數(shù)字功放芯片的工作原理以及應(yīng)用領(lǐng)域

數(shù)字功放的基本電路是早已存在的D類放大器（國內(nèi)稱丁類放大器）。以前，由于價(jià)格和技術(shù)上的原因，這種放大電路只是在實(shí)驗(yàn)室或高價(jià)位的測(cè)試儀器中應(yīng)用。這幾年的技術(shù)發(fā)展使數(shù)字功放的元件集成到一顆芯片中，同時(shí)制造成本也在不斷下降。事實(shí)證明，D類放大器的效率可達(dá)到80%以上甚至更高。雖然迄今還沒有找到更加理想的開關(guān)元件，難免會(huì)產(chǎn)生一部分功率損耗，如果使用的器件不良，損耗就會(huì)更大些。但是不管怎樣，它的放大效率還是達(dá)到70%以上，相比下A類和AB類只有25%的效率，是幾個(gè)級(jí)別的提升。

數(shù)字功放是一種具有失真小、噪音低、動(dòng)態(tài)范圍大等特點(diǎn)的音頻功率放大器，在音質(zhì)的冷暖度、解析力，背景的寧靜、低頻的震撼力度方面是傳統(tǒng)功放不可比擬的。

數(shù)字功放和DC－DC開關(guān)型逆變電路類似。輸入的音頻模擬信號(hào)經(jīng)過PWM電路調(diào)制處理后，形成占空比同輸入信號(hào)成一定比例的脈沖鏈，經(jīng)過開關(guān)電路放大后，由低通濾波器濾除高頻成分，還原出已放大的輸入信號(hào)波形，由揚(yáng)聲器放音。眾所周知，從上述場(chǎng)效應(yīng)管H－橋式電路輸出的脈沖波是不便直接驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲的。為了重現(xiàn)放大的音頻信號(hào)，輸出波形必須恢復(fù)到原來的正弦波。前幾年D類放大器的設(shè)計(jì)，大都采用低通濾波器來解決。由于音頻的頻帶范圍為20Hz～20000Hz，而載波頻率通常是它的5倍以上，因此，濾除載波頻率的過程相當(dāng)簡單，就是在揚(yáng)聲器前面接一個(gè)截止頻率約為25kHz左右的低通濾波器。而在運(yùn)用到重低音功放時(shí)，由于處理的是低頻，低通的截止頻率可以降低到5kHz左右。濾波器可根據(jù)性能要求采用Chebyshev、Butterworth或Bessel等電路。濾波器的設(shè)計(jì)要求較高，弄得不好會(huì)引起射頻干擾。為降低功耗，一般采用被動(dòng)元件。

今天，小編帶來了三款由工采網(wǎng)代理的韓國Neofidelity（簡稱韓國NF）數(shù)字音頻功放芯片：

-NTP8918，是一顆內(nèi)置DSP的數(shù)字Class-D音頻功率放大芯片，和傳統(tǒng)A類或AB類功放差別在于芯片內(nèi)部集成了兩大模塊：數(shù)字音頻信號(hào)處理模塊（簡稱DSP）和全數(shù)字PWM調(diào)制模塊（簡稱POWER），因此做到了高達(dá)90%的轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)可以進(jìn)行差異化音效調(diào)節(jié)，滿足高保真的聲音輸出。韓國NF全系列產(chǎn)品都是IIS數(shù)據(jù)接口，采樣率從8K到192KHz都可以滿足（具體分型號(hào)）。功率方面，NTP8918這顆最高可提供2x15W的輸出（BTL模式）或者30W的單通道輸出（PBTL模式），在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理的情況下還能省去散熱器，由此極具性價(jià)比。在DSP性能方面，NTP8918擁有多達(dá)32段可自由調(diào)節(jié)EQ點(diǎn)和高效精準(zhǔn)的DRC功率控制；此外，韓國NF在NTP8918上集成了他們獨(dú)特的技術(shù)專利，如NS降噪算法、APEQ功能調(diào)節(jié)、虛擬3D等，大幅度增強(qiáng)優(yōu)化聲音輸出效果。更好的是，NTP8918的所有功能都可以通過IIC控制，在設(shè)計(jì)和使用上十分便捷，適用范圍更加廣泛，贏得了市場(chǎng)的一片好評(píng)。

-NTP8835，功率輸出提升至2x30W，同時(shí)加入了ASRC（異步采樣率轉(zhuǎn)化）的功能，使得輸入IIS的采樣頻率可從8kHz到192kHz自由無差別變化，以應(yīng)對(duì)不同電路方案的設(shè)計(jì)，NTP8835除了常規(guī)的2.0CH（BTL）和0.1CH（PBTL）設(shè)計(jì)以外，還能實(shí)現(xiàn)2.1CH（2xSE+1xBTL）的輸出設(shè)計(jì)；

- NTP8849，是韓國NF的旗艦級(jí)芯片，在此前芯片的基礎(chǔ)上加上了閉環(huán)功能，是一顆具有強(qiáng)大性能的全數(shù)字Class-D閉環(huán)功放；可以實(shí)現(xiàn)多階諧波的抑制，以及應(yīng)對(duì)電源不穩(wěn)的情況下穩(wěn)定輸出，在許多知名品牌高端機(jī)型上都有選用。

韓國NF功放由于功耗和體積的優(yōu)勢(shì)，在國內(nèi)外具有享受著較好的口碑。

隨著DVD家庭影院、迷你音響系統(tǒng)、機(jī)頂盒、個(gè)人電腦、LCD電視、平板顯示器和移動(dòng)電話等消費(fèi)類產(chǎn)品日新月異的發(fā)展，尤其是SACD、DVD Audio等一些高采樣頻率的新音源規(guī)格的出現(xiàn)，以及音響系統(tǒng)從立體聲到多聲道環(huán)繞系統(tǒng)的進(jìn)化，都加速了數(shù)字功放的發(fā)展。現(xiàn)在有針對(duì)HIFI發(fā)燒友而出現(xiàn)了一種新的名詞“純數(shù)字功放"， 它直接傳輸數(shù)字信號(hào)，然后PCM數(shù)字信號(hào)升頻并重整時(shí)鐘后再經(jīng)過PCM->PWM轉(zhuǎn)換，直接PWM對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行放大，PWM功率輸出再經(jīng)過LC組成的LPF電路構(gòu)成1BIT DAC后直接推動(dòng)喇叭，帶來的好處時(shí)數(shù)字信號(hào)在傳輸過程中不會(huì)帶來相位廷遲、相位失真、交越失真等，聽感的好處就是聲音會(huì)更通透、定位更準(zhǔn)、聲音更接近真實(shí)。

在數(shù)字功率領(lǐng)域，韓國NF便是佼佼者之一。