數(shù)字放大器的種類及其應(yīng)用

 
 

　　數(shù)字放大器（又稱丁類放大器）是一種利用開關(guān)技術(shù)放大音頻信號的音頻功率放大器。這種放大器在二十世紀(jì)七十年代就已問世，但由于音質(zhì)方面的原因，在當(dāng)時并未形成氣候。時隔二十多年后，隨著電子技術(shù)和元器件制造工藝的進(jìn)步，人們對環(huán)境保護(hù)意識的增強(qiáng)，數(shù)字放大器重新崛起。由于數(shù)字放大器的功率放大級工作于開關(guān)狀態(tài)，放大器具有小型、輕量、能源利用效率高、輸出功率大、發(fā)熱量小等諸多優(yōu)點(diǎn)，已成為音頻功率放大器的主要發(fā)展趨勢。為了迎合這一發(fā)展趨勢世界上很多半導(dǎo)體生產(chǎn)廠家都開發(fā)出了專門用于數(shù)字放大器的不同用途的專用集成電路。其中包括只含丁類輸出級的集成電路、模擬信號輸入的PWM處理器（驅(qū)動集成電路）、數(shù)字信號輸入的PWM處理器（驅(qū)動集成電路）以及將驅(qū)動電路和輸出級全部集成于一塊芯片的單片全集成電路，以滿足構(gòu)成各種不同用途的數(shù)字放大器時的需要。應(yīng)用時應(yīng)根據(jù)其用途選擇不同的集成電路。 

（1）制作耳機(jī)放大器 

　　考慮到耳機(jī)所需的功率不大，所以電源電壓不必用得過高，只需小于5V就可以了。為了減小放大器的體積，應(yīng)選擇全部電路都集成于一塊芯片的單片全集成電路。例如選用新日本無線公司生產(chǎn)的NJU8721、NJU8725，TI公司的TPA2000D4等。 

（2）制作驅(qū)動小型揚(yáng)聲器的功率放大器 
　 
　　這種場合可選用輸出功率在1W～10W的單片全集成電路。這類集成電路有雅瑪哈公司的YDA131-E，Tripath公司的TA2021、TI公司的TPA2000D2，ST微電子公司的TDA7480等。在這些放大器集成電路中，有的集成電路即使用4節(jié)5號電池給放大器供電，也能讓揚(yáng)聲器在24小時內(nèi)輸出足夠的音量。

（3）制作數(shù)字信號輸入型的數(shù)字放大器 

　　在此場合可將數(shù)字輸入的PWM處理器和丁類輸出級集成電路組合起來。也可以采用數(shù)字輸入PWM處理器與柵極驅(qū)動器組合再加上大功率MOS-FET的組合方案。但是對后一種方案來說，必需使用理想的穩(wěn)壓電源。

　　由于PWM信號的詠沖寬度的分辨力是有一定限度的，會隨之發(fā)生量化噪聲，所以必須使用三階以上的高階 型噪聲整形等降低音頻帶域聲的技術(shù)。 

（4）制作模擬信號輸入型的數(shù)字放大器

　　此時應(yīng)選用模擬輸入PWM處理器，先將模擬信號變換成PWM的數(shù)字信號。然后再經(jīng)丁類輸出級或者柵極驅(qū)動器加上MOS-FET放大后輸出。 

　　由于通常都接有負(fù)反饋，對電源的要求不必太高。采用電源變壓器的電容輸入型整流電路的電源就足夠了。 

（5）輸出功率大于100W 

　　在此場合，丁類輸出級集成電路已無法滿足大功率輸出的要求，得使用柵極驅(qū)動集中電路和MOS-FET的組合方式。此時選擇MOS-FET非常關(guān)鍵。應(yīng)盡量選用該柵極驅(qū)動集成電路數(shù)據(jù)表中所推薦使用的MOS-FET。最近，日本三洋電機(jī)開發(fā)出了專門用于功率級的混合集成電路STK210-030 。  
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