数字功放模块

结构

数字功放模块主要分为开关电源和数字功放两部分，开关电源部分的主要作用是将交流电转换为功放所需的直流电并提供足够的电流，功放部分主要完成对音频信号的放大，并提供功放自身的负载的保护功能。

工作原理

开关电源工作原理

输入110/220V的交流首先经两级二阶滤波器，隔离模块内外干扰；110/220V设置通过保险丝条线完成。镇流滤波电路将交流市电转化为300V左右的直流电，DC/DC变换器输出功放所需的各种低压直流电，并实现隔离。

数字功放的原理

输入模拟音频信号首先预处理（如音量调节，压限等），然后与反馈回来的音频信号一起送到误差放大 器，输出音频误差信号，三角波发生器产生高线性度三角波信号与音频误差信号一起送到比较器，产生PWM信号。PWM信号送到驱动器进行预放大，同时在驱动 信号间插入死区时间，以避免同一桥臂的两个场效应管同时导通带来的损耗。

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, 类或 AB 类功 B 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。而数字功放内阻不超过 0.2(开关管的内阻 加滤波器内阻),相对于负载(扬声器)的阻值(4~8)完全可以忽略不计，因此不存在 与扬声器的匹配问题.

4. 瞬态互调失真

模拟功放几乎全部采用负反馈电路，以保证其电声指标，在负反馈电路中，为了抑制寄 生振荡，采用相位补偿电路，从而会产生瞬态互调失真。数字功放在功率转换上没有采用任 何模拟放大反馈电路，从而避免了瞬态互调失真.

5. 声像定位

对模拟功放来说, 输出信号和输入信号之间一般都存在着相位差, 而且在输出功率不同 时, 相位失真亦不同. 而数字功放采用数字信号放大, 使输出信号与输入信号相位完全一致, 相移为零，因此声像定位准确.

6. 升级换代

数字功放通过简单地更换开关放大模块即可获得大功率。大功率开关放大模块成本较 低，在专业领域发展前景广阔.

7. 生产调试

模拟功放存在着各级工作点的调试问题, 不利于大批量生产. 而数字功放大部分为数字 电路，一般不需调试即可正常工作，特别适合于大规模生产.

该页面最新编辑时间为 2023年12月5日