数字功放基础知识
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。
数字音频功率放大器ok
数字音频功率放大器1 引言扩声系统的数字化发展极为迅速，声源(CD，DVD，MD，MP3和DAT等)也在逐步数字化，并继续向更新、更高的技术迈进；数字调音台已不再是专业录音的专用品，已开始进入扩声系统；音频信号处理设备的数字化进程同样进展得很快，各种可编程数字音频处理器已大量进入市场。
扩声工程系统已进人数字网络传输时代。
但是，音频功率放大器至今仍以模拟功放为主。
但模拟功放已发展到了极限，很难再有突破性进展。
而数字音频功率放大器则以其优越特性取代模拟功放是发展的必然趋势。
2．数字功放的特点数字功放与模拟功放的主要技术特性比较显示在表l中。
3 数字功放的工作原理数字功放的提出已有很长时间了，并且也有人在研究开发。
20世纪60年代中期，日本研制出8 bit数字YJjiifC0 1983年，M.B Sangler等学者提出3D类PCM(脉码调制)数字功放的基本结构，主要技术特点是如何将PCM信号变为PWM（脉宽调制）信号。
美国Tripass公司引入D类数字功放，设计了取名为“T，’类的数字功放0 1999年日本SHARP公司提出了l bit数字功放，这种I bit数字功放的性能优良，但价格很贵。
近年来．D -类数字功放已逐步降低到用户可接受的商业价格了。
3.1 D类数字功放D类放大器是把模拟音频信号变换为图1所示的脉宽调制数字信号PWM。
在PWM转换中以44.1KHz或48KHz的采样频率和8bit或16bit的量化率进行模拟/数字变换上。
然后再把PWM数字信号进行高效功率放大。
只有O和l两个状态的数字信号，大功率放大器件上的功率损耗极小）。
由于音频信号全部包含在PWM的宽度变化中，因此只要用截止频率为30-40 kHz的低通滤波器就可把模拟音频信号解调出来。
图2是D类数字功放的原理框图。
为适应CD等数字声源直接输出的脉码调制PCM输入，机内还设置了一个PCM/PWM 两种脉冲编程调制的转换装置D类数字功放的电源利用率可已达80%以上，延时约为模拟功放的1/6。
功放知识——精选推荐
功放知识功放术语⼤全输出功率（output power）：表明该功率放⼤器在⼀定负载下输出功率的⼤⼩，⼀般在功放说明书上标明在8欧姆负载，4欧姆负载或2欧姆负载状态下的输出功率，同时也会表明功放在桥接状态下，8欧姆负载时或4欧姆负载时的输出功率。
这个输出功率表⽰功放的额定输出功率，⽽不是最⼤或者峰值输出功率。
负载阻抗（load impedance）：表明功放的负载能⼒，负载的阻抗越⼩，表明功放能通过的电流能⼒就越强，⼀般来说，⼤部分的功放最低负载阻抗为4欧姆，品质好的功放最低负载⼀般为2欧姆。
双通道时能够负载4欧姆的功放，在桥接状态下可以负载最低为8欧姆，双通道时能够负载2欧姆的功放，桥接状态下可以负载4欧姆。
桥接状态下只能负载8欧姆的功放，不可以负载更低的阻抗，否则会造成功放因为电流过⼤⽽烧毁。
⽴体声(两路)模式(stereo mode or dual mode)：⼀般的功放内部具有两个独⽴的放⼤电路，可以分别接受两路不同的信号分别进⾏放⼤并输出，这种⼯作状态称为⽴体声(两路)模式。
桥接模式(bridge mode)：桥接模式是利⽤功放内部的两个放⼤电路相互推挽，从⽽产⽣更⼤输出电压的⽅式，功放设定为桥接模式后，成为⼀台单声道放⼤器，只可以接受⼀路输⼊信号进⾏放⼤，输出端为两路功放输出的正端之间。
并联输⼊模式(parallel mode)：此⽅式将功放的两路输⼊信号通道进⾏并联，只输⼊⼀路信号来同时驱动两个放⼤电路，两个输出端输出信号相同。
频响范围(frequency range)：表明功放可以进⾏放⼤的⼯作频段，⼀般为20－20000赫兹，⼀般在此数据后⾯有⼀个后缀，⽐如－1/+1dB,这代表这个频率范围的误差或浮动范围，这个数值约⼩，表明频率范围内的频响曲线更平直。
如果功放的频响范围以－3分贝为测试条件，这个功放出来的声⾳可能就没有那么平直了。
总谐波失真(THD)：表明功放⼯作时，由于电路不可避免的振荡或其他谐振产⽣的⼆次，三次谐波与实际输⼊信号叠加，在输出端输出的信号就不单纯是与输⼊信号完全相同的成分，⽽是包括了谐波成分的信号，这些多余出来的谐波成分与实际输⼊信号的对⽐，⽤百分⽐来表⽰就称为总谐波失真。
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、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。
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。
数字功率放大器
1 BIT 全数字音频功率放大系统电子科技大学微电子研究所2000/9/12（一）、概述一、数字功放的意义及应用数字变换技术是２１世纪发展的重要领域之一，较模拟变换技术更具有广泛的应用需求和强大的生命力。
目前的视听产品（如CD、LD、VCD、DVD、电脑音响、家庭影院等）和通讯产品（如手机）的音频功率放大系统，均采用D/A变换技术，它存在信号失真、效率低、抗干扰性差等问题；较之而言，数字功放是新一代高保真、低功耗的全数字功率放大系统。
具有以下显著优点：高保真、高效率、高过载能力与高功率储备能力、功放和扬声器的匹配好、声像定位好、升级换代容易、生产调试方便等，且与未来的全数字式音频广播、高清晰度电视的发展趋势相匹配。
既可采用现有的CD机（或DVD机）、DAT（数字录音机）、PCM（脉冲编码调制录音机）作为数字音源，又具备模拟音频输入接口，兼容现有的模拟音源，因此具有广阔的市场:1、视听产品市场数字功放高品质的特性必将使其引起相关视听产品的更新换代，它将拥有上千亿的市场。
如家庭用CD、LD、VCD、DVD、电视机音响、电脑音响、家庭影院等；公共场所用音响系统如：会议室、音乐厅、电影院、广场、火车站、机场用功放系统等等，这方面预计将有数千亿的产值。
1997年全国音响设备的整机销售量及其实际市场统计数据如表1所示（单位：万台）。
表1 1997年全国音响设备的整机销售量及其实际市场我们仅家庭拥有情况来计算，按一个家庭拥有一套上述视听产品，每套视听产品用数字功放系统价值2000元，全国3亿家庭，即是6000亿元产值。
2、便携产品市场数字功放效率高、耗能少的特性必将使其广泛应用与便携产品市场。
如：移动通讯产品（如手机）、便携式电脑、发音电子字典、复读机、汽车火车等交通工具用音响、便携式收音机、随身听、便携式CD机等等。
根据信息产业部计算机与微电子研究中心（CCID）的统计，便携式多媒体电脑的销售量为29.8万台，销售额58.7亿元。
数字功放原理
数字功放原理
数字功放原理
数字功放（Digital Amplifier）是一种新型的高性能功放，它具有多种优点，例如高性能、低成本等，使得数字功放在音频领域占据重要地位。
数字功放的工作原理是通过将输入的信号经过数字信号处理，将其转换为数字信号，然后再通过功放模块将数字信号转换为具有较强声能量的音频信号。
数字功放比常规功放具有几大优势，它能够提供更高的性能、更低的噪声、更小的体积以及更低的成本。
另外，数字功放还具有更强的信号稳定性，可以实现更好的音质，还可以采用高精度控制，可以实现最佳的传输效果。
最后，数字功放具有很高的可靠性，它不易受外界干扰，不易受到电磁波的影响，所以能够提供更长久的使用寿命。
总而言之，数字功放具有多种优势，可以满足不同音频应用场合的需求，这也是数字功放在音频领域中不断发展的原因之一。
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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 。
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
x(1) PCM
PCM PWM
x(2)
Area ~ 采样值
x(3)
PWM A
A
A
T T
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
功率输出级原理图 Front, Rear L Channel
D
PWM_FL+ PWM_FL+
PWM_FL- PWM_FL-
U600 TAS511 2DFD
/SD /SD
VALID
VALID
C602 1uF GND
R600 10R
C600 100pF
GND
GND
R602 0R
C603 0.1uF
VALID PSVC
SCL SDA RESET MUTE PH_SEL
SCL SDA
RESET
DSP原理图 TPS76433U301
+5V
3
IN OUT BYPASS
5 4
C301
3.3V
MLCK
GND 2
C300 0. 1uF/16V
C302 10uF
1
IN
0. 1uF/16V
R317 1R C303
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
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）
3.3V
1
2
3
4
AVSS 5
C307
6
0. 1uF/16V
7
8
C310 AVDD
9 10
4. 7uF/50V
11
12
13
14
15
16
3.3V
VR A_PLL PLL_FLT_R ET PLL_FLTM PLL_FLTP AVSS AVSS_GR VR D_PLL AVSS_PLL AVDD_PLL VB GAP /RESET /HP_SEL /PDA /MUTE DVDD DVSS
Binary modulation scheme for switching H-bridge
CLASS D 功放原理框图
Rfdbk2
Audin
Cint2 Rs2
vdd/2
Ramp Generator
Rfdbk1
Gate Drive
PVDD
OUTP
Gate Drive
PVDD
OUTN
L1 C1 C3
24 25
23
22
21
19 20
17
AVDD
C312 C313 10uF
15pF/16V R316 1M
Y300 12. 288MHZ
0. 1uF/16V
B
0. 1uF/16V
3.3V
C314
+5V MLCK
GND LRC K
BC K DATA1 DATA2 DATA3 DATA4
+5V MLCK GND LRC K BLK DATA1 DATA2 DATA3 DATA4
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。
D
MUTE PH_SEL
S300 RESET
2
GND RESET
3
TPS3825
O
C318 0. 1uF/16V
C
PWM_M_7
PWM_P_7
PWM_M_8
PWM_P_8
PWM_P_5 DVPDWD_MP_WM_M5 DVSS_PWM
PWM_M_6
PWM_P_6
PWM_HPML
M_M_HPHMPCMPLRLK
GND
VALIDR601 10R
GND
C601 100pF
GND
GND
GND
GND GVDD BST_D PVDD_D PVDD_D OUT_D OUT_D
GND GND OUT_C OUT_C PVDD_C PVDD_C BST_C BST_B PVDD_B PVDD_B OUT_B OUT_B GND GND OUT_A OUT_A PVDD_A PVDD_A BST_A GVDD GND
PPPPPPPPPPPPW W W W W W W W W W W WMMMMMMMMMMMM____________HHHHFFCCFFSS LLRRLL____EE+-+-+-PMPMNNPRL+-RLPPPPPWWW WPWPPWPPPMWW WMMMWMW WM_M_MM____HMMMHCHH_C_______FE_FS_EMFFSMPRNLLPNRRLLR++++LL----
数字功放基础知识
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）。
PWM_S R+ PWM_S RPWM_S UB+ PWM_S UBPWM_R L+ PWM_R LPWM_R R+ PWM_R RVALID
PWM_S R+ PWM_S RPWM_S UB+ PWM_S UBPWM_R L+ PWM_R LPWM_R R+ PWM_R R-
VALID
/SD 3.3V
C315 10uF