D類放大器該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降低賽車高度優(yōu)化、高性能發(fā)動機的性能，這種情況并不罕見。該發(fā)動機必須具有更加十足的動力才能彌補整個系統(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)動揚聲器用放大器。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，因為他們并未滿足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)字信號處理器。較高位計數(shù)提高了信噪比（SNR）和動態(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)動揚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現(xiàn)和評估。系統(tǒng)具有多種聲音增強和聲音補償處理算法，如均衡、動態(tài)范圍控制、聲場空間化和3D效果。不過，即使具備所有這些處理能力，作為補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)建了一個和諧的工作系統(tǒng)，其中數(shù)字工程師不必手動運行大型處理算法補償音頻放大器。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。事實上，擁有高性能的模擬放大器可通過較小/較簡易/更廉價的數(shù)字發(fā)動機實現(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類放大器實現(xiàn)0.03％的THD + N（-70dB），如圖2所示。圖3所示為相同的對比結(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，同時高效地將增強音質(zhì)傳送到揚聲器來提升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。

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D類放大器，TIDA-00874，TI Design參考設(shè)計庫將TPA3251D2 D類音頻放大器與PCM5242音頻DAC配對，并通過高達(dá)192kHz的采樣率提供碼流多個數(shù)字輸入音頻格式的能力，用于增強型聲學(xué)體驗。

圖4：TIDA-00874與TPA3251D2和PCM5242

不到十年前，我們認(rèn)為光盤提供的聲音質(zhì)量最高。如今，Golden-Ear音響發(fā)燒友會對16位音質(zhì)嗤之以鼻。伴隨過去十年來更高質(zhì)量音頻快速發(fā)展的是放大器選擇范圍越來越廣。就像我們現(xiàn)在對CD嗤之以鼻一樣，音響發(fā)燒友會對D類放大器嗤之以鼻。然而，現(xiàn)在情況完全不同了。從D類音頻放大器發(fā)出清脆聲音的一個很好示例就是TPA3251D2。這就是我上面提到的相同設(shè)備，它也在CES2016演示，在此，聽眾對他們聽到的音頻贊不絕口。

什么可幫您在系統(tǒng)中提供更高質(zhì)量的音頻呢？此篇博文中，我使用TPA3251D2作為一個示例，其也是設(shè)備的一個系列，包括TPA3250D2和TPA3255。您有使用這些設(shè)備或其它D類放大器的經(jīng)驗嗎？登錄并在下方發(fā)表評論。

其它信息

• 搜索TI整個中/高功率D類放大器產(chǎn)品系列。
• 閱讀TPA3251D2數(shù)據(jù)表。
• 查看TPA3251D2D2PurePath?超高清評估模塊。
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