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数字功放的输出底噪难题
禁不住网传的数字功放之神奇，忍不住淘宝了两片数字功放成品板，芯片分别为TAb，一块号称日本外贸版，用料相对扎实，另一块用料一般，但也不算太差。接上音箱试听，声音没什么特别的，公平起见，与功率差不多的lm1876对比，2024的中高频尚可，低频明显较差，功耗超低，长时间推6.5寸大喇叭也勿需散热，最难以忍受的是底噪偏大。接同样音箱，我diy的官方标准线路lm1876板，耳朵贴到扬声器（1cm内），才听到轻微的底噪声；ta2024，耳朵距扬声器20厘米左右，就能听到明显的底噪声，既有高频的sss声，也有低频的嗡嗡声。
&&认真分析了2024的pdf，还查阅了相关使用心得文章，对两块2024板进行了打磨。为更好说明，参见ta2024的官方文档截图。
&&打磨项目：
&&1、换ic退耦电容（c6-c7，c18-c19）。官方推荐使用高速低阻的松下hfq或fc电容，180u电解+0.1u。我用了三种组合：松下Fm470u+ero0.1u+0.01u；日化kze470u并联940u+ero0.1u；三洋oscon180u+0.1u。
&&2、输出过滤。为过滤高频杂讯，官方文档推荐三处输出讯号过滤：一是输出电感L8与C27、D5构成的LC滤波，二是C12与R9构成Zobel网，三是C29，文档称过滤Differential noise。此外，2024b多了C8、C10两个输出对地电容，文档未说明此电容干嘛用，推测也是过滤讯号。为去掉高频杂讯，我补全了所有输出小电容。
&&3、电源。专门diy了一个lm338稳压电源，5A输出能力，松下fc4700u并联滤波，足够2024用了。电源用了两种方案，一种是传统变压器整流滤波，另一种是开关电源，联想、惠普笔记本的19v-4.74A电源适配器，输出再滤波后经lm338稳压到12V，供电给2024。
&&4、此外，还参考烧友文章，原来1u的普通电解cpump（Charge pump input capacitor）换上更好的音频专用4.7u电容，普通0.1u的BIASCAP decoupling capacitor换成RIFA的PHE426。接地也试了几种方案，大电容负端接地、信号输入端接地、星状接地。
&&唯一没测试的就是换电感，因为两块2024板输出均采用所谓发烧级的红色磁环电感，这个东东也不好屏蔽。
&&打磨后试听：
&&中高频解析力提高了一些，听女声有种特殊迷人味道，但还谈不上有多惊艳，中频与Lm1876差不多，高频解析似乎比1876好一点，低频还是不行，软、硬、空。音色等主观的东西就不多说了，最烦人的还是底噪无法消除，远达不到1876水平。大概耳朵距扬声器10厘米就很明显，接方牛、接开关电源都有，开关电源高频底噪更大些。
消除底噪，传统功放ic很好办，无非是电源、退耦、输出低通、接地，参照官方文档一弄就ok。但这个数字功放芯片怎么就这么难搞定呢。还有什么因素没注意到，还是数字功放本身就存在这个问题。2024的文档说，数字功放芯片工作在较高的开关频率状态，原理是把模拟信号转化为数字信号，放大后再通过LC低通恢复模拟信号输出，这样转来转去的，高频噪音在所难免。所以对电路板走线等要求特别高。理论上，布局设计好，屏蔽措施跟上，LC等元件质量没问题，输出不该有这么大底噪的。有一篇文章说，数字功放要用两级LC滤波，输出噪音才小得多。但这太麻烦了，要改板，还有两级LC，怎么计算取值，也是个大难题。
&&不知道其他有使用经验的烧友，在数字功放抑噪方面有什么好办法。
&&都21世纪了，本人绝对支持低碳，超低功耗的数字功放芯片理论上是大有前途的，期待几大国际ic公司尽快推出更好的数字功放芯片。
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10:13 上传
ta20**都有轻微高频底噪，如何很大，估计是设计问题了。
数字公放理论上应该没底噪吧,我是这么理解的.实际什么样没研究过
楼主，要认识到，你的任务难度非常的大：
1，数字功放本身信噪比不如普通AB类功放，优势在效率，所以不可将自己的短处和别人长处比，更不可试图超越。
2，数字功放布线、选件非常关键，尤其是布线，如果按数字电路布线，不论怎样选发烧元件也是徒劳的。如果打磨后，信噪比比标称低很多，估计布线有问题，楼主就不好办了。
引用第3楼cxz-cj于 18:21发表的 :
楼主，要认识到，你的任务难度非常的大：
1，数字功放本身信噪比不如普通AB类功放，优势在效率，所以不可将自己的短处和别人长处比，更不可试图超越。
2，数字功放布线、选件非常关键，尤其是布线，如果按数字电路布线，不论怎样选发烧元件也是徒劳的。如果打磨后，信噪比比标称低很多，估计布线有问题，楼主就不好办了。
其实D类一般都具有很低的音频噪声特性；
布线要非常考究这倒是真的，我们一般做EVB都是自己LAYOUT, 公司PCB LAYOUT组的MM干不了这活儿[s:5]
楼主可以下载一个NAD M3数字功放的说明书，注意这个功放混乱且复杂的输出部分，看看能不能抄袭下来。
引用第4楼ortho于 22:07发表的 :
其实D类一般都具有很低的音频噪声特性；
布线要非常考究这倒是真的，我们一般做EVB都是自己LAYOUT, 公司PCB LAYOUT组的MM干不了这活儿[s:5]你说的都是纯理论值吧。
不知你对比过楼主说的两种芯片datasheet信噪比没有，同样测试条件下，1W、8欧、A率，LM1876是98dB，而TA2024只有89dB，相差很大。
要注意，这是A率，官方PCB下的指标，如果不是A率，用户设计PCB，会怎样？由于数字功放带外噪声远比线性功放高，PCB设计要求又非常高，这个差距只会变得更大。
楼主已经验证了这个差别：1cm听不到噪声和20cm噪声明显的差别，这个差距恐怕已经远不止官方9dB差别了，按经验有20dB了。
就像开关电源波纹噪声理论上很低，实际商品很难做到一样，即使有些上到MHz频率。
当然，不排除某些设计非常优良的D类功放，做到了非常高的信噪比，但系统成本肯定不低，对比口径就不同了，和普通消费者关系不大。
支持c大的观点。
数字放大音频信号效率是其长，音质是其短。信噪比要做好后端的滤波要下大功夫。但做好信噪比后同时还要拥有好音质则难求。
是啊－－理论与实际经常会出现差异，音响diy的老问题。有时数据很漂亮，指标很完美，实际听感却不是那么回事。
&&回头再说数字功放输出滤波问题，我用TI的tina仿真模拟，发现LC滤波与阻容滤波共用时，会在50-100KHz频段出现一个恐怖的尖峰，好像LC滤波本身就存在谐振问题。电子学高手请多指导。
数字的本来高频就有峰，低通没滤干净，
低频是因为空心电感饱和？
失败的LAYOUT，鉴定完毕。 [s:2]
引用第6楼cxz-cj于 10:17发表的 :
你说的都是纯理论值吧。
不知你对比过楼主说的两种芯片datasheet信噪比没有，同样测试条件下，1W、8欧、A率，LM1876是98dB，而TA2024只有89dB，相差很大。
要注意，这是A率，官方PCB下的指标，如果不是A率，用户设计PCB，会怎样？由于数字功放带外噪声远比线性功放高，PCB设计要求又非常高，这个差距只会变得更大。
楼主已经验证了这个差别：1cm听不到噪声和20cm噪声明显的差别，这个差距恐怕已经远不止官方9dB差别了，按经验有20dB了。
TRIPATH没有测试过
但是TI和鄙家的中功率产品一般 A-weighting值在50~150uV (20Hz-20kHz)之间
电感本身就产生一个左半平面的零点。。。零点在极点10倍频前面而已，没什么恐怖。。
楼主可以下载一个NAD M3数字功放的说明书，注意这个功放混乱且复杂的输出部分，看看能不能抄袭下来。
跟你说了一遍，当放屁，看看NAD是怎么走线的！
目前还没听得出手上的几个D类功放有可闻的噪声。
在设计D类之前先去好好设计电源去吧，D类就是开关电源的一种，并且对于电源的要求非常高。
感觉D类除了效率　其他一无是处
引用第11楼ortho于 15:38发表的 :
TRIPATH没有测试过
但是TI和鄙家的中功率产品一般 A-weighting值在50~150uV (20Hz-20kHz)之间说说IC什么型号或者什么产品。
如果是A-weighting值100uV左右，这比线性功放更差啊，不知怎么能得出D类功放有很低噪声特性这个结论？
) 粤公网安备 98号
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　　IT168 应用目前，高清已成流行元素，高清电视、高清电影、高清相机、高清摄像机、高清DV等等，已经不知不觉的融入了我们的日常生活。功放，作为家庭影院的重要组成部分，当然也得向高清升级了。　　如果以这个为界线的，那么，目前市面上的产品就主要分成两个层面，一个是支持高清的次世代功放；一个是DVD时代普通的功放。当然，这样的分类并不是很科学和完整的，因为功放的种类繁多，而且这个分类也只适合于AV功放。　　顶级影院带来顶级的AV享受　　按照用途上来分，我们一般可以分成三大类：专业功放、民用功放、特殊功放。专业功放一般用于会议，演出厅的扩音。而民用功放详细分类又有HI-FI功放、AV功放、KALAOK功放以及把各种常用功能集于一体的所谓综合功放。HI-FI功放又分“分体式”(把前级放大器独立出来)，和“合并式”(把前级和后机做成一体)。 　　光是面对着这么多功放的分类，就算是发烧友都头痛，更何况是普通消费者。而且每个领域的产品都有十数个知名品牌厂家的数十上百款产品，不知名的就更加不计其数了，面临这么多鱼龙混杂的产品，如果不了解的，想选购也不知道该如何下手了。更何况还要了解它们的参数、特性、指标等，那就真的很困难了，因为每个领域的产品都有自己的标准，而且每个厂家还各有自己标准。就如输出功率这个参数来说，日系的功放一般都是100-200W左右的，但是欧美系的多是60-100W左右的，是不是150W的日系功放就一定比80W的欧美系功放输出要大呢?或许表面上是如此，但这在实际中就未必了，因为日系功放多存在虚标的情况，所以光看参数是不行的。那应该怎样选择呢?主要看那些指标呢?怎样看呢?下面我们就以家庭影院中最常见的AV功放为例子进行讲解，旨在抛砖引玉，希望各位举一反三。　　多声道AV功放，俗称家庭影院功放　　AV功放，顾名思义A(audio)表示音频、音响，V(video)表示音频、图像，因此AV功放是汇集了音频和两种信号处理的视听放大器，主要用于和影像源相配合、产生视听合一的效果、以营造声场为主要设计目的、专门供家庭影院使用。它通过其内部的延迟、混响处理电路来控制放音时各声道之间的延迟时间，通过调整延迟时间的长短来模拟出各种听音环境下的声场。高保真Hi-Fi功放的技术指标主要有输出功率、谐波失真、信噪比、频率范围、额定阻抗和阻尼系数等，尤其强调了谐波失真和信噪比等;而AV功放虽然也有这些技术指标，但更强调了声道隔离度、延迟时间范围、各种声场模式(DSP系统、家用THX系统，杜比AC-3系统)等指标参数。　　(1)解码格式　　家庭影院系统的核心是环绕声系统。有了环绕声系统，才能在家庭中达到影院中的效果。环绕声系统是多声道回放系统，格式有很多种，不同的格式有不同的特点而且，目前功放的各种声道数越来越多，不仅有5.1、6.1，还有7.1、8.2等。我们都知道，5.1声道一般是指Dolby Digital5.1和DTS5.1两种数字多声道环绕声音频格式。而6.1声道一般指Dolby DigitalEX和DTS ES两种数字多声道环绕声音频格式。这是在5.1的基础上，为了让左右环绕声衔接得更好而增加一路后中间环绕声道，这便形成了6.1声道格式。　　THX认证　　至于7.1声道是指THX Surround EX系统，杜比公司也拥有Dolby Pro Logic IIx技术，该技术能通过复杂的矩阵运算将2声道的音轨分离为7.1声道还原。THX是Lucas公司对电影院的一种认证标准，不是音频格式。当6.1声道的Dolby Digital EX和DTS ES出来后，THX将其进一步演化成THX SurroundEX系统。为了兼容原双向发声的侧声道和再度加强环绕声效包围感，于是在原侧声道的基础上又增加了两只后声道，这就构成了7.1声道。最后，8.2声道目前使用的产品还不多，它是为了加强环绕声场的效果，在Dolby Digital EX和DTS ES的6.1声道的基础上，增加了YAMAHA独家的前置环绕声道(喇叭箱放置在主声道的后上方)，再增加一只重低音输出，后中间环绕声也由单路扩展成两路(与7.1声道的相似)。　　Dolby TrueHD　　以上这些都是DVD时代的各种环绕解码格式系统，这很明显，选择的声道数越多，出来的环绕效果就越连贯紧密，包围感就越强。到了当今的高清次世代，新式的功放就有了新的特点和要求。随着蓝光与HD-DVD的上市，新一代多声道环绕声格式也出来了，包括Dolby Digital plus、Dolby TrueHD以及DTS HD。　　Dolby TrueHD 　　Dolby Digital Plus(DD+)是以7.1声道为起点，取样率从原来Dolby Digital的96-640 kbps扩大到32 kbps-6 Mbps，而且其面向最大13.1声道的环绕而发展。而Dolby TrueHD基于MLP无损技术，包含更高的码率、附加声道、增强的立体声混合支持和广泛的元数据功能(如动态范围控制和对白标准化)。至于DTS HD同样以7.1声道为起点，支持1.5 Mbps以上的高位元比率、取样频率从8-192kHz(16/24 bit)，现在普通DVD影碟所采用的768kbps等压缩技术相比，DTS HD的声音质量将大幅提升。DTS HD的数据流量可以根据要求的声音品质而进行灵活的转换，通过独家的无损压缩技术，DTS压缩的比更小，细节更丰富，提供更高品质的声音记录，最大32声道的环绕输出。　　DTS HD　　最后，大家常说的模拟音场，不论是YAMAHA提倡的DSP模拟音场，还是SONY独家的Digital Cinema Sound，都是模拟电影院与音乐厅空间特性的环绕音效后处理方式。若要以感官的方式来比较两者的不同，多数人认为SONY的DCS较注重声音的包围感，而YAMAHA较注重开阔的空间感，两者可以说是各有所长。　　(2)功率匹配　　AV功放的工作重点是配合视觉效果营造出理想的听音环境，创造逼真的方位感、临场感和震憾感。因此，AV功放的设计侧重点更在乎于表现对白的清晰度和视听环境的大动态“爆棚”效果，还原或模拟出声画合一的声场定位，制造出各种的声场氛围。这样，不但要求AV功放频率范围尽量宽广、失真度小、信噪比高、瞬态特性好，音质、音色优美动听等等，而且更注重声压级：即在低失真度的前提下，保证足够大的输出功率。　　功率强劲的多声道AV功放　　功放输出功率的单位为瓦(W)，由于各厂家的测量方法不一样，所以出现了一些名目不同的叫法。例如额定输出功率，最大输出功率，音乐输出功率，峰值音乐输出功率等。高档AV功放前置主声道的额定功率一般在80W以上，以满足电影院107dB声压级的要求。不过，一些进口AV功放，5-7个声道、每声道总标百余W，总功率上千W，但电源变压器就那么大，真不知道是用什么功率标准算出来的，日系AV最明显，总以6欧来唬人，真正按8欧算出来有实足的100W(每声道就不错了)。用过AV功放的人都知道，大动态时往往显得脚软。故推荐购AV功放，最好选择中档以上，否则形同鸡肋。　　按一般情况下来说，功放的功率是越大越好的。但是功放的主要作用是用于推动音箱，所以这决定于功放必须和音箱进行匹配。但是功放与音箱的配置所涉及的方面很多，例如功放牌号、功率管类型的选择及低灵敏度音箱应配置哪种功放等，很难找到一个统一的标准。而值得注意的是，普遍的发烧友都认为，功放的选定必须由音箱决定，不应该有“功率储备”的概念去配置功放。功放与音箱功率配置的具体标准应该是：在一定阻抗条件下，功放功率应大于音箱功率，但不能太大。在一般应用场所功放的不失真率应是音箱额定功率的1.2-1.5倍左右;而在大动态场合则应该是1.5-2倍左右。　　(3)接口　　传统家庭影院在信号传输上无外乎是通过光纤、同轴和RCA模拟等接口进行的，例如此前的DTS、杜比推出的各种编码都通过光纤和同轴接口传输数字压缩编码给AV功放解码。作为最新一代的数字接口，HDMI已经广泛应用于各种数码产品上，而随着HDMI接口开始在影音产品上的运用和技术的成熟，越来越多的功放也开始使用这种理论上没有损耗的传输方式。而且HDMI本身也经过了3个版本，HDMI最早的接口规范HDMI1.0于2002年12月公布，目前的最高版本是于今年6月发布的HDMI1.3规范。大要注意分清楚，他们的差别和应用很大。例如，Dolby Digital plus、Dolby TrueHD以及DTS HD这些技术仅能够通过HDMI 1.3接口传输，所以大家选购的时候要注意了，只有带这接口的功放才能享受次世代的音乐 。　　HDMI接口　　HDMI的音频信号不占用额外的通道，而是采用和其它辅助信息一起组成数据包，利用3个TMDS通道在视频信号传输的消隐期，以岛屿数据的形式传送。可以提供最高8路，每路采样频率192kHz的高质量音频信号，相比之下，CD音频制式44.1kHz的两声道信号，以及最新的DVD-Audio音频格式96kHz的6声道信号，就逊色很多了。　　(4)声道分离度　　分离度是指AV功放中的环绕声解码器把音频编码信号还原为各个声道信号的能力，也表示放大器每个声道之间信号的相互“隔离”的程度。数值用分贝(dB)表示，dB值越大，说明它们之间的隔离程度越大，放大器还原出来的每个声道之间的声音的相互“串扰”就小，音效就更好。选择AV功放，这个差值越大越好，一般要超过60dB。　　分离度较差的功放会出现声像定位不准、声场不饱满、声像连贯性差等现象。较高的声道分离度是保证准确的音相定位的前提之一。高分离度可以使声场得到扩展，产生更宽广的空间感，同时也使声音定位更加精细准确，高声道分离度使音乐欣赏中的乐器、人声定位、游戏音效定位和影片环绕效果等各方面都得到加强。总之，越高的分离度约能使你得到更宏大的声场效果和更精准的声音定位。　　多声道系统　　(5)讯号噪声比　　讯号噪声比(Signal Noise Ratio)简称讯噪比或信噪比，单位是dB，是指功放输出的有用信号与无用的噪声的比值。目前的功放信噪比指标已完全能应付一般的音乐类节目，所以我们更应关心本底信噪比，可试验一下将功放音量放至最大，听听噪声的大小，当然是越小越好。一台放大器如有高的讯噪比意味着背景宁静，由于噪声电平低，很多被噪声掩盖着的弱音细节会显现出来，使浮音增加，空气感加强，动态范围增大。衡量放大器的讯噪比是好或者是坏没有严格的判别数据，一般来说以大约85dB以上为佳，低于此值则有可能在某些大音量聆听情况下，在音乐间隙中听到明显的噪音。　　(6)延迟时间范围　　凡是组建过家庭影院的朋友都知道，当环绕声音箱摆放到位后，一般还需要对AV功放环绕延时进行调节，使前后音箱的音效浑然一体、完美融合，获得满意的整体效果。这个延迟时间范围是指可调节的扬声器“延迟”允许处理器自动补偿房间大小。如果在后置扬声器比前置扬声器更接近座位的情况下，并未添加短暂的声音延迟，那么就会在前置扬声器之前听到后置扬声器的声音，所以要设置延迟，这时你需要测量每个扬声器到座位的距离，并将这些值输入功放或接收器的“延迟”设置部分中。　　现在一般的接收器和功放可提供米或英尺两种选择，以获得精确的扬声器延迟校准。但是，某些陈旧器材则需要你输入毫秒延迟值。要计算出这些延迟，可使用以下的计算方法：首先，测量左前方扬声器到座位的距离。然后，测量左后方扬声器到座位的距离。你将得到两个数字。这两个数字每相差30厘米，则增加1毫秒延迟。例如，前置扬声器为300厘米 ，后置扬声器为150厘米，即相差150厘米，因此延迟为5毫秒。　　有了好音箱，搭配合适的功放非常重要　　(7)频率响应　　频率响应表示放大器在对不同频率的信号进行放大处理时，对每一种不同频率的信号的放大量的一致性和和灵敏程度，也叫“频率范围”。它的范围越宽，说明更能“照顾”更多频率成分的信号，性能就越优良，它很有实用价值。一般情况下，人能听到的音频信号大约是20Hz~20kHz之间的不同频率、不同波形、不同幅度的变化信号，因此放大器要很好地完成音频信号的放大，所以功放的频率响应至少应达到20Hz~20KHz。但是真正的乐音中含有的泛音(谐波)是有可能超越这个范围的，加上为了改善瞬态反应的表现，所以对放大器要求有更高的频应范围，目前优秀的功放一般都做到10Hz~100kHz的范围。而高级进口功放，低频可从0Hz开始(直流化)，因为功放在满额定功率工作是很少见的，如果放大器工作正常，频率回应一定非常好，几乎是一条直线，通常可远远超出可听音范围(20-20KHz)。　　相关导读：　　你真的知道吗?8大要点全面剖析HDMI接口　　/a03/.shtml　　千万别搞错 功放与音箱搭配连接4大要素　　/a90/.shtml　　音箱内部的奥秘：不得不知的四大关键词　　/a08/.shtml　　【免责声明】本文仅代表作者本人观点，与本网站无关。本网站对文中陈述、观点判断保持中立，不对所包含内容的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。请读者仅作参考，并请自行承担全部责任。
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基于NBDD的高效数字音频功率放大器设计
& 摘& 要：数字音频功率放大器具有体积小、重量轻、可靠性高的特点，但其并非工作在理想状态下。为进一步提高数字功放的效率，通过将双边带三电平自然采样法( NBDD) 脉宽调制技术引入数字功放的脉宽调制设计，并将Dead Time 技术引入开关放大器的设计中，提出了高效数字音频功率放大器的优化设计方案，从而提高了整机的失真度指标，降低了低通滤波器设计阶数、改善了信噪比。
　　0&& 引& 言
　　近年来，随着数字化优势的体现，很多尚未数字化的领域正在逐步加入到数字化的行列中来。数字化处理后的语音信号在到达模拟功率放大器之前，必须进行D/ A 转换，以便被功率放大器放大，因此从完全数字化的进程看，功率放大器数字化模式势在必行。
　　功率放大器通常根据其工作状态分为5 类: 即A 类、AB 类、B 类、C 类和D 类。其中，前4 类均可直接采用模拟音频信号直接输入，放大后将此信号用以推动扬声器发声。D 类放大器比较特殊，它只有通和断两种状态，因此它不能直接输入模拟音频信号，而是需要将信号进行某种变换后再放大。
　　数字音频功率放大技术就是采用了全新的放大体制，功放管工作于D 类开关状态，与传统模拟功放相比，具有体积小、功率大，与数字音源无缝结合、能有效降低信号间的传递干扰、实现高保真等优势，具有广阔的发展前景。
　　本文提出了高效数字功率放大器的优化设计方案,将双边带三电平自然采样法( NBDD)脉宽调制技术引入数字功放的脉宽调制设计中，降低了低通滤波器设计阶数、改善了信噪比; 通过将Dead Time( 死区时间)技术引入开关放大器的设计中，减小了开关放大器的串通损耗和漏源电容损耗。
　　1&& 优化方案实现原理
　　此方案采用的是两个独立的通道，可单独、同时完成信号的数字处理和功率放大，并可桥接成一个通道进行信号的数字处理和功率放大。每个通道工作在半桥工作模式下，又可桥接成全桥工作模式进行工作。其实现原理如图1 所示。
图1&& 高效数字功率放大器原理图
　　输入的模拟音频信号首先经隔离放大器进行放大,同时进行低通滤波。低通滤波器采用的是二阶But terw orth 低通滤波器，截止频率为37 kHz，3 dB 带宽为22 kHz。滤波过后的信号与反馈回来的音频信号一起送到误差放大器进行误差放大，输出放大的误差音频信号。将放大的误差信号和载波信号送到脉宽调制器，进行NBDD 调制产生PWM 信号。载波信号是由三角波发生器产生的高线性度的模拟三角波信号，频率为230~ 280 kHz 可调。PWM 信号插入Dead Time 后送到浮动电源和自举相结合的驱动器进行预放大，放大了的PWM 信号驱动由场效应管组成的半桥开关放大器进行功率放大，输出功率PWM 信号。经开关放大器放大的PWM 信号被采样作为反馈信号送到误差放大器。
　　功率PWM 信号送到低通滤波器还原出模拟音频信号。
　　当需要桥接单通道输出时，只需在两半桥输入端送入等幅反相的音频信号，并将负载接于两半桥输出端即可。
　　为了增加模块的可靠性，设计时同时考虑了各种误操作对模块造成的损坏，并提供了故障指示功能，帮助整机及时准确查找问题，便于模块进行维修。
　　2&& NBDD 调制技术的实现
　　NBDD 调制技术的具体实现如图2 所示。
图2&& NBDD 调制技术实现框图
　　输入的模拟音频信号首先经隔离放大器进行放大,再与反馈回来的音频信号一起送到误差放大器，输出放大的误差音频信号。将放大的误差信号和载波信号送到脉宽调制器，进行NBDD 调制。载波信号是由三角波发生器产生的高线性度的模拟三角波信号，频率为230~ 280 kHz。
　　此处的重点在于实现高线性度的三角波发生器和高速比较器。三角波的非线性会直接影响PWM 调制器的线性度，整机的失真度; 为了能良好的还原音频,PWM 开关频率不能低于200 kHz，因此需要采用高速比较器。调制方式不仅影响到音频带内的性能指标，而且对放大器系统的高频辐射性能( EMC) 有着决定性的影响。因此从音频输入至脉宽编码完成链路上，所采用的音频放大器、误差放大器应具备高的输入阻抗、低的工作电流、宽的增益带宽、快的上升速度、良好的共模抑制比、低的漂移电压等技术指标; 比较器应具备响应速度快、功耗低、输入偏移电压小等特点。
　　3&& 引入Dead Time 的开关放大器优化设计
　　开关放大器的主要特点就是高效，因此其优化设计主要应体现在进一步减小各类损耗，真正体现其高效率的特点。
　　通过串通损耗产生的原理，可以在栅极驱动电压上想办法，在上管完全截止后再让下管开始导通，在下管完全截止后再让上管开始导通，这样就可以减小串通损耗，同时又可以减小结电容Cds 损耗。这种为了解决串通损耗而在两驱动信号之间按& 延迟导通，正常截止 的原则，加入的时间称为Dead T ime( 死区时间) ，原理详见图3。图中分析的是工作在一个开关臂上的两个N 沟场效应管。
图3& 引入Deed T ime 前后信号对比
　　4&& 各项指标测试
　　指标测试主要采用的是国际上通用的音频专用测试仪Audio Precision System One。Audio Precisio nSystem One 是由全球最大的音频测试仪器制造商美国Audio Precisio n 公司制造。
　　电源经电流表送到被测样机的电源插座上; 电源输出的正、负端间并联电压表，电压表和电流表分别用于测试电源输出的电压和电流，从而可以计算出电源输出功率。被测样机的音频输入端接音频测试仪的音频输出端，功率音频输出端分别连接音频测试仪和标准功率电阻，被测样机输出的功率信号送到标准负载上，同时送到音频测试仪上进行分析测试。由计算机控制选择音频测试仪A udio Precision Sy stem One 的输出信号频率、幅度等特性，并选择需要测试的指标，同时将测试结果显示到计算机上。
　　4. 1&& 功能指标测试
　　将模块按正常情况进行连接。如无特殊要求音频输入频率为1 kHz 的正弦波，电源电压为±120 V。测试插座XSZ 的8 脚，如为高电平( + SV) 则表示模块处于保护状态，音频输出脚无信号输出; 如为低电平( OV) 则表示模块处于正常工作状态，音频输出脚有信号输出。
　　测试项目及测试情况分别为：
　　( 1) 静音控制: 输入静音信号，音频输出脚无信号输出，XSZ 的8 脚为高，模块处于保护状态，响应外部静音控制;
　　( 2) 电源过压保护: 将+ 120 V 电源升至+ 128 V,负电源保持不变，模块进入保护状态; 将- 120 V 电源降至- 128 V，正电源保持不变，模块进入保护状态;
　　( 3) 电源欠压保护: 将+ 120 V 电源降至+ 100 V,负电源保持不变，模块进入保护状态; 将- 120 V 电源升至- 100 V，正电源保持不变，模块进入保护状态;
　　( 4) 电源反接保护: 将电源正负反接，模块无损坏进入保护状态;
　　( 5) 电源过流保护: 输出标准负载换为2Ω，加大输入音频信号幅度，当输出功率超过2 800 W 时，音频输出脚无信号输出，XS2 的8 脚为高，模块处于保护状态;
　　( 6) 高温保护: 用高温温箱对模块进行加热，当模块内部温度达到+ 80℃时，音频输出脚无信号输出,XS2 的8 脚为高，模块处于保护状态;
　　( 7) 输出对地保护: 将模块输出音频脚与地短接,音频输出脚无信号输出，XS2 的8 脚为高，模块处于保护状态;
　　( 8) 输出短接保护: 将模块输出音频脚相互短接,音频输出脚无信号输出，XS2 的8 脚为高，模块处于保护状态;
　　( 9) 保护指示: 当模块进入任一保护态时，XS2 的8 脚为高，模块处于保护状态。
　　从以上测试结果可以看出本文数字功率放大器在静音控制、电源过压保护及电源欠压保护等多方面都可以满足稳定工作的要求。
　　4. 2&& 技术指标测试
　　音频输入频率为1 kHz 的正弦波，电源电压为! 120 V。用计算机控制选择音频测试仪Audio Precision System One 的设置，根据不同的指标测试选择测试项，测试结果如表1，图4~ 图6 所示。
图4& 1 000 W/ 4&& 样机频响指标测试结果图
图5&& 1 000 W/ 4&& 样机噪声低电平指标测试结果图
图6&& 1 000 W/ 4&& 样机失真度指标测试结果图
　　4. 3&& 测试结果分析
　　将测试指标与传统模拟功放和国外一流数字功放制造厂家进行对比，结果如表2 所示。由对比结果可以看出样机的各项性能指标与国际知名厂家的专业功放基本一致。
　　高效数字功率放大器优化设计方案通过样机的研制开发验证合理可行，且实现了音频信号高效率、高指标放大，在大功率领域的开发取得了较为理想的效果,采用NBDD 脉宽调制方式，实现了高质量脉宽调制，完美再现脉宽调制波形，失真度指标高，为提高系统可靠性所采取的各种保护措施都取得了预期的效果，提高了系统的可靠性。
表1&& 技术指标测试表
　表2&& 与传统模拟功放和国外一流数字功放制造厂家对比结果
　　5&& 结& 语
　　采用NBDD 调制方式对音频信号进行脉宽调制采样，加入Dead T ime 后，再经由浮动电源和自举相结合的驱动方式对脉宽调制信号进行放大，放大了的脉宽调制信号驱动半桥工作模式下的开关放大器进行功率放大，实现了高效率数字音频功率放大器的优化设计，在方案设计中所采取的各种优化设计取得了一定的效果,分析计算方法合理可行。
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