数字功放基础.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,模拟功放,滤波&,缓冲,Analog,Sound,Control,数字区域,模拟区域,DAC,14dB,30dB,VOL,CTL.,PRE-,AMP.,PWR,AMP.,甲类/乙类/甲乙类,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4,4.1KH,z,或,48 KH,z,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 KH,z,的低通滤波器就可把模拟音频信号解调出来。,PWM转换,PWM功率放大,低通滤波器,模拟信号,输入,模拟信号,功率输出,CLASS D 功放,滤波&,缓冲,Analog,Sound,Control,数字区域,模拟区域,DAC,14dB,VOL,CTL.,PRE-,AMP.,CLASS D,AMP.,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）,音频输入信号,250 kHz 三角波,正相输出,反相输出,音频输入信号,250 kHz 三角波,正相输出,反相输出,末级功率MOS管工作原理,CLASS D 功放原理框图,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2020kHz 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,。,图1,图2,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,PCM转PWM,PWM功率放大,低通滤波器,数字信号,PCM输入,模拟信号,功率输出,全数字功放,Inter-,Face,DSP,Sound,Control,PCM to,PWM,H-bridge,DVD/CD,SPDIF,USB,1394,MOST,数字区域,模拟区域,全数字功放工作原理,equibit,PCM to,PWM,Processor,CD,/DVD,/DAB,/SACD,/MP3,过滤器,扬声器,开关输,出平台,24 bit,32-48kHz,96,192kHz,Digital,PWM,Control,V+,V-,TAS50XX,系列,TAS51XX,系列,数字部分,数字信,号来源,PCM,信号,幅度,时间,X(1),X(2),X(3),X(4),X(5),X(6),Fs=1/T,T,PCM,PWM,T,A,A,x(1),x(2),x(3),Pulse:,固定幅度,+,可变周期,time,T,A,PCM,PWM,Area,采样值,PWM,转换器作用,完成PCM到1-bit编码转换,:,较高的脉冲频率,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,PCM Signal,PWM Signal,ENCODING,DSP原理图,功率输出级原理图,各类功放的比较,保真度&性能,效率,纯数字功放,Class D,Class A/AB,1/3,大小,1/2,功耗,2/3,成本,各类功放的比较,种类,项目,效率,保真度,瞬态响应,动态范围,全频段相移,电源电压,可靠性,体积和重量,AB类,50,一般,10V18V/us,85dB,510,220V10,低,巨大和笨重,CLASS D,90,差,20V50V/us,85dB,510,85250V,低,体积小、重量轻,全数字,90,好,40V70V/us,95dB,无相移,85250V,高,体积小、重量轻,模拟,Class AB,音频功放,上下两只管都处于微导通状态,消除了乙类功放固有的交越失真,同时没有甲类功放巨大的热损耗,特性,:,较好的效率,较好的线性,效率,:,50%,应用,:,主流应用于各种音频方案,线性AB类功放功耗,=,-V1,功率,=,电压,x,电流,平均耗散功率约为,输出功率,0.8,1.2,倍,线性AB类功放功耗,双极型,PNP/NPN,功率管输出,一直有一只管工作在线性区域,多个三极管对产生更高的功率,输出级一直产生损耗,典型损耗为输出功率的,0.8,1.2,大,封装器件,(,TO-3 or TO-247),需要大型的散热器,Class D,功放,Class D,开关方式放大器,两只管不同时导通和关闭，理论上输出级没有功耗,特点,:,最好的效率,极好的性能,放大器效率,:,100%,理论值,90%,实际,应用,:,下一代音频功放,=,功率,=,电压,x,电流,GND,+V1,S1,S2,开关断开,没有电流流过,开关闭合,没有压降产生,因此,P=0 x I,or V x 0,得到理论功耗,=0 Watts,Class D,功耗,Class D,功耗,FETs,组成全桥输出,FETs,导通时处于饱和状态，不会工作在线性区,更小的,等效导通电阻（,R,dson,）,允许通过更大的电流,实际效率,90%,更小的封装,很小的散热器,模拟功放和数字功放的体积比较,松下SC-DT310,凤之声AV999c,157MM,60MM,Panasonic SA-XR25/45,Panasonic SA-XR10,Samsung CHT-350,Panasonic SC-DT200,1、什么是模拟功放？什么是数字功放？数字功放的原理、特点、元器件是哪些？,2、与传统模拟功放相比，数字功放的技术特点和优点是什么？这些优点带给消费者的利益是什么？,3、与传统模拟功放相比，数字功放的弱点和不足有哪些？这些弱点或者不足在产品上会如何表现出来？,4、与传统模拟功放相比，数字功放在哪些技术指标上有明显优势或者劣势？这些指标对听音效果有多大影响？衡量数字功放优劣的主要参数？,5、现有的数字功放方案供应商主要有哪些？各自的优缺点是什么？,6、目前市面上采用了数字功放方案的厂家有哪些？谁做的最好，与我们有多大的差距？,7、数字功放的发展历史，以及目前比较知名的数字功放品牌。数字功放未来的发展前景和方向。模拟功放未来的发展前景和方向。,8、如何简单的识别模拟功放与数字功放？,9、数字功放成本和普通功放成本的比较？,10.有无介于数字功放与传统功放之间的半数字功放?,11.数字功放有无专业的标准或认证?,