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运算放大器

D级放大器如何弥补与高分辨率AB级放大器的差距

发布日期:2022-04-17 点击率:48


  拥有高度优化和高性能引擎的赛车,因为不合格的车轮和轮胎影响性能,这并不罕见。在这种情况下,引擎必须更加费力地运行才能弥补车轮和轮胎的缺陷,而且赛车整个系统的性能也会受到影响。

  同样的道理也适用于高性能音频和驱动扬声器的放大器选择。多年以来,人们一直选择AB级放大器作为高清(HD)音频的放大器。音频D级放大器被认为是不合格的,因为它们不能满足高清音频的所有要求。但这种情况已经改变。

  高清或高分辨率音频是指音质在16位以上(超过激光唱片的音质),取样率大于44.1kHz的音频,如图1所示。

图 1:一些声频格式的动态范围和带宽

  在高清音频中,数字前端包括带有32位音频数据路径的数字信号处理机、不低于96kHz的音频取样率和集成的24位超低噪声数字模拟转换器(DAC)。更高的位数改进了信号噪声比(SNR)和动态范围(DR),提供了更好的分辨率(>97dB),从而使极小的声音也能被听见且不失真。更快的取样率能实现高于人耳听力范围(>22kHz)的更高的带宽(取样率/2),且能编码更多声音信息,从而进行准确复制。

  驱动扬声器的音频放大器位于数字后端,在这里可以实现并评价音频的性能和安全性。系统中包含一些声音增强和声音补偿的处理算法(如均衡算法、动态范围控制、声场空间定位和3D效果)。但即使拥有所有这些处理能力,补充这些性能的音频放大器仍必须满足特定的高清音频规格,包括:

  -- SNR和DR > 97dB。

  -- 总谐波失真+噪声(THD+N) < -80dB。

  -- 带宽(BW) >22kHz。

  高清音频放大器结合这些自动算法,产生了一个和谐运行的系统,这样,数字工程师就不必手动运行大型处理算法来弥补音频放大器的不足。毕竟,高性能模拟放大器没有很好的数字替代品。事实上,高性能模拟放大器在配备更小/更简单/更便宜的数字引擎的情况下可实现相同甚至更高的性能。

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