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夏天到了, 不如聊聊D类放大器.

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发表于 2016-5-6 13:45:42 | 显示全部楼层 |阅读模式
炎炎夏日已经到来,戴着耳机听音乐未必是享受,那么开开音响吧,结果发现放大器也是发热很厉害的家伙,即便是AB类放大器,在酷热的夏天也显得热火朝天,就更不要说耗能巨大的A类放大器和胆机了。也许这些都是小事,你可以开空调来降温,但是在这个讲究节能环保的时代,能不来点节能精神吗?于是高效节能的D类放大器又一次被摆上台面。
对于D类放大器,与一部分发烧友一样,我也经历了质疑、接受到喜爱的过程。因为起初对D类放大器的不了解,而产生了质疑,也有许多误区。了解D类放大器,防止堕入误区,对于选购D类放大器还是很有帮助的。

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 楼主| 发表于 2016-5-6 13:46:19 | 显示全部楼层
本帖最后由 小路 于 2016-5-9 12:21 编辑

D类放大器的起源

D类放大器又名数字(数码)放大器,因此不少朋友将D类放大器划归为数字放大器,把传统的A类和AB类放大器划分为模拟放大器,另外D类放大器也叫开关放大器,这基于它的工作原理。

D类放大器可以说是近几年才流行起来,因此不少朋友会认为它是新的放大器技术,其实不然。有关资料显示1958年就有人提出D类放大器技术,这听起来有点天方夜谭,是不是真的无法考究,如果真是如此,那么在当时来说这种技术是非常超前的。D类放大器在音频领域的应用,相关的记载是上世纪70年代Bose公司开始生产D类汽车功放。由此看来D类放大器还真不是什么新事物。

在上世纪90年代,D类放大器的相关技术和产品才出现在音响媒体上,而当时电台音响节目把D类放大器描述成一种完美的放大器——只需输入数字信号,经处理后就可以直接推动音箱发声。这等于说D类放大器是何等的高传真,于是变成高高在上,大家翘首等待的神。

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 楼主| 发表于 2016-5-6 13:47:05 | 显示全部楼层
本帖最后由 小路 于 2016-5-9 15:02 编辑

认识D类放大器

D类放大器的一个重要环节就是把音频信号调制为PWM信号,PWM的全称为“Pulse Width Modulation”,即脉冲宽度调制,这种技术应用极广。首先将输入的音频信号和高频三角波或者锯齿波比较,产生一个PWM信号,接着用这个信号来驱动功率放大级,这是一个脉冲控制的大电流开关放大器,把PWM信号变成高电压、大电流的PWM信号,过此时的PWM信号尚不能直接用来推动喇叭,必须通过简单的LC低通滤波器过滤,还原出音频信号,才能直接推动喇叭正常发声。

D类放大器属于开关式的功放,在工作状态下,末级的功率管要么完全导通,要么完全关闭,因此功耗极低,电源的利用率高达90%以上,这点与传统的功率放大器很不同,要知道AB类放大器的利用率也只有50%左右,而A类放大器更低,大约有20%左右。因此D类放大器不需要很大的散热片,体积也可以做得很小,即使功率达到几百甚至上千瓦,也能做到相对小巧的机身,另外随着D类放大器技术的完善,这类产品的音质也得到发烧友的认可,这也是D类放大器生存之本。
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D类放大器的基本原理

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 楼主| 发表于 2016-5-9 15:04:27 | 显示全部楼层
D类放大器姓数还是姓模?

D类放大器又名数字(数码)放大器,可能不少读者会觉得奇怪,因为从原理上看,输入的模拟信号并不需要经过模拟/数字转换,最后输出的信号也未经任何解码。

这里有必要了解一下PWM脉宽调制。简单地说,PWM是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用,方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。自最重要的是PWM信号仍然是数字的,因为在给定的任何时刻,满幅值的直流供电要么完全有(ON),要么完全无(OFF)。电压或电流源是以一种通(ON)或断(OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。通的时候即是直流供电被加到负载上的时候,断的时候即是供电被断开的时候。只要带宽足够,任何模拟值都可以使用PWM进行编码。这说明PWM信号是数字信号,D类放大器就是数字放大器,由此引出另一个话题。

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发表于 2016-5-9 15:06:09 | 显示全部楼层
有些发烧厂商喜欢弄A前级D后级的呢~

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 楼主| 发表于 2016-5-9 15:10:00 | 显示全部楼层
PWM有什么优点?

PWM信号的一个优点是从处理器到被控系统信号都是数字形式的,并且无需进行数模转换,所以我们看不到所谓的DAC。数字形式的信号可将噪声影响降到最小,噪声只有在强到足以将逻辑1改变为逻辑0或将逻辑0改变为逻辑1时,也才能对数字信号产生影响。

对噪声抵抗能力的增强是PWM相对于模拟控制的另外一个优点,而且这也是在某些时候将PWM用于通信的主要原因。从模拟信号转向PWM可以极大地延长通信距离。在接收端,通过适当的RC或LC网络可以滤除调制高频方波并将信号还原为模拟形式。

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发表于 2016-5-9 15:11:08 | 显示全部楼层
在这么认真的帖子里面,我想说:夏天到了,我只想聊聊西瓜,雪糕,小短裙!
吃饱喝足自己爽

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 楼主| 发表于 2016-5-9 15:11:35 | 显示全部楼层
drun 发表于 2016-5-9 15:06
有些发烧厂商喜欢弄A前级D后级的呢~

A类前级比A类放大器更好实现, 热量和功耗都不会太厉害.

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 楼主| 发表于 2016-5-9 15:14:37 | 显示全部楼层
moyo仔 发表于 2016-5-9 15:11
在这么认真的帖子里面,我想说:夏天到了,我只想聊聊西瓜,雪糕,小短裙!

西瓜,据说糖份很高, 雪糕清凉但伤肠胃, 小短裙就不说了. 留给女生自己说

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发表于 2016-5-9 15:15:38 | 显示全部楼层
小路 发表于 2016-5-9 15:14
西瓜,据说糖份很高, 雪糕清凉但伤肠胃, 小短裙就不说了. 留给女生自己说

向来小短裙都不是只有女生自己说那么简单!
吃饱喝足自己爽
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