數(shù)字功放的特點以及原理
數(shù)字功放的基本電路是早已存在的D類放大器(國內(nèi)稱丁類放大器)。以前,由于價格和技術(shù)上的原因,這種放大電路只是在實驗室或高價位的測試儀器中應(yīng)用。這幾年的技術(shù)發(fā)展使數(shù)字功放的元件集成到一兩塊芯片中,價格也在不斷下降。理論證明,D類放大器的效率可達(dá)到100%。然而,迄今還沒有找到理想的開關(guān)元件,難免會產(chǎn)生一部分功率損耗,如果使用的器件不良,損耗就會更大些。但是不管怎樣,它的放大效率還是達(dá)到90%以上。
數(shù)字功放具有失真小、噪音低、動態(tài)范圍大等特點,在音質(zhì)的透明度、解析力,背景的寧靜、低頻的震撼力度方面是傳統(tǒng)功放不可比擬的。
數(shù)字功放和DC-DC開關(guān)型逆變電路類似。輸入的音頻模擬信號經(jīng)過PWM電路調(diào)制處理后,形成占空比同輸入信號成一定比例的脈沖鏈,經(jīng)過開關(guān)電路放大后,由低通濾波器濾除高頻成分,還原出已放大的輸入信號波形,由揚聲器放音。圖2為D類放大器的典型電路,采用場效應(yīng)管H-橋式連接。
眾所周知,從上述場效應(yīng)管H-橋式電路輸出的脈沖波是不便直接驅(qū)動揚聲器發(fā)聲的。為了重現(xiàn)放大的音頻信號,輸出波形必須恢復(fù)到原來的正弦波。前幾年D類放大器的設(shè)計,大都采用低通濾波器來解決。
由于音頻的頻帶范圍為20Hz~20kHz,而載波頻率通常是它的5倍以上,因此,濾除載波頻率的過程相當(dāng)簡單,就是在揚聲器前面接一個截止頻率約為25kHz左右的低通濾波器。而在運用到重低音功放時,由于處理的是低頻,低通的截止頻率可以降低到5kHz左右。濾波器可根據(jù)性能要求采用Chebyshev、Butterworth或Bessel等電路。濾波器的設(shè)計要求較高,弄得不好會引起射頻干擾。為降低功耗,一般采用被動元件。