数字音频放大器改变便携音频的现状

2006-05-07 15:50:04来源: 电子产品世界

    音频市场在不断地发生着各种变化,同时,数字市场(互联网,数字网络,无线数字通信)最近几年也发生了巨变,各种新型数字声音源相继出现(如MP3,Mini-Disk,DVD)。所有这些都为数字音频系统创造了崭新的需求。因此,利用数字信号处理的能力及可靠性实行诸如均衡、音量和音调控制以及声音效果等音频处理功能变得更加可行了。然而直到目前,仍然有必要通过AB类模拟放大器或D类模拟输入放大器的合理使用,来把这些数字信号转换成模拟信号进行放大。

    小型化是另一种市场趋势。台式音响系统渐渐过时了,生产厂商正在寻求适宜放在书架上,甚至可挂在墙上的音频系统。但是这种变革也带来了一些难题:如何在保证音频质量的前提下设计系统的尺寸、成本及散热?这比便携系统所遇到的困难更大,便携系统在开始时尺寸相对小一些,随后在市场压力下变得更小更轻。

    纯数字音频放大器是基于PCM数字的数字处理技术,这些数据来自CD、DVD、Mini-Disk、HDTV、数字卫星广播、数字音频磁带播放机、MP3播放机、家庭网络、本地网以及从互联网上下载的音频信息等数字源。不经数/模或模/数转换,线性编码音频PCM(采样率是32~192KHz)信号可被直接重射进强电流PWM脉冲内,然后送到扬声器,其间只有一个普通无源滤波器(见图)。

    纯数字音频放大器的工作如下:

    1 内插PCM信号以提高采样率。

    2 前馈纠错确保其后系统中的高质量音频信号。

    3 噪声形成器把量化误差排除在音频带外。

    4 根据上一级(噪声形成器)的输出形成PWM信号。

    5 H桥(开关方式采用MOSFET)为负载提供电流。

    6 由一个简单滤波器(由两个电感和两个电容构成)对PWM进行解调,并给扬声器输送高质量的音频信号。

    随着TacT Audio推出一款名为Millennium的发烧及放大器,音响行业第一次感受了纯数字音频放大器。这种放大器是根据等比特技术设计的。

    在该系统中,总谐波失真(THD)很低且与频率无关。另外,纯数字音频放大器不受模拟噪声及交流声的影响。其独特的结构设计使得通过改变H桥电源电压在数字或模拟域中实现音量控制更具灵活性。

使用数字放大器的原因

   
对于小型产品,数字放大器除了提供极高质量的音频信号外,还具有功效高、体积小、重量轻、散热少等优点。高功效意味着可延长电池寿命,并使产品的体积最小、重量最轻,由于不需要散热片,这种小型化可以实现。另外由于所需的功率只比提供给负载的稍微多一点,故电源也可更小。总的来说,机壳会更小,结构上也不用考虑太多散热问题,设计更加灵活了。最佳内部结构可符合EMI要求且不再需要特殊屏蔽。

    音频信号曲线现在已从模拟完全转向数字了。因此,数字放大器也会与PC或其它数字设备一样在相对较短的时间内有巨大的改变。消费者可以预计这种放大器会成为含有对解码、3D、均衡及音量、音调控制等进行数字音频处理能力的单一、完整器件。

    更重要的是随着这种放大器性能的不断改进,其大小及成本会进一步降低。换句话说,小型产品的消费者将可享受到现在只有最富有的发烧友才能享受的高质量音频信号,如所谓“旧时王谢堂前燕,飞入寻常百姓家”。

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/dsp/200605/2886.html
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