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D类放大器不完全选购指南:D类放大器的相关知识

2016-6-8 14:44| 发布者: ywen| 查看: 2095| 评论: 0 |原作者: 小路、尧辰

简介:近年来音响市场上涌现的D类放大器产品越来越多,究其原因是D类放大器这种技术越来越成熟,另外随着数码时代的发展,更需要功能丰富、外观时尚且外形小巧的音响产品,这种产品也颇受年轻人的青睐,占空间小、功耗低、 ...

近年来音响市场上涌现的D类放大器产品越来越多,究其原因是D类放大器这种技术越来越成熟,另外随着数码时代的发展,更需要功能丰富、外观时尚且外形小巧的音响产品,这种产品也颇受年轻人的青睐,占空间小、功耗低、功率大的D类放大器正符合这种要求。应该肯定地说,传统的AB类乃至A类发展到现在,无论是线路还是制造水平,都是非常成熟的,声音表现早已得到发烧友的认可,而D类放大器当初也像CD机推出时一样被人诟病。然而经过近20年的发展,D类放大器技术也趋于成熟,也得到更多发烧友认可。

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。本文就尝试着从这个角度入手,与大家一起来了解D类放大器,同时带来一些关于D类放大器的购买建议,以及若干产品的推荐。

01/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。


02/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,不过此时的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。

03/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。


Lindemann Musicbooks50内部图


04/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,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。


NuForce DDA120内部图

05/D类放大器的推动力不佳?

这种误区可能来源于D类放大器末级的工作方式,几乎没有偏压,和B类放大器差不多,静态电流极低,惯性认识上自然觉得这种电路不会有好的控制力,低频的表现也不会好。当然,不完善的电路设计(早期的D类放大器的确如此),以及不合理的布局,都会带来劣质的声音表现,传统的AB类放大器何尝不是如此。

其实D类放大器可以推动负载阻抗最低的音箱,因此我们可以看到不少厂家在标称产品的功率时,都会有标明2Ω负载下的输出功率,这不是为了好看。与传统的AB类放大器不同的是,不管负载阻抗如何变化,D类放大器的输出幅度几乎不受影响,这等同于推动的是一个恒定的负载。在实际的试听中,那些上百瓦的D类放大器,已经显示出良好的推动力,与传统的AB类放大器相比毫不逊色。


Intuition 01是模块化设计,非常整洁

06/D类放大器的应用

因为能耗低,效率高,因此D类放大器的应用场合很多。例如小小的蓝牙音箱,凭借内置的D类放大器,发出超越自身体型而没有破音的声压;为数不少的多媒体音箱,也用上了D类放大器;使用D类放大器制作的专业功放,体型纤细却有几百瓦的输出功率;桌面音响系统更是青睐D类放大器……


NAD Master系列的M22后级内部图,靠近前方的是nCore的开关电源模块

07/D类放大器的选购

欧美国家越来越重视能源的节约,欧盟的节能环保标准更是严格,功耗巨大的A类功率放大器已经不符合这种节能标准,AB类放大器虽然能耗不算太厉害,但效能依然不能与D类放大器相比,另外D类放大器在声音表现上也有长足进步,因此很受欧美音响厂家的欢迎,国外不少名厂纷纷加入D类放大器的生产行列,这也是趋势。而国内的音响名厂则不热衷于D类放大器的生产,只有少数厂家涉足其中,笔者的印象中,山灵和景丰都有相关的产品推出。因此本次推荐的产品以国外品牌的产品为主。

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