全新數(shù)字架構(gòu)放大器針對高端音頻領(lǐng)域

近來使用轉(zhuǎn)換波形技術(shù)（PWM，脈沖寬度調(diào)制）的音頻放大器發(fā)展得十分迅速。尤其是D類放大器，因?yàn)槠漭^高的工作效率而在應(yīng)用中占據(jù)了主導(dǎo)地位。它可以在移動設(shè)備或者使用電池供電的設(shè)備上產(chǎn)生足夠的輸出能力，也可以通過熱損耗量降低的緊湊型放大器結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較高的音頻功率水平。雖然這類放大器提供的音頻質(zhì)量正在不斷提高，他們?nèi)匀粺o法和用于“Hi-Fi”市場的“傳統(tǒng)”音頻放大器提供的高質(zhì)量音頻相媲美。
Zetex公司研發(fā)了一種新的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，將其命名為Z類放大器。在最近拉斯維加斯舉行的消費(fèi)類電子展覽會上，Zetex演示了這種新型的放大器，音頻市場部經(jīng)理Craig Bell宣布公司獲得了積極的響應(yīng)。他指出那些慣于鑒定音頻放大器缺點(diǎn)的聽眾“如果不被告知這是一個(gè)數(shù)字放大器，他們根本不會意識到這一點(diǎn)”。
這個(gè)新型的設(shè)計(jì)著眼于克服數(shù)字放大器信號鏈中的缺點(diǎn)。雖然D類放大器通過一個(gè)包含PWM發(fā)生器、輸出驅(qū)動和輸出功率開關(guān)的信號鏈處理理想化的方波，但是實(shí)際上方波在每一個(gè)階段都變得越來越不完美。失真可以表現(xiàn)為回音、邊緣速度的變化或者其他退化形式。在D類放大器的輸出端，是一個(gè)用于波形重構(gòu)的LC濾波器（低通），連接著一個(gè)可變負(fù)載的揚(yáng)聲器，設(shè)計(jì)人員并不能精確的知道揚(yáng)聲器的實(shí)際負(fù)載，而且揚(yáng)聲器的負(fù)載隨著聲音頻率的變化而發(fā)生的改變也相當(dāng)之大。在Z類放大器中，Zetex應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是測量輸出信號的失真程度，并據(jù)此產(chǎn)生一個(gè)反饋信號來校正這個(gè)錯誤。失真測量是一種模擬信號領(lǐng)域的技術(shù)，測量的結(jié)果被數(shù)字采樣后反饋到PWM控制器的修整噪音階段。脈沖寬度的失真錯誤根據(jù)時(shí)間平均基礎(chǔ)進(jìn)行補(bǔ)償；其他錯誤則通過測量和調(diào)整每一個(gè)脈沖的整體能量來進(jìn)行補(bǔ)償。Bell解釋說，完整放大器回路使用的傳統(tǒng)負(fù)反饋方法無法被用于D類放大器的設(shè)計(jì)之中，因?yàn)檫@類放大器的信號路徑存在著2ms左右的群延遲。所以，絕大多數(shù)的數(shù)字放大器使用的是開路設(shè)計(jì)。Zetex使用的直接數(shù)字反饋技術(shù)解決了這一缺點(diǎn)，得到了非常低的總諧波失真（THD）效果。這一技術(shù)允許輸出端運(yùn)行在較低的擊穿電流上，從而獲得較高的效率；并且在高阻尼因數(shù)下提供了較低的有效輸出阻抗（Bell宣稱在低頻率的情況下可以達(dá)到幾千的數(shù)量級），以便處理那些“笨拙”的揚(yáng)聲器負(fù)載。這一技術(shù)也取消了對高質(zhì)量電源供應(yīng)的要求，因?yàn)?em>電源裝置的波形缺陷不會再被直接耦合到輸出當(dāng)中。Zetex對使用交叉調(diào)制的20Hz~1kHz范圍內(nèi)的音調(diào)進(jìn)行了測試，Z類放大器在1kHz左右的輸出情況下產(chǎn)生了一些旁帶，但是幅度非常之低，除此以外幾乎沒有其他的調(diào)制或者噪音產(chǎn)生。
Zetex表示，公司將會生產(chǎn)一個(gè)整合的放大器控制芯片，其中包含了數(shù)字反饋機(jī)制，這一產(chǎn)品將在2005年的晚些時(shí)候發(fā)布。
網(wǎng)址：www.zetex.com