數字功放和模擬功放優缺點

電子製作網的老鐸先生認為，由於d類數字音訊放大器技術十分成熟，準備在一段時間內設計一些比較有代表的d類數字音訊放大器電路和放大器專用的音響電源供大家學習和製作。

d類數字音訊功率放大器的電源成本及散熱成本優勢

廠家在計算功率時並不以聲音內容做標準，而延用傳統的正弦波訊號當輸入。如以正弦波訊號而言ab類功率放大器與d類功率放大器的功率效率各約為45%及 80%。如果以15w×2來計算d類功率放大器的總**功率約為30w/80%=37.

5w，ab類功率放大器的總**功率約為30w/45%= 66.7w，所以使用d類功率放大器可節省將近30w的功率。由於功率放大器的電源由電源器件所提供，因此d類功率放大器的電源器件成本將大大降低。

同時電源器件的散熱器及功率放大器散熱器的成本及電路版空間的成本都有很大的降低。

數字功放由於工作方式與傳統模擬功放完全不同，因此克服了模擬功放固有的一些缺點，並且具備了一些獨有的特點。

1. 過載能力與功率儲備

數字功放電路的過載能力遠遠高於模擬功放。模擬功放電路分為a類、b類或ab類功率放大電路，正常工作時功放管工作**性區；當過載後，功放管工作在飽和區，出現諧波失真，失真程度呈指數級增加，音質迅速變壞。而數字功放在功率放大時一直處於飽和區和截止區，只要功放管不損壞，失真度不會迅速增加。

全數字功放與普通功放過載失真度比較

由於數字功放採用開關放大電路，效率極高，可達75%~90%（模擬功放效率僅為30%~50%），在工作時基本不發熱。因此它沒有模擬功放的靜態電流消耗，所有能量幾乎都是為音訊輸出而儲備，加之前後無模擬放大、無負反饋的牽制，故具有更好的「動力」特性，瞬態響應好，「爆棚感」極強。

2. 交越失真和失配失真

模擬b類功放在過零失真，這是由於電晶體在小電流時的非線性特性而引起的在輸出波形正負交叉處的失真（小訊號時電晶體會工作在截止區，無電流通過，導致輸出嚴重失真）。而數字功放只工作在開關狀態，不會產生交越失真。

模擬功放存在推挽對管特性不一致而造成輸出波形上下不對稱的失配失真，因此在設計推挽放大電路時，對功放管的要求非常嚴格。而數字功放對開關管的配對無特殊要求，基本上不需要嚴格的挑選即可使用。

3. 功放和揚聲器的匹配

由於模擬功放中的功放管內阻較大，所以在匹配不同阻值的揚聲器時，模擬功放電路的工作狀態會受到負載（揚聲器）大小的影響。而數字功放內阻不超過0.2ω(開關管的內阻加濾波器內阻)，相對於負載（揚聲器）的阻值（4~8ω）完全可以忽略不計，因此不存在與揚聲器的匹配問題。

4. 瞬態互調失真

模擬功放幾乎全部採用負反饋電路，以保證其電聲指標，在負反饋電路中，為了抑制寄生振盪，採用相位補償電路，從而會產生瞬態互調失真。數字功放在功率轉換上沒有採用任何模擬放大反饋電路，從而避免了瞬態互調失真。

5. 聲像定位

對模擬功放來說，輸出訊號和輸入訊號之間一般都存在著相位差，而且在輸出功率不同時，相位失真亦不同。而數字功放採用數碼訊號放大，使輸出訊號與輸入訊號相位完全一致，相移為零，因此聲像定位準確。

6. 公升級換代

數字功放通過簡單地更換開關放大模組即可獲得大功率。大功率開關放大模組成本較低，在專業領域發展前景廣闊。

7. 生產除錯

模擬功放存在著各級工作點的除錯問題，不利於大批量生產。而數字功放大部分為數位電路，一般不需除錯即可正常工作，特別適合於大規模生產。

三、數字功放和「數位化」功放、「數碼」功放的區別

所謂的「數位化」功放只是在前置級上採用數字訊號處理的方式，在模擬音訊訊號或數字音訊訊號輸入後，採用現有的數字音訊處理積體電路，實現一些比如聲場處理、數字延時、混響等功能，最後再通過模擬功率放大模組進行音訊放大。其典型電路框圖如圖2所示。由圖2可知，其各模組的介面都是採用模擬方式。

而數字聲場處理模組的大致原理框圖如圖3所示。

雖然目前各積體電路廠家都推出了數字聲場處理、數字卡拉ok和數字杜比解碼積體電路。但是由於目前功放大都只能接收模擬音訊訊號，所以各積體電路的介面也大多是模擬的，這就需要反覆地進行模/數、數/模轉換，由此會引入量化雜訊，使音質惡化。

全數字功放除了針對揚聲器的介面以外（這是因為目前揚聲器都只能接受模擬音訊訊號），音訊訊號在功放內部都是以數碼訊號的方式進行處理（包括功率放大）；對於模擬音訊訊號，必須轉化成數碼訊號後才能進行處理。

在已經具備數字音訊的時代推出數字功放，將可能對音響技術的發展產生重大影響。