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數(shù)字功放與模擬功放的區(qū)別


  來(lái)源: 儀器儀表商情網(wǎng) 時(shí)間:2015-10-14 作者:Stanford
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【儀器儀表商情網(wǎng) 技術(shù)分析】一、數(shù)字功放與D類功放的區(qū)別

常見(jiàn)D類功放(PWM功放)的工作原理:PWM功放只能接受模擬音頻信號(hào),用內(nèi)部三角波發(fā)生器產(chǎn)生的三角波和它進(jìn)行比較,其結(jié)果就是一個(gè)脈寬調(diào)制信號(hào)(PWM),然后將PWM信號(hào)放大并還原成模擬音頻信號(hào)。因此,PWM功放是用脈沖寬度對(duì)模擬音頻幅度進(jìn)行模擬的,其信息的傳遞過(guò)程是模擬的、非量化的、非代碼性的。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樣頻率,在性能指標(biāo)上尚達(dá)不到Hi-Fi級(jí)的水平。而數(shù)字功放采用一些寬度固定的脈沖來(lái)數(shù)字地量化、編碼模擬音頻信號(hào),使音頻信號(hào)的還原更為真實(shí)。

二、數(shù)字功放和模擬功放的區(qū)別

數(shù)字功放由于工作方式與傳統(tǒng)模擬功放完全不同,因此克服了模擬功放固有的一些缺點(diǎn),并且具備了一些獨(dú)有的特點(diǎn)。

1. 過(guò)載能力與功率儲(chǔ)備

數(shù)字功放電路的過(guò)載能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于模擬功放。模擬功放電路分為A類、B類或AB類功率放大電路,正常工作時(shí)功放管工作在線性區(qū);當(dāng)過(guò)載后,功放管工作在飽和區(qū),出現(xiàn)諧波失真,失真程度呈指數(shù)級(jí)增加,音質(zhì)迅速變壞。而數(shù)字功放在功率放大時(shí)一直處于飽和區(qū)和截止區(qū),只要功放管不損壞,失真度不會(huì)迅速增加,如圖1所示。

由于數(shù)字功放采用開(kāi)關(guān)放大電路,效率極高,可達(dá)75%~90%(模擬功放效率僅為30%~50%),在工作時(shí)基本不發(fā)熱。因此它沒(méi)有模擬功放的靜態(tài)電流消耗,所有能量幾乎都是為音頻輸出而儲(chǔ)備,加之前后無(wú)模擬放大、無(wú)負(fù)反饋的牽制,故具有更好的“動(dòng)力”特性,瞬態(tài)響應(yīng)好,“爆棚感”極強(qiáng)。

2. 交越失真和失配失真

模擬B類功放在過(guò)零失真,這是由于晶體管在小電流時(shí)的非線性特性而引起的在輸出波形正負(fù)交叉處的失真(小信號(hào)時(shí)晶體管會(huì)工作在截止區(qū),無(wú)電流通過(guò),導(dǎo)致輸出嚴(yán)重失真)。而數(shù)字功放只工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài),不會(huì)產(chǎn)生交越失真。

模擬功放存在推挽對(duì)管特性不一致而造成輸出波形上下不對(duì)稱的失配失真,因此在設(shè)計(jì)

推挽放大電路時(shí),對(duì)功放管的要求非常嚴(yán)格。而數(shù)字功放對(duì)開(kāi)關(guān)管的配對(duì)無(wú)特殊要求,基本上不需要嚴(yán)格的挑選即可使用。

3. 功放和揚(yáng)聲器的匹配

由于模擬功放中的功放管內(nèi)阻較大,所以在匹配不同阻值的揚(yáng)聲器時(shí),模擬功放電路的工作狀態(tài)會(huì)受到負(fù)載(揚(yáng)聲器)大小的影響。而數(shù)字功放內(nèi)阻不超過(guò)0.2Ω(開(kāi)關(guān)管的內(nèi)阻加濾波器內(nèi)阻),相對(duì)于負(fù)載(揚(yáng)聲器)的阻值(4~8Ω)完全可以忽略不計(jì),因此不存在與揚(yáng)聲器的匹配問(wèn)題。

4. 瞬態(tài)互調(diào)失真

模擬功放幾乎全部采用負(fù)反饋電路,以保證其電聲指標(biāo),在負(fù)反饋電路中,為了抑制寄生振蕩,采用相位補(bǔ)償電路,從而會(huì)產(chǎn)生瞬態(tài)互調(diào)失真。數(shù)字功放在功率轉(zhuǎn)換上沒(méi)有采用任何模擬放大反饋電路,從而避免了瞬態(tài)互調(diào)失真。

5. 聲像定位

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