数字功放即PWM调制的D类功放-江苏省电子信息产品质量监督检验.DOC

数字功放及其在测量时的注意事项 江苏省电子信息产品质量监督检验研究院 史锡亭 数字功放调制D类功放，与模拟功放的主要差别在于功放管工作状态。放大器类类类，理想效率高70%。模拟功放类模拟的管工作在线性放大区域中，它按照输入音频信号大小控制输出的大小，就像串在电源与输出间的一只可变电阻，控制输出，但同时自身也在消耗电能。数字功放的功放管工作在开关状态，两端，当然功耗；而截止时，电流，不消耗。所以电源的利用率就特别高。NORMALIZED LOAD POWER归一化负载功率； CLASS D AD199x MEASURED为AD199x D类放大器测量值； CLASS B IDEAL为B类放大器理想值； CLASS A IDEAL为A类放大器理想值。 输出功率和效率的差异在中等功率水平处很大。这对于音频很重要，因为大音量音乐的长期平均功率水平要比达到P max的瞬时峰值水平低很多（为其1/5到1/20，取决于音乐类型）。对于音频功放，若认为PLOAD = 0.1 PLOADmax是一个合理的平均功率水平，按照这个功率水平评估D类功放输出级的功耗是B类功放输出级的1/9，是A类功放输出级的1/107。 调制技术 如下图所示，其一为脉宽调制数字音频信号占空比50%脉调制脉冲密度大的地方，表示电压高；稀的地方，电压就低。音频PWM编码可以从两种途径获得，一是对模拟音频信号进行模数变换直接生成PWM数字音频。二是对其它编码的数字音频，如CD的PCM编码，通过数字信号处理技术变换成PWM码。 音量调节。简单就像传统模拟功放那样由电位器衰减模拟信号的输入幅度，实现音量衰减。这种方式数字信号的量化比特率得不到充分利用，小音量时信噪比下降，动态范围变小。而且也不能用于数字音频直接输入系统。是采用调节电源电压的方式来音量，以改变加到低通滤波器上的脉冲电压幅度来改变输出功率。这样量化比特率仍可充分利用，由于电压下降，量化噪声也随之下降，所以音量减小，但信噪比和动态范围仍能保持不变。DC-DC逆变，改变占空比来改变输出电压。 开关晶体输出的是脉宽调制波形，20kHz频率以上有很宽的频谱，为保护扬声器、保障功放重放有用信号的效率及EMI的需要，在功放的输出端需的20Hz低通滤波器以将开关脉冲信号还原为原始音频信号。电感最大允许电流要正确。