數字功放和模擬功放優(yōu)缺點(diǎn)對比

“數字功放”的基本電路是早已存在的Ｄ類(lèi)放大器（國內稱(chēng)丁類(lèi)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)驗室或高價(jià)位的測試儀器中應用。這幾年的技術(shù)發(fā)展使數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(lèi)放大器的效率可達到100％。然而，迄今還沒(méi)有找到理想的開(kāi)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到90％以上。

　　由于功耗和體積的優(yōu)勢，數字功放首先在能源有限的汽車(chē)音響和要求較高的重低音有源音箱中得到應用。隨著(zhù)ＤＶＤ家庭影院、迷你音響系統、機頂盒、個(gè)人電腦、ＬＣＤ電視、平板顯示器和移動(dòng)電話(huà)等消費類(lèi)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格的出現，以及音響系統從立體聲到多聲道環(huán)繞系統的進(jìn)化，都加速了數字功放的發(fā)展。近年來(lái)，數字功放的價(jià)格呈不斷下降的趨勢，有關(guān)這方面的專(zhuān)利也層出不窮。

　　D類(lèi)輸出功率和消耗功率與AB類(lèi)功率放大器消耗比例

　　采用低頻音頻信號調制一個(gè)固定高頻頻率的脈寬的一種放大器被人們稱(chēng)為D類(lèi)放大器又有人稱(chēng)為數字音頻放大器，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，在相同播放內容的狀況下，AB類(lèi)功率放大器與D類(lèi)功率放大器的功率效率各約為AB=15%及D=75%。在播放1W 音樂(lè )的狀況下，AB類(lèi)功率放大器需要消耗6.7W的功率，但D類(lèi)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(lèi)功率放大器可延長(cháng)電池的使用時(shí)間達5倍（6.7W/1.33W）。低功率的使用除了手機，DVD、MP3及PMP之外還有一些流行產(chǎn)品如iPod、手機、及數字相框。 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容以語(yǔ)音為主的狀況下，AB類(lèi)功率放大器與D類(lèi)功率放大器的功率效率分別為AB= 25%及D=80%。

　　在播放10W語(yǔ)音的狀況下，AB類(lèi)功率放大器需要損耗40W的功率，但D類(lèi)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(lèi)功率放大器可降低電源的成本將近3倍（40W/12.5W），而且D類(lèi)功率放大器所產(chǎn)生的2.5W的熱可由一般功率封裝及PCB設計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(lèi)數字功率放大器在汽車(chē)音響亦將占有一席之地，在此高功率之下D類(lèi)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(lèi)功率放大器所需的要小，由于高效率的原因，D類(lèi)功率放大器可以在不啟動(dòng)汽車(chē)引擎的狀況下有較長(cháng)的使用時(shí)間而不消耗太多電瓶的電量，D類(lèi)功率放大器成為現在汽車(chē)音響的主要應用產(chǎn)品。

　　D類(lèi)數字音頻功率放大器的電源成本及散熱成本優(yōu)勢

　　廠(chǎng)家在計算功率時(shí)并不以聲音內容做標準，而延用傳統的正弦波訊號當輸入。如以正弦波訊號而言AB類(lèi)功率放大器與D類(lèi)功率放大器的功率效率各約為45%及 80%。如果以15W×2來(lái)計算D類(lèi)功率放大器的總供應功率約為30W/80%=37.5W，AB類(lèi)功率放大器的總供應功率約為30W/45%= 66.7W，所以使用D類(lèi)功率放大器可節省將近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(lèi)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。

　　數字功放由于工作方式與傳統模擬功放完全不同，因此克服了模擬功放固有的一些缺點(diǎn)，并且具備了一些獨有的特點(diǎn)。

　　1. 過(guò)載能力與功率儲備

　　數字功放電路的過(guò)載能力遠遠高于模擬功放。模擬功放電路分為A類(lèi)、B類(lèi)或AB類(lèi)功率放大電路，正常工作時(shí)功放管工作在線(xiàn)性區；當過(guò)載后，功放管工作在飽和區，出現諧波失真，失真程度呈指數級增加，音質(zhì)迅速變壞。而數字功放在功率放大時(shí)一直處于飽和區和截止區，只要功放管不損壞，失真度不會(huì )迅速增加。

　　全數字功放與普通功放過(guò)載失真度比較

　　由于數字功放采用開(kāi)關(guān)放大電路，效率極高，可達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(méi)有模擬功放的靜態(tài)電流消耗