¿Cuál es la diferencia entre un amplificador de potencia digital y un amplificador de potencia analógico?

La diferencia entre amplificadores de potencia digitales y amplificadores de potencia analógicos

Los amplificadores de potencia digitales funcionan de manera completamente diferente a los amplificadores de potencia analógicos tradicionales, por lo que superan algunas de las deficiencias inherentes de los amplificadores de potencia analógicos y tienen algunas características únicas.

1. Capacidad de sobrecarga y reserva de potencia

La capacidad de sobrecarga de los circuitos amplificadores de potencia digitales es mucho mayor que la de los amplificadores de potencia analógicos. Los circuitos amplificadores de potencia analógicos se dividen en circuitos amplificadores de potencia Clase A, Clase B o Clase AB. Durante el funcionamiento normal, el tubo amplificador de potencia funciona en la zona lineal cuando está sobrecargado, el tubo amplificador de potencia funciona en la zona de saturación, se produce distorsión armónica. y el grado de distorsión aumenta exponencialmente. La calidad del sonido se deteriora rápidamente. El amplificador digital siempre está en la zona de saturación y en la zona de corte durante la amplificación de potencia. Mientras el tubo del amplificador de potencia no esté dañado, la distorsión no aumentará rápidamente, como se muestra en la Figura 1.

Figura 1 Comparación de la distorsión por sobrecarga entre amplificadores de potencia totalmente digitales y amplificadores de potencia normales

Debido a que el amplificador de potencia digital utiliza un circuito de amplificación conmutado, la eficiencia es extremadamente alta, alcanzando 75~ 90 (la eficiencia del amplificador de potencia analógico es de sólo 30 ~ 50), básicamente no hay calor cuando funciona. Por lo tanto, no tiene el consumo de corriente estática de los amplificadores de potencia analógicos y casi toda la energía está reservada para la salida de audio. Además, no hay amplificación analógica ni retroalimentación negativa antes y después, por lo que tiene mejores características de "potencia", buenas. La respuesta transitoria y la "explosión" son muy fuertes.

2. Distorsión de cruce y distorsión por desajuste

Distorsión de cruce por cero del amplificador analógico Clase B, que es causada por las características no lineales del transistor a pequeñas corrientes en la forma de onda de salida. la intersección positiva y negativa (cuando la señal es pequeña, el transistor funcionará en el área de corte y no pasará corriente, lo que provocará una grave distorsión de salida). El amplificador de potencia digital solo funciona en estado de conmutación y no produce distorsión cruzada.

Los amplificadores de potencia analógicos tienen una distorsión inconsistente de la forma de onda de salida debido a características inconsistentes de las válvulas push-pull. Por lo tanto, al diseñar un circuito amplificador push-pull, los requisitos para las válvulas del amplificador de potencia son muy estrictos. . Los amplificadores de potencia digitales no tienen requisitos especiales para la combinación de válvulas de conmutación y se pueden utilizar sin una selección estricta.

3. Combinación de amplificadores de potencia y altavoces

Dado que la resistencia interna del tubo del amplificador de potencia en el amplificador de potencia analógico es grande, al combinar altavoces con diferentes valores de resistencia, el estado de funcionamiento del circuito amplificador de potencia analógico se verá afectado. Efecto del tamaño de la carga (altavoz). La resistencia interna del amplificador de potencia digital no supera los 0,2 Ω (la resistencia interna del tubo del interruptor más la resistencia interna del filtro), lo cual es completamente insignificante en comparación con la resistencia de la carga (altavoz) (4 ~ 8 Ω). por lo que no hay ningún problema de coincidencia con el altavoz.

4. Distorsión de intermodulación transitoria

Casi todos los amplificadores de potencia analógicos utilizan circuitos de retroalimentación negativa para garantizar sus indicadores electroacústicos. En el circuito de retroalimentación negativa, para suprimir las oscilaciones parásitas, se utiliza un circuito de compensación de fase. , lo que resulta en una distorsión de intermodulación transitoria. El amplificador digital no utiliza ningún circuito de retroalimentación de amplificación analógica para la conversión de potencia, evitando así la distorsión transitoria de intermodulación.

5. Localización de sonido e imagen

Para los amplificadores de potencia analógicos, generalmente existe una diferencia de fase entre la señal de salida y la señal de entrada, y cuando la potencia de salida es diferente, la fase La distorsión también es diferente. El amplificador de potencia digital utiliza amplificación de señal digital para hacer que la señal de salida sea completamente consistente con la fase de la señal de entrada, y el cambio de fase es cero, por lo que el posicionamiento de la imagen del sonido es preciso.

6. Actualización

Los amplificadores de potencia digitales pueden obtener alta potencia simplemente reemplazando el módulo de amplificación de conmutación. El costo de los módulos amplificadores de conmutación de alta potencia es bajo y tienen amplias perspectivas de desarrollo en campos profesionales.

7. Depuración de producción

Los amplificadores de potencia analógicos tienen problemas de depuración en varios niveles de puntos de trabajo, lo que no favorece la producción en masa. La mayoría de los amplificadores de potencia digitales son circuitos digitales, que generalmente funcionan normalmente sin depuración y son particularmente adecuados para la producción en masa.

3. La diferencia entre amplificador de potencia digital, amplificador de potencia "digital" y amplificador de potencia "digital"

El amplificador de potencia llamado "digital" sólo utiliza procesamiento de señal digital en el Después de la etapa previa de entrada de la señal de audio analógica o de la señal de audio digital, el circuito integrado de procesamiento de audio digital existente se utiliza para implementar algunas funciones como procesamiento de campo de sonido, retardo digital, reverberación, etc., y finalmente el audio se amplifica. el módulo de amplificación de potencia analógica.

Su diagrama de bloques de circuito típico se muestra en la Figura 2. Como puede verse en la Figura 2, se simulan las interfaces de cada módulo. El diagrama de bloques general del módulo de procesamiento de campo sonoro digital se muestra en la Figura 3.

Figura 2 Diagrama de bloques del circuito amplificador de potencia digital

Figura 3 Diagrama de bloques principal del módulo de procesamiento de campo sonoro digital

Aunque actualmente todos los fabricantes de circuitos integrados han lanzado al mercado digital Procesamiento de campo sonoro, karaoke digital y circuito integrado de decodificación Dolby digital. Sin embargo, dado que los amplificadores de potencia actuales solo pueden recibir señales de audio analógicas, las interfaces de cada circuito integrado son en su mayoría analógicas, lo que requiere conversiones repetidas de analógico/digital y digital/analógico, lo que introducirá ruido de cuantificación y empeorará la calidad del sonido.

Además de la interfaz para los altavoces (esto se debe a que los altavoces actuales solo pueden aceptar señales de audio analógicas), las señales de audio se procesan como señales digitales dentro del amplificador (incluida la amplificación de potencia); deben convertirse en señales digitales antes de poder procesarlas.

La introducción de amplificadores de potencia digitales en una era en la que el audio digital ya está disponible probablemente tendrá un impacto significativo en el desarrollo de la tecnología de audio