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”。