數(shù)字功放和模擬功放優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

“數(shù)字功放”的基本電路是早已存在的Ｄ類放大器（國(guó)內(nèi)稱丁類放大器）。以前，由于價(jià)格和技術(shù)上的原因，這種放大電路只是在實(shí)驗(yàn)室或高價(jià)位的測(cè)試儀器中應(yīng)用。這幾年的技術(shù)發(fā)展使數(shù)字功放的元件集成到一兩塊芯片中，價(jià)格也在不斷下降。理論證明，Ｄ類放大器的效率可達(dá)到100％。然而，迄今還沒有找到理想的開關(guān)元件，難免會(huì)產(chǎn)生一部分功率損耗，如果使用的器件不良，損耗就會(huì)更大些。但是不管怎樣，它的放大效率還是達(dá)到90％以上。

　　由于功耗和體積的優(yōu)勢(shì)，數(shù)字功放首先在能源有限的汽車音響和要求較高的重低音有源音箱中得到應(yīng)用。隨著ＤＶＤ家庭影院、迷你音響系統(tǒng)、機(jī)頂盒、個(gè)人電腦、ＬＣＤ電視、平板顯示器和移動(dòng)電話等消費(fèi)類產(chǎn)品日新月異的發(fā)展，尤其是SACD、DVDAudio等一些高采樣頻率的新音源規(guī)格的出現(xiàn)，以及音響系統(tǒng)從立體聲到多聲道環(huán)繞系統(tǒng)的進(jìn)化，都加速了數(shù)字功放的發(fā)展。近年來，數(shù)字功放的價(jià)格呈不斷下降的趨勢(shì)，有關(guān)這方面的專利也層出不窮。

　　D類輸出功率和消耗功率與AB類功率放大器消耗比例

　　采用低頻音頻信號(hào)調(diào)制一個(gè)固定高頻頻率的脈寬的一種放大器被人們稱為D類放大器又有人稱為數(shù)字音頻放大器，他最大的特點(diǎn)是效率特別高（理論上可以達(dá)到100%，實(shí)際在85%以上），采用非常小的電子器件就可以制造出很大功率的音頻放大器。

　　小功率，即1W-3W的功率放大器而言，在相同播放內(nèi)容的狀況下，AB類功率放大器與D類功率放大器的功率效率各約為AB=15%及D=75%。在播放1W 音樂的狀況下，AB類功率放大器需要消耗6.7W的功率，但D類功率放大器在同樣的播放條件下只消耗1.33W。因此，使用D類功率放大器可延長(zhǎng)電池的使用時(shí)間達(dá)5倍（6.7W/1.33W）。低功率的使用除了手機(jī)，DVD、MP3及PMP之外還有一些流行產(chǎn)品如iPod、手機(jī)、及數(shù)字相框。 那么中功率的情況下，即10W-30W的功率放大器而言在相同播放內(nèi)容以語音為主的狀況下，AB類功率放大器與D類功率放大器的功率效率分別為AB= 25%及D=80%。

　　在播放10W語音的狀況下，AB類功率放大器需要損耗40W的功率，但D類功率放大器在同樣的條件下播放只損耗12.5Watts。因此使用D類功率放大器可降低電源的成本將近3倍（40W/12.5W），而且D類功率放大器所產(chǎn)生的2.5W的熱可由一般功率封裝及PCB設(shè)計(jì)即可處理不必額外的散熱器。在大功率輸出的情況下，即100W-200W的D類數(shù)字功率放大器在汽車音響亦將占有一席之地，在此高功率之下D類功率放大器仍免不了使用散熱片，但散熱面積與散熱量比AB類功率放大器所需的要小，由于高效率的原因，D類功率放大器可以在不啟動(dòng)汽車引擎的狀況下有較長(zhǎng)的使用時(shí)間而不消耗太多電瓶的電量，D類功率放大器成為現(xiàn)在汽車音響的主要應(yīng)用產(chǎn)品。

　　D類數(shù)字音頻功率放大器的電源成本及散熱成本優(yōu)勢(shì)

　　廠家在計(jì)算功率時(shí)并不以聲音內(nèi)容做標(biāo)準(zhǔn)，而延用傳統(tǒng)的正弦波訊號(hào)當(dāng)輸入。如以正弦波訊號(hào)而言AB類功率放大器與D類功率放大器的功率效率各約為45%及 80%。如果以15W×2來計(jì)算D類功率放大器的總供應(yīng)功率約為30W/80%=37.5W，AB類功率放大器的總供應(yīng)功率約為30W/45%= 66.7W，所以使用D類功率放大器可節(jié)省將近30W的功率。由于功率放大器的電源由電源器件所提供，因此D類功率放大器的電源器件成本將大大降低。同時(shí)電源器件的散熱器及功率放大器散熱器的成本及電路版空間的成本都有很大的降低。

　　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. 過載能力與功率儲(chǔ)備

　　數(shù)字功放電路的過載能力遠(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。

　　全數(shù)字功放與普通功放過載失真度比較

　　由于數(shù)字功放采用開關(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。因此它沒有模擬功放的靜態(tài)電流消耗