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数字功放与模拟功放的区别(转帖) [复制链接]

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 一、数字功放与D类功放的区别  
  
  常见D类功放(PWM功放)的工作原理:PWM功放只能接受模拟音频信号,用内部三角波发生器产生的三角波和它进行比较,其结果就是一个脉宽调制信号(PWM),然后将PWM信号放大并还原成模拟音频信号。因此,PWM功放是用脉冲宽度对模拟音频幅度进行模拟的,其信息的传递过程是模拟的、非量化的、非代码性的。并且由于目前器件性能的限制,PWM功放不可能采用太高的采样频率,在性能指标上尚达不到Hi-Fi级的水平。而数字功放采用一些宽度固定的脉冲来数字地量化、编码模拟音频信号,使音频信号的还原更为真实。   二、数字功放和模拟功放的区别
  数字功放由于工作方式与传统模拟功放完全不同,因此克服了模拟功放固有的一些缺点,并且具备了一些独有的特点。
  1. 过载能力与功率储备
  数字功放电路的过载能力远远高于模拟功放。模拟功放电路分为A类、B类或AB类功率放大电路,正常工作时功放管工作在线性区;当过载后,功放管工作在饱和区,出现谐波失真,失真程度呈指数级增加,音质迅速变坏。而数字功放在功率放大时一直处于饱和区和截止区,只要功放管不损坏,失真度不会迅速增加,如图1所示。


图1 全数字功放与普通功放过载失真度比较


  由于数字功放采用开关放大电路,效率极高,可达75%~90%(模拟功放效率仅为30%~50%),在工作时基本不发热。因此它没有模拟功放的静态电流消耗,所有能量几乎都是为音频输出而储备,加之前后无模拟放大、无负反馈的牵制,故具有更好的“动力”特性,瞬态响应好,“爆棚感”极强。
  2. 交越失真和失配失真
  模拟B类功放在过零失真,这是由于晶体管在小电流时的非线性特性而引起的在输出波形正负交叉处的失真(小信号时晶体管会工作在截止区,无电流通过,导致输出严重失真)。而数字功放只工作在开关状态,不会产生交越失真。
  模拟功放存在推挽对管特性不一致而造成输出波形上下不对称的失配失真,因此在设计推挽放大电路时,对功放管的要求非常严格。而数字功放对开关管的配对无特殊要求,基本上不需要严格的挑选即可使用。
  3. 功放和扬声器的匹配
  由于模拟功放中的功放管内阻较大,所以在匹配不同阻值的扬声器时,模拟功放电路的工作状态会受到负载(扬声器)大小的影响。而数字功放内阻不超过0.2Ω(开关管的内阻加滤波器内阻),相对于负载(扬声器)的阻值(4~8Ω)完全可以忽略不计,因此不存在与扬声器的匹配问题。
  4. 瞬态互调失真
  模拟功放几乎全部采用负反馈电路,以保证其电声指标,在负反馈电路中,为了抑制寄生振荡,采用相位补偿电路,从而会产生瞬态互调失真。数字功放在功率转换上没有采用任何模拟放大反馈电路,从而避免了瞬态互调失真。
  5. 声像定位
  对模拟功放来说,输出信号和输入信号之间一般都存在着相位差,而且在输出功率不同时,相位失真亦不同。而数字功放采用数字信号放大,使输出信号与输入信号相位完全一致,相移为零,因此声像定位准确。
  6. 升级换代
  数字功放通过简单地更换开关放大模块即可获得大功率。大功率开关放大模块成本较低,在专业领域发展前景广阔。
  7. 生产调试
  模拟功放存在着各级工作点的调试问题,不利于大批量生产。而数字功放大部分为数字电路,一般不需调试即可正常工作,特别适合于大规模生产。
  三、数字功放和“数字化”功放、“数码”功放的区别
  所谓的“数字化”功放只是在前置级上采用数字信号处理的方式,在模拟音频信号或数字音频信号输入后,采用现有的数字音频处理集成电路,实现一些比如声场处理、数字延时、混响等功能,最后再通过模拟功率放大模块进行音频放大。其典型电路框图如图2所示。由图2可知,其各模块的接口都是采用模拟方式。而数字声场处理模块的大致原理框图如图3所示。

     图2 数字化功放电路的组成框图                      图3 数字声场处理模块原理框图
  虽然目前各集成电路厂家都推出了数字声场处理、数字卡拉OK和数字杜比解码集成电路。但是由于目前功放大都只能接收模拟音频信号,所以各集成电路的接口也大多是模拟的,这就需要反复地进行模/数、数/模转换,由此会引入量化噪声,使音质恶化。
  全数字功放除了针对扬声器的接口以外(这是因为目前扬声器都只能接受模拟音频信号),音频信号在功放内部都是以数字信号的方式进行处理(包括功率放大);对于模拟音频信号,必须转化成数字信号后才能进行处理。
  在已经具备数字音频的时代推出数字功放,将可能对音响技术的发展产生重大影响。
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(转帖)早在10多年前,就已经有音响企业在研制数字功放机。其中,TacT Audio公司推出全世界第一部全数字功放机。但是市场对这项新产品的反应异常冷淡,主要原因是价格太贵,当时一部数字功放机的售价高达十万元左右。而且在玩家心目中,它出来的声线较冷,只有数字味,不像模拟功放机般可通过更换不同的线材来改变味道。

不过随着时代的变迁,特别是数字技术的高速发展,现在有不少人开始改玩数字功放机。因为它的优点之一是功率低,不像模拟功放机容易出现“烧机”的情况。据说,欧美某些地区更因火警问题规定人们只能使用低功率的数字功放机。

事实上,音响界对数字功放机的定义相当模糊,亦众说纷纭。但如果用简单的一句话来概括的话,那就是:只要机内进行音频信号放大的部分使用数字放大技术,那它就是“数字功放机”。

所谓的数字放大技术,目前各大音响品牌各有自己的一套,但其中的核心放大技术大同小异。在数字功放机中,首先,来自CD或DVD等数字音乐播放器输出的PCM(Pulse Code Modulation,脉冲编码调制)信号,会进入到一个超取样滤波器(OverSampling),用一个时钟产生器(Clock Generator)产生另一个信号,来控制音源信号取样的快慢。接着,PCM信号经DSP数字信号处理芯片转换成PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)信号。PWM数字信号以1或0来代表振幅的强度,这些振幅按水平排列。当音量越大,1就越多,即密度越高;相反就是零。这些PWM数字信号通过LSI(大型集成电路)去除超高频后,便输出到音箱喇叭,驱动喇叭单元向前或向后振动,从而发出声音。
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(转帖)准数字式?数字式?

准数字式:对于传统的前后级式功放机而言,大部分前级的音频解码部分都是数字式的。假如有模拟音频信号输入(如磁带),它会先转化为数字信号,以解码出5.1声道的环绕声效果。但是在进入后级功放前,必须又先转换成模拟信号。然后在后级功放部分放大模拟音频信号,再推动音箱喇叭出声。

至于数字功放机,基本的信号处理程序类似模拟功放机。只不过当最初的模拟音频信号转换成数字音频信号后,不需要再转换成模拟信号,直接进入后级功放进行数字放大,然后才转换成模拟信号推动音箱喇叭。

数字功放机的优点是少了一个转换步骤,使失真现象减少。不过,除非输入、解码、放大、输出都是数字电路,否则它只能算是“准数字式”。

真正的“数字功放机”必定是按照全数字方式处理的:从CD机、DVD机等数字音源直接输入数字音频信号,经过线性放大处理,输出线性放大的数字音频信号。在这个过程中,大前提是没有经过任何模数转换器(ADC)或数模转换器(DAC)处理,同时应直接驱动音箱喇叭发声。

准数字功放机与数字功放机的明显区别在于“输出”:数字功放机的输出,只有“0”(全关)与“1”(全通)的高速变化状态;而模拟功放机在接收最初的数字音频信号后,需经数模转换器(DAC)转换成模拟音频信号。然后,模拟音频信号经由电子管或晶体管等元件负责放大,最后才推动喇叭发出声音。有意购进数字功放机的朋友,请首先在这两点概念上搞个清楚。
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(转帖)在体积上,数字功放机通常比较薄、比较小巧,犹如一般CD机、DVD机般大小。而模拟功放机即使是低档的入门级产品,体积也大而重。

散热性能上,数字功放机功率低,发热量小,机内不需预留大量空间散热。 模拟功放机的功率高,长时期使用可能导致过热,机内需要留足够空间散热。

数字功放机的连接非常方便,只要一条信号线就能连接。模拟功放机一般需要用较多的线材进行连接。如果想玩多声道,接线数量可能多达10条以上。

在音色的表现,方面数字功放机失真度极低。如果播放的CD碟片质量好,聆听起来细节更丰富。而模拟功放机由于音频信号经过多重解码,音色有失真、音染的问题,但听起来味道反而较多,不像数字功放机般感觉很冷。

数字功放机的价格有高有低,从四千至十几万元不等。而模拟功放机虽然价格同样有高有低,但最便宜的产品一、两千元就有得玩。

除以上所述之外,数字功放与模拟功放相比还有如下一些明显优势:首先,数字功放整个频段内无相对相移,声场定位准确。由于采用无负反馈的放大电路、数字滤波器等处理技术,可以将输出滤波器的截止频率设计得较高,从而保证在20Hz-20kHz内得到平坦的幅频特性和很好的相频特性。另外,数字功放瞬态相应好,即烧友们所说的“动态特性”好。由于它不需传统功放的静态电流消耗,所有能量几乎都是为音频输出而储备,加之无模拟放大、无负反馈的牵制,故具有更好的“动力”特征。除此之外,传统功放由于对管配对及各级调整不佳所以容易产生的过铃、交越失真,而数字功放不存在这样的问题。最后,由于数字功放的产品的一致性好,生产中无需调试,只保证元器件正确安装即可,所以非常适合大批量生产,这些都是传统模拟功放机所无法相比的。

在保养方面,数字功放机的保养方法并不麻烦,但有一点必须注意,我国南方地区的天气较潮湿,数字功放机如果放置得太久不用,就会出现不能启动的问题。建议用户将数字功放机长期处于待机(Standby)状态,因为它的功率低,即使处于待机状态,也不怕烧保险,耗电也极低。另外,在拔掉电源线插头前,最好先将数字功放机的电源按钮关掉,否则有可能出现类似电脑死机的问题。

在搭配音箱上可能大家会问,与数字功放机相搭配的音箱有什么特殊要求吗?其实没有什么特别。因为数字功放机的最主要作用是使大家听到原音——最真实的声音。各大音箱厂商的产品有着自己的特点,但数字功放机却没有,所以音箱是什么,它就是什么。不过,用户要注意的是,现在有些音箱品牌(如PMC、B&&O等)已经内置数字音频放大器,如果将另外一部数字功放机连接这类音箱,很有可能会发生冲突问题,有时候连机都开不了。
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随着科技的发展和发烧友对大功率功放的更多需求,近年来国外市场逐步出现了成熟的大功率数字汽车功放,其中又可细分为两类,一类为全音域数字功放;一类为纯低音数字功放。其中全音域数字功放几乎全部是采用了D类以及T类的方案,此类产品借助成熟芯片方案完成音频信号与数字方波的调制,并进一步放大解调后实现全音域放大,它具备了效率高、体积小、功率大的数字功放基本特性。但是在音质上始终不被广大发烧友彻底认同,还有待进一步完善。另一方面在EMMA、IASCA、dB-Drag等国际汽车音响竞赛联盟对市场的推动作用下,纯低音的大功率数字功放开始成为了发烧友们新的追求。国外市场上千瓦以上的D类低音数字功放已不罕见,但在国内市场此类产品目前还基本停留在概念阶段。由于大功率D类低音数字功放存在的技术难题,国内厂商很少有能力单独研发生产,部分厂商也是照搬了国外的传统D类设计方案并没有什么突破。
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再顶一下!!!
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记得一年前有人发贴说CLASS D功放,LPD就说那个是数字功放,现在看来,他有进步了
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数字功放就一个死区时间就做成很大的失真,而且这个是无办法消除的,另外LPF的移相也是一个头疼的问题,残留噪音和相移是矛盾的。
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H类功放也很环保,数字功放配上开关电源可以减小大量的金属消耗,通过调整DSP的算法获得不同的音色,比较好玩。
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支持LPD。不管数码功放成不成功,能不能被人接受,都敬佩LPD的这份干劲及精神。新事物总是还难让群众快速接受的。LPD加把劲。
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唉!千不转万不转,偏偏转篇文章一开始已存在误区的所谓技术文章。。。

想忽悠的给人忽悠去忽悠人
联城众志志成城;
盟约立誓比天高;
音韵悠扬飘袅袅;
响彻云霄照九州!
【走向国际,努力尊定「中国声」标准!】
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对于音响器材来说:绝对“理想的、忠实地还原”是没有的,也是做不到的;我们只是在朝着“音响器材各自应该具备的基本性能”方面尽量努力,使其各尽其责而已。目的就是尽可能地做到“理想的、忠实地还原”。
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原帖由 jbchen 于 2008-9-2 15:25:00 发表
支持LPD。不管数码功放成不成功,能不能被人接受,都敬佩LPD的这份干劲及精神。新事物总是还难让群众快速接受的。LPD加把劲。

1)支持 LPD 的唯一方法是捐钱让他上学进修。
2)数码功放成不成功,跟 LPD 无关,而且数码功放在商业上已经成功!
3)LPD 的脸皮确是令人敬佩。
4)新事物不难让群众接受,上面已说过数码功放在商业上已经成功,只要是近年推出的专业/影音/家电产品,基本 8 成以上都是数码功放。
联城众志志成城;
盟约立誓比天高;
音韵悠扬飘袅袅;
响彻云霄照九州!
【走向国际,努力尊定「中国声」标准!】
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哈哈,先说一下松先生,我向你致歉是为了你的身体,并非同意你的观点。

二致威马兄,你做你的贵利生意,大家不相干,你的脸皮和你的商业利益是大有关系的,我理解你的难处。

我转帖是我的自由,大家请继续批帖,不要批我,我从来不在168上厚颜无耻地卖自己的破烂!!!
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