【音频相关】D类功放是什么鬼？

先谈谈功放的分类！

1. 按放大信号类型分类

• 模拟功放芯片

  • 直接放大连续的模拟信号（如音频信号），保真度高，但效率较低。

  • 代表类型：Class A、Class B、Class AB、Class G/H 等。

• 数字功放芯片（D类功放）

  • 通过PWM（脉宽调制）将信号转换为数字脉冲放大，效率高（可达90%以上），但需滤波还原模拟信号。

  • 应用：便携设备、车载音响、无线扬声器等。

2. 按工作方式（类别）分类

• Class A（甲类）

  • 线性放大，失真极低，但效率低（<30%），发热量大，用于高端Hi-Fi设备。

• Class B（乙类）

  • 效率较高（约50%），但存在交越失真，需推挽电路，少单独使用。

• Class AB（甲乙类）

  • 结合A类和B类优点，效率适中（50-70%），失真较低，广泛用于消费级音频设备。

• Class D（丁类）

  • 开关模式放大，效率极高（>90%），体积小，但需LC滤波，常见于蓝牙音箱、汽车音响。

• Class G/H

  • 动态调整供电电压，效率高于AB类，用于中高端音频设备。

• Class T（Tripath专利）

  • 数字功放的变种，优化音质，曾用于迷你音响系统。

 

为什么D类功放被称为“数字功放芯片”？

D类功放（Class D Amplifier）虽然本质上仍然是模拟-数字混合电路，但常被称为“数字功放”，主要原因如下：

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1. 工作原理类似数字开关电路

D类功放的核心是通过PWM（脉宽调制）或PDM（脉冲密度调制）将模拟音频信号转换为高频开关信号（方波），再通过功率MOSFET开关放大，最后用低通滤波器还原为模拟信号驱动扬声器。

• 输入信号 → PWM调制 → 功率开关放大 → LC滤波 → 输出到喇叭

• 整个过程类似于数字电路中的开关电源或数字信号处理（DSP），因此被称为“数字功放”。

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2. 与AB类功放的对比（模拟 vs. 数字特性）

特性	AB类功放（模拟）	D类功放（数字）
工作方式	线性放大（晶体管工作在放大区）	开关模式（晶体管完全导通/截止）
效率	低（30%~70%）	高（>90%）
发热量	大（需散热片）	小（可无散热片）
信号处理	纯模拟放大	模拟→PWM→放大→滤波
音质	低失真（Hi-Fi）	依赖调制和滤波技术

由于D类功放采用开关调制技术（类似数字电路），而非传统的线性放大，因此被归类为“数字功放”。

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3. 市场宣传和行业习惯

• 早期推广：D类功放刚普及时，厂商为了突出其高效、小型化的特点，将其与传统的“模拟功放”（A/AB类）区分，称为“数字功放”。

• 技术发展：现代D类功放集成数字输入接口（I2S、PCM），甚至内置DSP处理，进一步强化了“数字”属性。

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4. 严格来说，D类功放并非纯数字

虽然被称为“数字功放”，但D类功放的输入和输出仍然是模拟信号，只是放大过程采用开关技术。真正的全数字功放是指：

• 数字输入（如I2S）→ 直接PWM调制 → 功率输出（无需DAC转换）。

• 代表芯片：TI TAS3251、Infineon MA12070。

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5. 总结：为什么叫“数字功放”？

1. 采用PWM/PDM调制（类似数字开关电路）。

2. 高效、低发热，类似数字电源管理IC。

3. 市场习惯区分于传统模拟功放（A/AB类）。

4. 部分高端D类芯片集成数字接口（如I2S），进一步模糊模拟/数字界限。

因此，尽管D类功放并非完全数字化，但由于其开关式放大方式和高效特性，业界普遍称其为“数字功放芯片”。