雖然以前的音頻技術(shù)效果不錯(cuò)，但它們所采用的都是模擬音源�，F(xiàn)在，幾乎所有的音源都是數(shù)字的，因此我們有必要重新審視傳統(tǒng)放大方法的基本原理，看其是否足以滿足如今的數(shù)字音源。
目前的數(shù)字音頻放大器并不能滿足超清晰全16bit音頻的要求。競(jìng)爭(zhēng)又不斷促使數(shù)字電視系統(tǒng)、家庭影院、平板電視和DVD系統(tǒng)的零售價(jià)格下降，但這些產(chǎn)品中音頻放大系統(tǒng)的BOM成本卻保持不變。
由于幾乎所有的音源都轉(zhuǎn)向了數(shù)字格式和媒體，因此需要新的音頻放大方法以滿足消費(fèi)者對(duì)小型化、低價(jià)格和品質(zhì)更好的音頻產(chǎn)品的需求。這種新方法需要具有數(shù)字輸入，而且功耗要更低、發(fā)熱要更少、并更能節(jié)省總體成本。
音頻放大技術(shù)的發(fā)展歷程
上世紀(jì)50年代開(kāi)發(fā)成功的晶體管代表著音頻放大技術(shù)的巨大飛躍。但晶體管技術(shù)至少有兩個(gè)重大缺陷。盡管它比電子管更有效率，但實(shí)際上基本未觸動(dòng)上游信號(hào)。第二個(gè)問(wèn)題是，要想經(jīng)濟(jì)性的批量生產(chǎn)晶體管，就必須大幅放寬這些元件的誤差標(biāo)準(zhǔn)，從而導(dǎo)致信號(hào)失真上升或者音質(zhì)下降。當(dāng)時(shí)由于使用的是質(zhì)量相對(duì)較低的存儲(chǔ)媒體、不夠完美傳輸和接收技術(shù)，音質(zhì)下降的問(wèn)題還不太明顯，但現(xiàn)在情況已完全不同。
集成電路的發(fā)展為提高音質(zhì)提供了一個(gè)物美價(jià)廉的手段，并有力促進(jìn)了電子產(chǎn)品的小型化。模擬放大器是絕對(duì)線性的，由于電源總處于接通狀態(tài)，會(huì)消耗大量的電力，因此必須使用大量的散熱器件。
這種幾乎不考慮能耗問(wèn)題的做法根本不適合目前電池供電的產(chǎn)品和外形小巧的家庭音響及家庭影院系統(tǒng)。由于所有的音源都是模擬的，聽(tīng)得見(jiàn)的背景噪聲限制了可重復(fù)的動(dòng)態(tài)范圍。令人高興的是，嘶嘶的背景噪聲對(duì)動(dòng)態(tài)范圍的限制作用遠(yuǎn)不如突發(fā)噪音那么厲害。
數(shù)字時(shí)代提出了新的要求
現(xiàn)在我們幾乎完全進(jìn)入了數(shù)字時(shí)代，唱片和磁帶開(kāi)始早已讓位于光盤(pán)。市場(chǎng)希望在更小的器件上存儲(chǔ)更多的音樂(lè)，這種需求催生出MP3等壓縮技術(shù)，進(jìn)而需要數(shù)字放大器電路來(lái)滿足這些新型媒體。
早期的數(shù)字放大器與模擬音源配合得很好，在某種程度上與數(shù)字音源的配合也不錯(cuò)，但最多只能生成分辨率為12-13.5bit的音頻。家庭影院、數(shù)字音頻接收機(jī)和PC游戲等先進(jìn)的娛樂(lè)系統(tǒng)需要全16bit的音頻重現(xiàn)，以支持市場(chǎng)所要求環(huán)繞聲、回響和音樂(lè)廳效果。
典型的D類數(shù)字放大器，有些具有模擬輸入，有些具有數(shù)字輸出，不能滿足上述目標(biāo)。因?yàn)楸M管它們成本低、效率高，但缺乏生成精確音頻所需的分辨率。而且，這些元件甚至不能滿足CD機(jī)、DVD影碟機(jī)等普通的娛樂(lè)設(shè)備的要求。
利用光盤(pán)發(fā)行數(shù)字音頻，消除了音頻信號(hào)在格式方面的一個(gè)弱點(diǎn)。最終，家庭中都可以實(shí)現(xiàn)影院級(jí)音質(zhì)。按字面理解，數(shù)字音頻是沒(méi)有噪聲的。它是被作為一系列的“0”和“1”加以處理的，沒(méi)有給可能引起微小失真的噪聲留下任何空間。
但另外一個(gè)問(wèn)題仍然存在：模擬放大所必需的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)對(duì)尺寸、成本和質(zhì)量的影響。
現(xiàn)在，新技術(shù)使得整個(gè)音頻處理鏈都保持純數(shù)字形式。具有數(shù)字輸入的純數(shù)字放大器，使得在信號(hào)路徑中不再需要使用DAC，而是直接把干凈的數(shù)字輸入在音箱終端轉(zhuǎn)化成干凈的功率。
直到最近，才在高檔、昂貴的音響系統(tǒng)中見(jiàn)到端到端的數(shù)字放大器。幾乎所有的早期數(shù)字放大系統(tǒng)都需要利用兩芯片方案，同時(shí)需要大量外部元件。這種兩芯片方案的成本和尺寸在很大程度上妨礙了它在主流市場(chǎng)中的應(yīng)用。
盡管現(xiàn)有的D類數(shù)字放大器較以前的技術(shù)有所改善，但它們?cè)谝糍|(zhì)、封裝、性能、價(jià)格和核心技術(shù)方面未能取得重大改進(jìn)。
新的E-Bridge方案
這是一種新的、架構(gòu)簡(jiǎn)單的數(shù)字放大器方案。它的首要特點(diǎn)是改善了音質(zhì)。為了生成精確的音頻，輸出晶體管需要在動(dòng)態(tài)范圍的兩端都能同樣出色地工作，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的功率分配。新的架構(gòu)技術(shù)不再忽視細(xì)節(jié)，而是額外增加了一套輸出晶體管。這些晶體管可以更加精確地控制音頻信號(hào)的輸出。這種單芯片解決方案通過(guò)采用一個(gè)簡(jiǎn)單但功能強(qiáng)大的內(nèi)部控制邏輯系統(tǒng)改善音頻輸出，把微調(diào)控制與原始功率結(jié)合在一起。
這種數(shù)字放大新方式可生成極其精確的功率輸出，進(jìn)而產(chǎn)生極其準(zhǔn)確的音頻。這種非凡的精度也意味著現(xiàn)在數(shù)字放大器能夠真正實(shí)現(xiàn)環(huán)境模擬和環(huán)繞聲等特殊效果。
與傳統(tǒng)D類放大器架構(gòu)不同的是，這種新架構(gòu)省略了復(fù)雜的反饋回路和DSP，顯著簡(jiǎn)化了放大過(guò)程。因?yàn)檫@種架構(gòu)從根本上來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，所以這種開(kāi)放回路方案也便于以更低的成本和更小的占位面積進(jìn)行集成，因此有助于產(chǎn)品小型化，并有利于進(jìn)一步縮小平板電視的厚度。
同時(shí)，由于節(jié)省了熱量管理，新方案所需的配套器件更少。
作為下一代數(shù)字音頻放大技術(shù)，這種非傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單輸出級(jí)概念實(shí)現(xiàn)了真正的功率DAC。這種技術(shù)最終使開(kāi)關(guān)放大器成為純數(shù)字娛樂(lè)設(shè)備可接受的方案，使它們能夠充分發(fā)揮其核心能力。這種新方案技術(shù)也將使真正的16bit全數(shù)字音響系統(tǒng)成為可能。 |
