D類功放的失真敏感性。注意，這里使用了一個(gè)新詞“失真敏感性”。就是專門針對D類功放的失真度的。推廣D類功放的芯片公司除了喜歡標(biāo)榜“高效率”，還喜歡說D類功放失真度很低，一般不到1%。事實(shí)上，1%的失真度指標(biāo)是非常理想的，AB類功放1%的失真度是幾乎聽不出來的，而國標(biāo)也只是要求在10%以內(nèi)就許可。但D類功放就不行了，1%的失真已經(jīng)能聽出來有些雜音或破音，如果要達(dá)到10%，估計(jì)來聽音的消費(fèi)者已經(jīng)落荒而逃了。所以在失真度方面，D類功放不但沒優(yōu)勢，而是大大的劣勢。
下面重點(diǎn)介紹一種防破音Non-Clip技術(shù)，可以有效地解決D類功放IC失真的問題，從而輕松在便攜式播放器中應(yīng)用D類放大器實(shí)現(xiàn)高保真HI-FI音質(zhì)。
為什么需要無破音（NCN）功能
在一首歌曲中，有的時(shí)段聲音大，有的時(shí)段聲音小，最大聲音到最小聲音的范圍是這首歌曲的動(dòng)態(tài)范圍（Dynamic Range），一般歌曲的動(dòng)態(tài)范圍在40-60dB。下圖是一首普通mp3歌曲的波形曲線。
對不同的音樂文件，如mp3，音量大小也會(huì)有很大的差別，有的mp3音量大，有的音樂音量 小。但是用戶在播放音樂的時(shí)候，通常喜歡增大音量來表現(xiàn)自己的手機(jī)夠“酷”夠“炫”。但是，音量的增加其實(shí)受到了電池電壓和揚(yáng)聲器、音腔的約束，都會(huì) 有一個(gè)最大的不破音輸出幅度，超過了這個(gè)幅度就會(huì)產(chǎn)生削波失真。比如說，當(dāng)電池充滿電時(shí)，電池電壓是4.2～4.3V，這時(shí)就可以播放出比較大的音 量，當(dāng)使用了一段時(shí)間，電池電壓下降到3.6V，那么能播出的最大音量也會(huì)相應(yīng)下降，如果仍然使用4.2V時(shí)的音量設(shè)置，在3.6V的時(shí)候就會(huì)破音失 真，這是電學(xué)方面的影響。另外中使用的揚(yáng)聲器的直徑、動(dòng)態(tài)范圍、頻響特性，音腔設(shè)計(jì)，也對最終音質(zhì)有較大的影響，即便電信號(hào)足夠大，但是聲電轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié) 效率不高，也會(huì)影響最終的音量以及音色。
將上面的音樂放大，如下圖所示：為了避免削波失真，小聲音放不大，和背景噪音混在一起聽不清楚；要聽到小的聲音，將音量加大，大的聲音就發(fā)生削波失真，產(chǎn)生破音，而且信號(hào)削波后會(huì)產(chǎn)生大量諧波，對揚(yáng)聲器造成很大的沖擊，很容易損壞揚(yáng)聲器單元。
由上可以看出，用便攜式播放器播放音樂的時(shí)候，通過簡單的音量調(diào)節(jié)很難在小聲音和大聲音之間折衷。這時(shí)就需要使用防破音Non-Clip技術(shù)，在音量增大的時(shí)候，大聲音也不會(huì)超過最大的不失真幅度。如下圖所示，上面的音樂經(jīng)過防破音Non-Clip處理后，做到了“大而不破”。
防破音Non-Clip功能的實(shí)現(xiàn)
防破音Non-Clip功能采用的是專業(yè)音響系統(tǒng)中的壓縮/限幅技術(shù)(Compression & limiting)，有門限閾值、啟動(dòng)時(shí)間和釋放時(shí)間等重要參數(shù)。
門限閾值（Threshold）：啟動(dòng)防破音Non-Clip功能的閾值電壓大小，就是系統(tǒng)所允許的最大不失真輸出幅度。
啟動(dòng)時(shí)間（Attack Time）：從檢測的信號(hào)超過閾值電壓后，到壓縮功能全部展開的時(shí)間。啟動(dòng)時(shí)間很大程度上取決于被處理聲音信號(hào)的種類和希望得到的特點(diǎn)：短的啟動(dòng)時(shí)間通常 使聲音“圓潤”，很快就可以使聲音進(jìn)入完全的壓縮狀態(tài)；長的啟動(dòng)時(shí)間可以較好地反映悠長、緩慢變化的信號(hào)。典型的啟動(dòng)時(shí)間范圍是1ms～100ms。
釋放時(shí)間（Release Time）：與啟動(dòng)時(shí)間相反，釋放時(shí)間是檢測信號(hào)低于閾值電壓時(shí)，壓縮功能完全釋放的時(shí)間。與啟動(dòng)時(shí)間一樣，釋放時(shí)間的選擇也取決于被處理聲音信號(hào)的種類 和希望得到的特點(diǎn)：短的釋放時(shí)間可以很好地響應(yīng)快速變化的聲音信號(hào)，比如急促的槍炮聲和尖銳短暫的報(bào)警聲；長的釋放時(shí)間會(huì)使聲音平滑，柔和。典型的釋放時(shí) 間范圍是20ms～5s。
下面是不同參數(shù)設(shè)定情況下的時(shí)序特點(diǎn)：
通過上面對防破音Non-Clip功能的分析，可以看出通過使用防破音Non-Clip功能:
1. 調(diào)整了音樂的動(dòng)態(tài)范圍，使大的信號(hào)不會(huì)削波失真，小的信號(hào)可以得到充分的放大，提高了整體音樂的音量，實(shí)現(xiàn)了“大而不破”的聽音感受。
2. 限制了聲音中的尖峰信號(hào)，保護(hù)揚(yáng)聲器不被損壞。
從上面可以看出，防破音Non-Clip功能對提升便攜式播放器的音量、音質(zhì)非常具有誘惑力，但防破音Non-Clip功能對音響處理的專業(yè)性要求比較強(qiáng)。通過對音樂文件和揚(yáng)聲器的特點(diǎn)深入地分析，采用獨(dú)有的、防破音Non-Clip技術(shù)將合適的門限閾值，啟動(dòng)時(shí)間，釋放時(shí)間等重要參數(shù)完全設(shè)計(jì)在音頻功率放大器內(nèi)部，讓音頻設(shè)計(jì)更為簡易。
一直以來，便攜式播放器總是按照MP3播放器的標(biāo)準(zhǔn)要求自己，但電力續(xù)航是永遠(yuǎn)的痛。電 話，大屏，GPS，上網(wǎng)等繁多的功能已經(jīng)讓電池的續(xù)航能力頗感頭痛，而音樂播放功能更是讓電力續(xù)航捉襟見肘，因此高效率、低功耗的D類放大器越來越受 到歡迎。我司新推出系列帶防破音Non-Clip功能的D類放大器，具體資料：http://m.uxxk.cn/product_1026.htm
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