D類放大器如何彌合高解析音質(zhì)AB類放大器的差距

不合格的車輪和輪胎會(huì)降低賽車高度優(yōu)化、高性能發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，這種情況并不罕見。該發(fā)動(dòng)機(jī)必須具有更加十足的動(dòng)力才能彌補(bǔ)整個(gè)系統(tǒng)性能受到的影響。

這一類推同樣適用于高性能音頻及選擇驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器用放大器。多年來，AB類放大器被選作具有高清晰度（HD）音頻的放大器。音頻D類放大器被認(rèn)為是不合格的，因?yàn)樗麄儾⑽礉M足HD音頻的所有要求。但現(xiàn)在情況不同了。

高清晰度或高分辨率音頻指的是質(zhì)量高于16位（光盤除外）和采樣率大于44.1kHz的音頻，如圖1所示。

圖1：一些音頻格式的動(dòng)態(tài)范圍和帶寬

在HD音頻中，數(shù)字前端包括帶32位音頻數(shù)據(jù)通道、音頻采樣率≥96kHz和集成24位超低噪聲數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）的數(shù)字信號(hào)處理器。較高位計(jì)數(shù)提高了信噪比（SNR）和動(dòng)態(tài)范圍（DR），提供更好的分辨率（>97分貝），這樣可聽到極小但不失真的聲音。更快的采樣率產(chǎn)生超出人耳聽力范圍（> 22kHz）的更高帶寬（采樣率/ 2），但編碼更多聲音信息用于精確再現(xiàn)。

驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器的音頻放大器處在后端，在此，音頻性能和安全性得以實(shí)現(xiàn)和評(píng)估。系統(tǒng)具有多種聲音增強(qiáng)和聲音補(bǔ)償處理算法，如均衡、動(dòng)態(tài)范圍控制、聲場(chǎng)空間化和3D效果。不過，即使具備所有這些處理能力，作為補(bǔ)充的音頻放大器還必須滿足特定的HD音頻規(guī)范，包括：

一個(gè)SNR和DR>97分貝。

總諧波失真和噪聲（THD + N）<-80dB。

帶寬（BW）> 22kHz。

HD音頻放大器連同這些算法一同創(chuàng)建了一個(gè)和諧的工作系統(tǒng)，其中數(shù)字工程師不必手動(dòng)運(yùn)行大型處理算法補(bǔ)償音頻放大器。畢竟，并沒有更好的數(shù)字替代品來替代極佳的高性能模擬放大器。事實(shí)上，擁有高性能的模擬放大器可通過較小/較簡(jiǎn)易/更廉價(jià)的數(shù)字發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)相同或更高的性能。

相比THD為0.005％（-86dB）的同類輸出功率AB類放大器，前幾代D類放大器實(shí)現(xiàn)0.03％的THD + N（-70dB），如圖2所示。圖3所示為相同的對(duì)比結(jié)果，但它采用了TI最新的高功率D類放大器。先前，D類放大器不被認(rèn)為可用于HD音頻解決方案，即使D類放大器往往在高功率電平條件下的效率高出1.5倍，因此與同類輸出功率AB類放大器相比，其對(duì)散熱要求不是太高。

圖2：高功率AB類THD與功率性能

圖3：TPA3251D2 THD + N和功率性能

TI最新一代高功率D類放大器通過創(chuàng)建具有數(shù)字引擎的共生關(guān)系，同時(shí)高效地將增強(qiáng)音質(zhì)傳送到揚(yáng)聲器來提升HD音頻系統(tǒng)的整體性能和效率。該TPA3251D2及其設(shè)備系列提供了0.002％（-94dB）THD + N，100dB信噪比和100kHz帶寬，同時(shí)輸出功率> 70W。這一產(chǎn)品系列與超低噪音和音頻采樣率高達(dá)192kHz的系統(tǒng)兼容。此外，內(nèi)置保護(hù)功能可在HD音頻世界安全驅(qū)動(dòng)。

如圖4所示的TIDA-00874演示TPA3251D2以及高清系統(tǒng)數(shù)字引擎之間的共生、和諧關(guān)系。若您有興趣設(shè)計(jì)D類放大器，TIDA-00874，TI Design參考設(shè)計(jì)庫將TPA3251D2 D類音頻放大器與PCM5242音頻DAC配對(duì)，并通過高達(dá)192kHz的采樣率提供碼流多個(gè)數(shù)字輸入音頻格式的能力，用于增強(qiáng)型聲學(xué)體驗(yàn)。

圖4：TIDA-00874與TPA3251D2和PCM5242

審核編輯：郭婷