多媒体音箱采用的就是D类数字功放电路

数字功放又称为D类功放，与模拟功放的主要区别在于功放管的工作状态。

纯甲类功放

传统的模拟放大器有A类、B类、AB类、C类等。一般小信号放大是A类功率放大器，即A类； 此类功放需要偏置音频功放与音箱制作，放大输出的幅度不能超过偏置范围，因此能量转换效率较低，理论效率仅为25%。

B类功率放大器

B类放大又称B类放大。 它不需要偏置，依靠信号本身来导通放大管。 理想效率为78.5%。 但由于这种放大在信号较小时失真严重，实际电路必须稍加偏置才能构成甲乙类功放，效率也会相应下降。 虽然高频传输电路中有C类，即C类放大，效率可以更高，但电路复杂，音质较差，所以一般不用于音频放大。

A、B组合功放

这类模拟放大电路的共同特点是晶体管都工作在线性放大区，根据输入音频信号的大小来控制输出大小，就像电源之间串联了一个可变电阻一样。还有输出，控制输出，但同时，它本身也消耗电力。

多媒体音箱采用D类数字功放电路

数字功放的功放管工作在开关​​状态。 理论状态下，晶体管导通时，内阻为零，两端没有电压，当然也就没有功耗； 关闭时，内阻无穷大，电流为零，无功耗。 因此，作为控制元件的晶体管本身不消耗功率，电极的利用率特别高。

【中关村在线音频频道原创】近年来，我们听到越来越多的新术语出现，在发烧友圈子里也是如此，很多新的听音方式也开始出现。 虽然不能确定这些新的聆听方式是否能够超越传统的聆听体验，但可以肯定的是它们更加先进。 这些新事物给人们的聆听带来了更大的便利，并且将有可能取代传统的聆听方式。 。

似乎随着计算机应用已经成为主流，一切都开始数字化了。 数字音乐已经取代了传统的物理存储介质，给我们带来了一种新的聆听方式，但数字革命并没有停止。 “数字功放”这个词近年来相当流行。 其实这种东西随着多媒体音箱的出现就已经存在了，不过当时只是作为有源音箱内部的集成电路，而笔记本和声卡都使用了数字功放电路，但还没有存在之前一个人。

彻底引领数字革命！ 数字功放原理及发展

后来，由于其利用效率高、散热结构紧凑简单、电路更小，数字功放不仅应用于这些桌面监听产品中，还逐渐开始出现在音频领域。 不过虽然数字功放已经出现了十几年了，但是听传统功放的爱好者还是不太接受这种功放。 良好的结果。

那么在这篇文章中，我们将为大家介绍一下数字功放，或许能够引起很多音乐爱好者的兴趣。

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D 类功率放大器处理脉宽调制 (PWM) 音频数字信号，声音信息隐藏在脉冲的占空比或脉冲密度中。 如下所示。

D类功放工作原理框图

下图是音频信号的PWM调制方式，这是最直观的； 更常见的是，脉冲密度用于表示信号大小。 脉冲密度高的地方，电压就高； 脉冲密度低的地方，电压也低。 双向信号还可以采用其他方式调制，例如占空比为50%，即脉冲宽度和间隔宽度为1:1，识别信号幅度为零； 占空比大于50%，幅度为正值，表示该值越大，正幅度值越高； 占空比小于50%时，幅度为负值，且值越小负值越大。 因为这个信号不需要直接连接外部设备，所以格式上不需要完全统一，各个工厂可以按照自己开发的最佳方案进行调制。

一种音频信号的PWM调制方法

音频PWM编码可以通过两种方式获得，一种是通过模拟音频信号的模数转换直接生成PWM数字音频； 另一种是通过数字信号处理技术将其他编码的数字音频，如CD的PCM编码转换为PWM编码。 获得后，用这个信号来控制开关管：现在一般可以用小信号来控制大电流的开关电源，功率管输出高能量的PWM信号。 输出电压的大小由电源电压决定，输出电流由负载扬声器的阻抗和电路形式决定。

功率管工作在开关​​状态。 只要开关特性好，几乎没有线性要求，制造成本比音频对管低。 这种类型在工业控制中得到了广泛的应用，而且材料容易获取。 由于开关管导通时的饱和压降和关断时的漏电流，会损失一些功率，但总效率仍然在90%以上，是各类放大电路中效率最高的。

过滤原理

开关晶体管的输出是脉宽调制波形。 要成为可听的模拟音频信号，需要经过带宽为1000的低通滤波器，滤除脉冲波形中的高频成分，如上图所示。 一般来说，功放的输出电压对于所选电容的耐压来说不是问题，但电感的最大允许电流必须正确设计。

由于数字功放的效率高，管子的损耗小，功放的散热结构可以做得非常紧凑和简单，整个电路可以做得很小。 因此首先在笔记本电脑、有源音箱、声卡上采用。 带数字功放的声卡可以直接连接普通音箱，使用起来方便很多。 但这些对于我们来说都是比较常见的，但是作为普通消费者，可能并不知道它们内部集成的是数字功放电路。

k3是一款优秀的数字功放

小型数字解码耳放也采用数字电路

随着技术的发展，数字功放也进入了音频领域。 TACT于2000年推出的一款数字功放“黄金时代”，改变了发烧友行业对数字功放的刻板印象。 国内成都天奥公司较早推出了家庭影院数字多声道功放，深圳三诺公司也在开发数字功放有源音箱。 国外多家芯片公司推出了各种功能的数字功率IC器件，为整机新产品的生产提供了便利条件。 一场功率放大器革命正在悄然兴起。

无源桌面书架，带独立数字功放

大多数桌面音箱都使用D类功率放大器

可见，数字功放的另一大优点是可以直接放大数字音频信号。 CD 和 DVD 光盘上输出的音频信号被数字化。 现在播放器解码后需要进行数模转换，转换成模拟音频后再发送出去。 使用数字功放后，解码后的PCM数字音频信号可以直接进入数字信号处理电路处理成PWM码进行放大。 省去了播放器中的数模转换和数字效果器中的模数转换，既减少了对音质的损害，又降低了成本。

当采用数字功放技术生产整机时，音量调节方案将成为型号档次的分界线。 简单的解决方案就像传统的模拟功放一样，通过电位器衰减模拟信号的输入幅度，实现音量衰减。 这样就无法充分利用数字信号的量化码率，在音量较小时信噪比下降且动态范围变小，不能用于直接使用数字音频的系统中。输入。

电脑声卡使用数字功放

更好的解决方案是通过调节电源电压来衰减音量，从而改变施加到低通滤波器的脉冲电压幅度，从而改变输出功率。 这样，仍然可以充分利用量化码率。 随着电压下降，量化噪声也下降，因此体积减小，但信噪比和动态范围仍然可以保持不变。

外置声卡还采用了数字功放电路

由于功放电源功率较大，改变电源电压不能通过电阻衰减或分压来实现，必须从电源整流和稳压部分入手。 TACT公司采用的方案是在数字稳压电源的DC-DC逆变过程中，通过改变占空比来改变最终的输出电压。 此类方案只能用在采用分立元件作为功率输出部分的整机中，集成的数字电源IC仍然采用衰减后的模拟输入来调节音量。

这款小型数字功放可以驱动书架音箱

写在最后：

从目前的情况来看，数字功放可以商用于普通功率的通用放大器，并且在性价比、体积小、省电等方面具有优势。 几瓦的小功率集成功放芯片，控制电路和功率开关器件已经集成，使用非常方便。 对于几十瓦以上的大功率数字功放芯片，一般只集成控制电路部分，大功率开关器件需要单独集成或者自行配置，以方便整体的设计机器。 在HiFi领域，数字化功能只能算是探索，离商业化还有一个过程。 但毫无疑问，数字功放是功放领域的后起之秀。

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