲类放大器，这种功放的工作原理是输出功率器件始终工作 在传输特性曲线的线性部分，在输入信号的整个周期内输出 器件始终有电流连续流动，这种放大器失真小，但效率低， 功率损耗大，一般应用在高档机的较多。
乙类放大器，两只晶体管交替工作，每只晶体管在信号的半 个周期内导通，另半个周期内截止。该机效率较高，但缺点 是容易产生交越失真（两只晶体管分别导通时发生的失真） 。
图2
图1
图3
全数字功放工作原理
为适应CD 光碟等数字声源直接输出的脉冲编码调制（PCM ） 数字信号输入，数字功放内设有一个PCM 转换为PWM 的调制转换装置
数字信号 PCM输入
PCM转 PWM
PWM功率 放大
低通滤 波器
模拟信号 功率输出
全数字功放
DVD/CD SPDIF USB 1394 MOST
音频输入信号 250 kHz 三角波
正相输出
音频输入信号 250 kHz 三角 波
正相输出
反相输出
反相输出
末级功率MOS管工作原理
VCC
VCC
ON
OFF
OFF
ON
OUTP OFF
L1 15uH
OUTN ON
OUTP ON
L1 15uH
OUTN OFF
From Non-inverting Output
C2 L2
Post Filter (2nd Order)
OUTP
OUTN
Differential Voltage
+5v 0v
Across Load -5v
Current Decaying Current Increasing
Current
Currng
VALID PSVC
SCL SDA RESET MUTE PH_SEL
SCL SDA
RESET
DSP原理图 TPS76433 U301
+5V
3
IN OUT BYPASS
From Non-inverting Output
From Inverting Output
From Inverting Output
State 1: high-side OUTP On, low-side OUTN On
State 2: high-side OUTN On, low-side OUTP On
滤波& 缓冲
PREAMP.
Analog
Sound Control
14dB
VOL CTL.
PWR AMP.
30dB
数字区域
模拟区域
模拟功放功率级电路图
数字功放工作原理
D类数字音频功率放大器与上述各类模拟功放的最大区别是 不以线性放大音频信号为基础，而是以放大数字信号为原理 的一种数字信号放大技术。D类数字功放首先把模拟音频信号 变换为脉冲宽度调制（PWM）信号。在PWM 转换中，以 44.1KHz或48 KHz的取样频率和8bit 或16bit 的量化率（即 模拟信号振幅值的读出刻度）进行A/D（模拟/数字）变换。 然后再把PWM 数字信号进行高效率放大（D 类放大）。由于 音频信号的信息全部包含在脉冲的宽度变化中，与脉冲的幅 度变化无关，因此，只要采用截止频率为30 KHz ～40 KHz的 低通滤波器就可把模拟音频信号解调出来。
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 。
Pulse: 固定幅度 + 可变周期
time
PWM转换器作用
ENCODING
• 完成PCM到1-bit编码转 换:
– 较高的脉冲频率
PCM Signal
PWM Signal
– 能够被解码通过一个可 实现的低通滤波器, 不需 要额外的调制元件
– 高保真
– 低噪声
1
2
3
4
5
6
D C B A
1
VALID PSVC
Digital PWM Control
开关输 出平台
V+
过滤器
扬声器
TAS50XX 系列
V-
TAS51XX 系列
PCM 信号
幅度
T
Fs = 1 / T
X(4) X(5) X(6) X(1) X(2) X(3)
时间
PCM PWM
PCM
x(1)
x(2)
Area ~ 采样值
x(3)
PWM A
A
A
T T
模拟信号 PWM 输入 转换
PWM 功率 放大
低通 滤波 器
模拟信号 功率输出
CLASS D 功放
DAC
数字区 域
滤波& 缓冲
PREAMP.
Analog
Sound Control
14dB
VOL CTL.
CLASS D AMP.
模拟区域
数字区 域
CLASS D 功放
Class-D是工作在开关状态的放大器，其核心是一个比较器，它生成 脉冲宽度正比于输入音频信号的脉冲宽度调制波（PWM信号）
甲乙类放大器，兼有甲类放大器音质好和乙类放大效率高的 优点，被广泛应用于各种音响系统中。
“D类”放大器比较特殊，它只有两种状态，不是通就是断。 因此，它不能直接输入模拟音频信号，而是需要某种变换后 再放大。人们把此种具有"开关"方式的放大，称为"数字放大 器"。
模拟功放
甲类/乙类/甲乙类
DAC
Binary modulation scheme for switching H-bridge
CLASS D 功放原理框图
Rfdbk2
Audin
Cint2 Rs2
vdd/2
Ramp Generator
Rfdbk1
PVDD
Gate Drive
L1
OUTP
C1 C3
Gate Drive
PVDD
OUTN
Inter-
DSP Sound
PCM to
Face Control PWM
H-bridge
数字区域
模拟区域
全数字功放工作原理
数字信 号来源
数字部分
CD /DVD /DAB /SACD /MP3
24 bit 32-48kHz 96, 192kHz
equibit® PCM to
PWM Processor