【音频相关】D类功放是什么鬼?

【音频相关】D类功放是什么鬼?

先谈谈功放的分类!

1. 按放大信号类型分类

模拟功放芯片

直接放大连续的模拟信号(如音频信号),保真度高,但效率较低。

代表类型:Class A、Class B、Class AB、Class G/H 等。

数字功放芯片(D类功放)

通过PWM(脉宽调制)将信号转换为数字脉冲放大,效率高(可达90%以上),但需滤波还原模拟信号。

应用:便携设备、车载音响、无线扬声器等。

2. 按工作方式(类别)分类

Class A(甲类)

线性放大,失真极低,但效率低(<30%),发热量大,用于高端Hi-Fi设备。

Class B(乙类)

效率较高(约50%),但存在交越失真,需推挽电路,少单独使用。

Class AB(甲乙类)

结合A类和B类优点,效率适中(50-70%),失真较低,广泛用于消费级音频设备。

Class D(丁类)

开关模式放大,效率极高(>90%),体积小,但需LC滤波,常见于蓝牙音箱、汽车音响。

Class G/H

动态调整供电电压,效率高于AB类,用于中高端音频设备。

Class T(Tripath专利)

数字功放的变种,优化音质,曾用于迷你音响系统。

为什么D类功放被称为“数字功放芯片”?

D类功放(Class D Amplifier)虽然本质上仍然是模拟-数字混合电路,但常被称为“数字功放”,主要原因如下:

1. 工作原理类似数字开关电路

D类功放的核心是通过PWM(脉宽调制)或PDM(脉冲密度调制)将模拟音频信号转换为高频开关信号(方波),再通过功率MOSFET开关放大,最后用低通滤波器还原为模拟信号驱动扬声器。

输入信号 → PWM调制 → 功率开关放大 → LC滤波 → 输出到喇叭

整个过程类似于数字电路中的开关电源或数字信号处理(DSP),因此被称为“数字功放”。

2. 与AB类功放的对比(模拟 vs. 数字特性)

特性

AB类功放(模拟)

D类功放(数字)

工作方式

线性放大(晶体管工作在放大区)

开关模式(晶体管完全导通/截止)

效率

低(30%~70%)

高(>90%)

发热量

大(需散热片)

小(可无散热片)

信号处理

纯模拟放大

模拟→PWM→放大→滤波

音质

低失真(Hi-Fi)

依赖调制和滤波技术

由于D类功放采用开关调制技术(类似数字电路),而非传统的线性放大,因此被归类为“数字功放”。

3. 市场宣传和行业习惯

早期推广:D类功放刚普及时,厂商为了突出其高效、小型化的特点,将其与传统的“模拟功放”(A/AB类)区分,称为“数字功放”。

技术发展:现代D类功放集成数字输入接口(I2S、PCM),甚至内置DSP处理,进一步强化了“数字”属性。

4. 严格来说,D类功放并非纯数字

虽然被称为“数字功放”,但D类功放的输入和输出仍然是模拟信号,只是放大过程采用开关技术。真正的全数字功放是指:

数字输入(如I2S)→ 直接PWM调制 → 功率输出(无需DAC转换)。

代表芯片:TI TAS3251、Infineon MA12070。

5. 总结:为什么叫“数字功放”?

采用PWM/PDM调制(类似数字开关电路)。

高效、低发热,类似数字电源管理IC。

市场习惯区分于传统模拟功放(A/AB类)。

部分高端D类芯片集成数字接口(如I2S),进一步模糊模拟/数字界限。

因此,尽管D类功放并非完全数字化,但由于其开关式放大方式和高效特性,业界普遍称其为“数字功放芯片”。

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