D類(lèi)放大器

　　D 類(lèi)放大器實(shí)際上是一種開(kāi)關(guān)放大器，其開(kāi)關(guān)頻率高達100kHz以上。輸入端是直接從數碼信號源如CD唱機、DVD影碟機、DVD Audio或SACD光碟機以及DTV數碼電視等輸入的數碼音頻信號，而不是經(jīng)過(guò)ADC模數轉換或DAC數模轉換處理的音樂(lè )模擬信號。典型的實(shí)現過(guò)程如下：

　　先由振蕩器調制直流電源產(chǎn)生一個(gè)基準方波信號，其工作頻率可跟隨輸入信號變化，設定為幾十到幾百千赫；脈沖寬度則隨輸入信號的幅度大小而變化。還可以設置一個(gè)鋸齒波信號產(chǎn)生器，其頻率為基準方波信號的一倍，并與之同步。鋸齒波信號用來(lái)同需要放大的、不斷變化的輸入信號作比較。當鋸齒波同輸入信號發(fā)生差異時(shí)，便產(chǎn)生與其瞬時(shí)振幅一致的相移信號。再用一個(gè)邏輯上由基準信號和相移信號控制的開(kāi)關(guān)電路輸出一個(gè)極性經(jīng)過(guò)選擇的脈沖寬度調制信號（PWM信號）。PWM信號經(jīng)晶體管放大和高 速整流，再通過(guò)低通濾波器濾除高頻成分、平滑處理后回復為音頻信號饋送揚聲器放音。

　　這種電路最大優(yōu)點(diǎn)是功耗極小。因為它通常采用耐二次擊穿、開(kāi)關(guān)轉換效率極高的場(chǎng)效應晶體管，運行中幾乎沒(méi)有損耗，效率可達90%以上（普通A類(lèi)或AB類(lèi)放大器的效率最大也只不過(guò)50%）。高效意味著(zhù)耗電小、散熱要求低，從而導致集成電路化的大批量生產(chǎn)。其另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是失真小。我們都知道，為了增加頻響寬度、防止信號飽和畸變，幾乎所有放大器都需要使用反饋電路，可是反饋產(chǎn)生的延時(shí)效應卻對原音重現帶來(lái)失真。由于數碼放大器轉換時(shí)間極快，延時(shí)效應微乎其微，產(chǎn)生的誤差只有傳統模擬放大器的六分之一，所以對輸出控制得更好，尤其是瞬態(tài)反應更為精確真實(shí)，特別適用于爆發(fā)力要求較高的重低音功放。

　　應該指出，早期的數碼功放仍用模擬電路來(lái)處理數字信號，雖然效率提高，但高保真效果較差并有射頻干擾。真正的數碼功放應該采用數字邏輯電路，以先進(jìn)的數字處理技術(shù)來(lái)補償晶體管高速導通、截止時(shí)引起的失真。

　　Class—T放大器

　　為了有別于早期的D類(lèi)放大器，一些公司避開(kāi)了這個(gè)名稱(chēng)。成立于1995年的美國Tripath公司就屬此類(lèi)。該公司擁有稱(chēng)為數碼功率處理（DPPTM）的專(zhuān)利技術(shù)，推出的Class—T（注冊商標）1bit數碼音頻功放則摒棄了脈寬調制方式而采用多種信號處理技術(shù)，包括自適應預處理、噪聲整形、預失真處理和Δ—∑調制電路，進(jìn)一步減小失真和噪音。公布Class—T技術(shù)的白皮書(shū)指出：“如果比較一下濾波器前的波形，就可以看出Class—T同D類(lèi)放大器的明顯差別。D類(lèi)放大器濾波前是脈沖寬度變化而頻率不變的數字信號（PWM），其頻率取決于鋸齒波產(chǎn)生器。而Class—T的波形卻是脈寬、頻率瞬變的綜合的數字信號波形，變化速率達到1.5MHz，因此互調失真率很低，小于0.1%。在20 Hz~20kHz整個(gè)音頻范圍內，功率輸出特性呈一條平坦的曲線(xiàn)。同時(shí)，高頻端的互調失真率（IHF—IM）也小于0.1%，所以動(dòng)態(tài)范圍可大于120dB，噪音電平達到-100 dB，放大效率超過(guò)90%�！弊�1998年以來(lái)，該公司在各方面已取得24項專(zhuān)利。

　　2001年，Tripath公司宣布第一款采用其DPPT專(zhuān)利技術(shù)的高集成化數碼功放電路誕生。該芯片48插腳雙直列封裝，內含2X300W（4Ω）兩路Class—T電路，采用1bitΔ—∑數模轉換技術(shù)，取樣頻率高達50 MHz，據稱(chēng)具有無(wú)可比擬的發(fā)燒級音質(zhì)和天下無(wú)敵的放大效率。如果外接大功率場(chǎng)效應管，輸出功率可提高到2X350W。如采用橋式連接，則功率大得不可思議，1200W！這一芯片還具有開(kāi)機靜音、過(guò)流保護、過(guò)溫保護以電壓過(guò)低/過(guò)高保護等功能 ，主要面向高級音響和家庭影院，目前網(wǎng)上訂購價(jià)16美元/塊。今年8月底，該公司又推出TK2150（每聲道150W）TK2350（每聲道350W）數碼功放芯片 。

　　數碼放大器已進(jìn)入實(shí)用階段

　　以前，數碼功放只是在實(shí)驗室或高價(jià)終端音頻放大器應用。這幾年的技術(shù)發(fā)展使元件數減少到只用一兩個(gè)芯片就能實(shí)現，一般小功率芯片的批量?jì)r(jià)格已降到五六美元一塊。有人甚至預言，著(zhù)名的摩樂(lè )定律將要在HI-FI界實(shí)現，即芯片容納的晶體管數量和數碼處理速度每18個(gè)月翻一番。

　　由于功耗和體積的優(yōu)勢，數碼功放首先在能源有限的汽車(chē)音響中得到應用。隨著(zhù)DVD家庭影院、迷你音響系統、機頂盒、SACD、DVD AUDIO、個(gè)人電腦、LCD電視和平板顯示器等電子消費產(chǎn)品日新月異的發(fā)展，數碼功放也被市場(chǎng)飛速接受。在Tripath公司產(chǎn)品發(fā)布會(huì )上同時(shí)展示的采用Class—T功放技術(shù)的SONYDVD機，集多個(gè)功放于一身，插上喇叭就可組成5.1聲道的家庭影院。其外型小巧、音色細膩、背景潔靜，但應付故事片中動(dòng)態(tài)爆發(fā)的音響卻游刃有余，叫人愛(ài)不釋手。

2002年5月30日，夏普公司在紐約宣布推出世界上第一組價(jià)格低于500美元的1bit數碼音頻功率放大系統SD-EX100和SD-EX101。取樣頻率2.8 MHz，是普通CD機的64倍。其動(dòng)態(tài)范圍之寬、頻率響應之快遠超常規產(chǎn)品，將原始的音樂(lè )效果再現得細微無(wú)暇，將模擬放大器所有的“渾濁不清”一掃而光。那輕微的呼吸聲、清晰的軍鼓點(diǎn)擊聲，使聽(tīng)者產(chǎn)生樂(lè )隊就在身邊的感覺(jué)。早在1999年，夏普公司就推出過(guò)1bit數碼音頻放大器，但當時(shí)的初衷是滿(mǎn)足有特異聽(tīng)覺(jué)、財大氣粗的音響發(fā)燒友，價(jià)格高達$2000。而這次推出的SD-EX系統具有難以置信的同等性能和造型，價(jià)格卻不可同日而語(yǔ)。

　　Tripath的專(zhuān)利技術(shù)是緊湊型產(chǎn)品的理想元件。索尼公司于2002年7月初推出的迷你組合音響系統EX5-CMT運用了TA2020 Class—T芯片。這套非常小巧緊湊的系統有一個(gè)垂直的載片結構，隱蔽的控制面板，可以回放CD-R/RW、可預置20個(gè)調頻電臺和 10個(gè)調幅電臺。外接兩路低音反射式音箱，并有輔助的音頻輸入端子和動(dòng)態(tài)聲產(chǎn)生器。雖然TA2020產(chǎn)生的總功率只有30W（15W×2），但音質(zhì)非同一般。今年7月底，Tripath公司雙宣布其TA3020數碼功放芯片將應用于索尼的大功率SRP-700PA/V矩陣混合系統中。這是一套全新概念“All-In-one”多媒體視聽(tīng)中心。將高保真音響、無(wú)線(xiàn)話(huà)筒接收器、RGB/視頻信號轉換開(kāi)關(guān)、均衡器、動(dòng)態(tài)反饋還原器和功率放大器合成在一個(gè)小型機箱中。輸出功率為400W（200W+200W；4ohm）。

　　北美DVD最大制造商APEX公司也在其HT100系列產(chǎn)品中應用了TA2020 Class—T芯片，這是一個(gè)有5.1聲道輸出的家庭影院系統，總功率 達到250W。具有AM/FM廣播收音機、可以回放DVDs、SVCD、CD、CD—R、CD—FW和MP—3等不同音源。APEX的目標是重新創(chuàng )造消費者買(mǎi)得起的家庭影院系統，而Tripath的技術(shù)正中設計師們的下懷。

　　除了影音產(chǎn)品和計算機，Tripath數碼功放還計劃運用到耗電量大的手機和其它通訊設備上。目前,Sony\Aiwa\Panasonic\Denon\JVC\Kenwood\Hitachi\APEX\Blaupunkt等世界著(zhù)名的音視巨頭，以及Apple和Motorola等電腦通訊公司都與之簽了訂貨合同。

　　結語(yǔ)

　　高保真領(lǐng)域的騰飛點(diǎn)已在地平線(xiàn)上閃現，人們應該熟悉一下數碼鏈直接放大的概念了，你將聽(tīng)到有關(guān)這方面的許多言論、許多驚人的進(jìn)展！在數碼王國，DAC等這類(lèi)模擬信號的“中介者”可能會(huì )被驅逐出局，換來(lái)的將是高保真的新生。但是，就目前而言，某些制造質(zhì)量差的準數碼功放還沒(méi)有徹底克服電磁噪音問(wèn)題；有的數碼功放的標稱(chēng)功率過(guò)于夸大，與芯片廠(chǎng)提供的數據不符，這是值得我們注意的�？傊�，選購時(shí)還是要耳聽(tīng)為實(shí)。

　　本文付論的內容對于電子消費市場(chǎng)和制造商來(lái)說(shuō)，也許是屬于預測性的，正如DVD技術(shù)剛剛出現時(shí)那樣，目前還眾說(shuō)紛紜，實(shí)際結果有待于未來(lái)證明。此間可能包含有許多不測的風(fēng)險，但是，不擔風(fēng)險就不會(huì )有高的產(chǎn)出，不能順之限定產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)日程而失去占領(lǐng)未來(lái)市場(chǎng)的機會(huì )。