关注革命性的音响技术  2012/3/1

近年来，一种称为“数码功放”的器件悄悄来到了Hi—Fi领域。有人称它为音频放大器的革命，希望给几成死水一潭的音响业带来生机。所谓“数码功放”，应该是让音频信号以纯数码的形式从输入开始保留到喇叭放音前的最后一级。其基本电路就是D类放大器。

D类放大器

D 类放大器实际上是一种开关放大器，其开关频率高达100kHz以上。输入端是直接从数码信号源如CD唱机、DVD影碟机、DVD Audio或SACD光碟机以及DTV数码电视等输入的数码音频信号，而不是经过ADC模数转换或DAC数模转换处理的音乐模拟信号。典型的实现过程如下：

先由振荡器调制直流电源产生一个基准方波信号，其工作频率可跟随输入信号变化，设定为几十到几百千赫；脉冲宽度则随输入信号的幅度大小而变化。还可以设置一个锯齿波信号产生器，其频率为基准方波信号的一倍，并与之同步。锯齿波信号用来同需要放大的、不断变化的输入信号作比较。当锯齿波同输入信号发生差异时，便产生与其瞬时振幅一致的相移信号。再用一个逻辑上由基准信号和相移信号控制的开关电路输出一个极性经过选择的脉冲宽度调制信号（PWM信号）。PWM信号经晶体管放大和高速整流，再通过低通滤波器滤除高频成分、平滑处理后回复为音频信号馈送扬声器放音。

这种电路最大优点是功耗极小。因为它通常采用耐二次击穿、开关转换效率极高的场效应晶体管，运行中几乎没有损耗，效率可达90%以上（普通A类或AB类放大器的效率最大也只不过50%）。高效意味着耗电小、散热要求低，从而导致集成电路化的大批量生产。其另一个优点是失真小。我们都知道，为了增加频响宽度、防止信号饱和畸变，几乎所有放大器都需要使用反馈电路，可是反馈产生的延时效应却对原音重现带来失真。由于数码放大器转换时间极快，延时效应微乎其微，产生的误差只有传统模拟放大器的六分之一，所以对输出控制得更好，尤其是瞬态反应更为精确真实，特别适用于爆发力要求较高的重低音功放。

应该指出，早期的数码功放仍用模拟电路来处理数字信号，虽然效率提高，但高保真效果较差并有射频干扰。真正的数码功放应该采用数字逻辑电路，以先进的数字处理技术来补偿晶体管高速导通、截止时引起的失真。

Class—T放大器

为了有别于早期的D类放大器，一些公司避开了这个名称。成立于1995年的美国Tripath公司就属此类。该公司拥有称为数码功率处理（DPPTM）的专利技术，推出的Class—T（注册商标）1bit数码音频功放则摒弃了脉宽调制方式而采用多种信号处理技术，包括自适应预处理、噪声整形、预失真处理和Δ—∑调制电路，进一步减小失真和噪音。公布Class—T技术的白皮书指出：“如果比较一下滤波器前的波形，就可以看出Class—T同D类放大器的明显差别。D类放大器滤波前是脉冲宽度变化而频率不变的数字信号（PWM），其频率取决于锯齿波产生器。而Class—T的波形却是脉宽、频率瞬变的综合的数字信号波形，变化速率达到1.5MHz，因此互调失真率很低，小于0.1%。在20 Hz~20kHz整个音频范围内，功率输出特性呈一条平坦的曲线。同时，高频端的互调失真率（IHF—IM）也小于0.1%，所以动态范围可大于120dB