TA2022和TAS5010数字功放电路图

数字功放是一种新型器件，IC厂商自然不会放过这一商机，相继推出了各具特色的数字功放产品。下面简要地介绍一些有代表性的器件。

TA2022 是Tripath生产的模拟输入立体声集成化调制器和输出级。它的与众不同之处在于，其调制器采用扩频开关模式，而不是固定的频率，因此公司称为“T类” 放大器。该器件在±25电源电压下，每个通道在8Ω负载上可输出25W功率，空闲损耗功率测得为3.4W。TA2022在25W时具有 0.015%THD；60W时上升为0.1%。它封装在SSIP-32塑料封装中，需外加散热器。

Cirrus Logic CS4421）是一个D类控制器，它与一对IR公司的IRCS8001桥式驱动器配合使用。4421O可有3路串行数字音频输入，内置多路开关和主接口，采用 TSSOT-24封装。IRCS8001桥式驱动器采用SOIC-16封装，每个驱动4个IRC8101 MOSFET全桥结构，或2个 IRC8102 MOSFET半桥结构，在8Ω扬声器上获得50W功率。放大器THD在1KH z,1W时为0.01%；满功率时为0.1 % 该放大器组合能获得良好的立体声效果。

ck="window.open(this.src)" style="cursor:pointer" alt="点击看大图" />

直接数字放大（DDX）是Apoget Technolog研发的，由STMicroelectronics特许生产的专用集成电路。该器件结合了 Apogee 次微米CMOS技术和ST双极—CMOS—DMOS（BCD）技术，混合工艺有可能将CMOS器件和功率DMOS器件制作在同一芯片上。 DDX的阻尼三态PWM方案还进一步提高了效率。典型DDX放大器的效率比D类放大器高20%，是AB类放大类的300%。芯片内控制处理功能执行基本 DDX调制以及其它环绕声、音调和音量控制的DSP基信号处理功能。目前商品化器件包括STA304A控制器和两种功放；STA500（2×30W）和 STA505（2×50W）。STA304A可将2个IIS或S/PDIF格式串行数字输入变换为5通道驱动功放的数字信号，嵌入式软件则添加诸如均衡化等其它功能。由于芯片效率极高，STA500组装在Power S036内，兼备表面帖装和功率容量的优点。

ck="window.open(this.src)" style="cursor:pointer" alt="点击看大图" />

TI公司的真正数字功放（TDAA）由TAS5010  PCM-PWM调制器和TAS5100数字功放组成。该系统接受串行PCM数字音频流并变换成3.3V PWM音频流，然后放大成大信号PWM，再经解调后驱动扬声器。TAS5010是基于Equibit技术创新的、高性能、经济实用的24位立体声PCM-PWM调制器。该器件有多种串行输入格式选择：包括左对齐、右对齐、IIS或DSP数据格式，并与AES标准取样速率完全兼容，还可提供去加重功能。5010内部还有一个数字内插滤波器，将音频数据以2倍、4倍或8倍（取决于取样速率）上取样至352.8KHz或384KHz，这个速率就是 TDAA内部取样速率。Equibit调制器则将上取样信号变换为同频率PWM信号，调制器采用完善的专利校正算法来补偿非线性，提高系统的整体性能。 TAS5100是单通道PWM功率音频器件，它由集成栅驱动器、4个匹配的又电气上隔离的增强型N沟功率DMOS晶体管组成，内置保护电路和故障告知电路。由上述二个器件组成的TDAA系统的动态范围大于93dB；TDH小于0.08%（1KHz、6Ω负载、1W~30W RMS）；在8Ω负载上的功率效率大于90%。

数字功放实用化技巧

尽管D类放大器有很多优点，但它自身也存在一些固有的问题，在实际使用时要正确应对。请不要忘记这一基本事实，即D0在放大器是脉冲工作的，对电源质量更为敏感。电源在提供快速变化的电流时不应产生振铃波形或使电压变化。这就要求贮能电容具有极低的有效串联电阻（esr ），因为任何寄生电阻或电感都会阻止存贮电荷快速转移。在电解电容上并联一个小型低esr电容也是无济于事的，因为输出功率是在短时间内突然转移的，所有并联电容都要求有极低的esr。采用开关电源可能是解决问题最有效的方法。这类电源通常工作在较高频率，且带有快速的内置负载，无需后接线性电压稳压器，高频率有助于减少贮能电容，不仅如此，开关电源的效率比线性电源高，能降低冷却的要求。

D类放大器另一个常见的问题是电磁干扰（EMI）。所有连接在输出级的PCD铜走线和电缆都携带着高频大电流，其作用犹如一个天线。减少EMI最简便的方法是让这些连接尽可能地短，有条件的话，电源和输出级应安置在同一PCB上。扬都声器更不好处理。倘若系统设置了内置扬声器，短扬声器电缆是克服EMI的有效手段，还能降低成本。如果扬声器是外置的，电缆长度已超出了设计者所能控制的范围，输出级设置低通滤波器是必不可少的。

低通滤波器会带来又一个权衡考虑，低截止频率不仅抑制EMI，也会衰减音频带的高端成分，高阶滤波器能满足上述要求，但成本过高又让人接受不了，特别是滤波器电感，它要有高品质铁芯才不致于电磁饱合。数字扬声器均衡器提供一种解决方案。当它程控为三重音提升时，有可能采用低截止频率的低阶可重构滤波器，且仍能在音频范围保持平坦的频率响应。对 384KHz速率的PWM信号，为了防止三重音衰减，滤波器截止频率约需45KHz。对EQ三重音提升，截止频率可低至30KHz。EMI则可降低 7dB。