雖然以前的音頻技術(shù)效果不錯，但它們所采用的都是模擬音源。現(xiàn)在，幾乎所有的音源都是數(shù)字的，因此我們有必要重新審視傳統(tǒng)放大方法的基本原理，看其是否足以滿足如今的數(shù)字音源。
目前的數(shù)字音頻放大器并不能滿足超清晰全16bit音頻的要求。競爭又不斷促使數(shù)字電視系統(tǒng)、家庭影院、平板電視和DVD系統(tǒng)的零售價格下降，但這些產(chǎn)品中音頻放大系統(tǒng)的BOM成本卻保持不變。
由于幾乎所有的音源都轉(zhuǎn)向了數(shù)字格式和媒體，因此需要新的音頻放大方法以滿足消費者對小型化、低價格和品質(zhì)更好的音頻產(chǎn)品的需求。這種新方法需要具有數(shù)字輸入，而且功耗要更低、發(fā)熱要更少、并更能節(jié)省總體成本。
音頻放大技術(shù)的發(fā)展歷程
上世紀50年代開發(fā)成功的晶體管代表著音頻放大技術(shù)的巨大飛躍。但晶體管技術(shù)至少有兩個重大缺陷。盡管它比電子管更有效率，但實際上基本未觸動上游信號。第二個問題是，要想經(jīng)濟性的批量生產(chǎn)晶體管，就必須大幅放寬這些元件的誤差標(biāo)準(zhǔn)，從而導(dǎo)致信號失真上升或者音質(zhì)下降。當(dāng)時由于使用的是質(zhì)量相對較低的存儲媒體、不夠完美傳輸和接收技術(shù)，音質(zhì)下降的問題還不太明顯，但現(xiàn)在情況已完全不同。
集成電路的發(fā)展為提高音質(zhì)提供了一個物美價廉的手段，并有力促進了電子產(chǎn)品的小型化。模擬放大器是絕對線性的，由于電源總處于接通狀態(tài)，會消耗大量的電力，因此必須使用大量的散熱器件。
這種幾乎不考慮能耗問題的做法根本不適合目前電池供電的產(chǎn)品和外形小巧的家庭音響及家庭影院系統(tǒng)。由于所有的音源都是模擬的，聽得見的背景噪聲限制了可重復(fù)的動態(tài)范圍。令人高興的是，嘶嘶的背景噪聲對動態(tài)范圍的限制作用遠不如突發(fā)噪音那么厲害。
數(shù)字時代提出了新的要求
現(xiàn)在我們幾乎完全進入了數(shù)字時代，唱片和磁帶開始早已讓位于光盤。市場希望在更小的器件上存儲更多的音樂，這種需求催生出MP3等壓縮技術(shù)，進而需要數(shù)字放大器電路來滿足這些新型媒體。
早期的數(shù)字放大器與模擬音源配合得很好，在某種程度上與數(shù)字音源的配合也不錯，但最多只能生成分辨率為12-13.5bit的音頻。家庭影院、數(shù)字音頻接收機和PC游戲等先進的娛樂系統(tǒng)需要全16bit的音頻重現(xiàn)，以支持市場所要求環(huán)繞聲、回響和音樂廳效果。
典型的D類數(shù)字放大器，有些具有模擬輸入，有些具有數(shù)字輸出，不能滿足上述目標(biāo)。因為盡管它們成本低、效率高，但缺乏生成精確音頻所需的分辨率。而且，這些元件甚至不能滿足CD機、DVD影碟機等普通的娛樂設(shè)備的要求。
利用光盤發(fā)行數(shù)字音頻，消除了音頻信號在格式方面的一個弱點。最終，家庭中都可以實現(xiàn)影院級音質(zhì)。按字面理解，數(shù)字音頻是沒有噪聲的。它是被作為一系列的“0”和“1”加以處理的，沒有給可能引起微小失真的噪聲留下任何空間。
但另外一個問題仍然存在：模擬放大所必需的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)對尺寸、成本和質(zhì)量的影響。
現(xiàn)在，新技術(shù)使得整個音頻處理鏈都保持純數(shù)字形式。具有數(shù)字輸入的純數(shù)字放大器，使得在信號路徑中不再需要使用DAC，而是直接把干凈的數(shù)字輸入在音箱終端轉(zhuǎn)化成干凈的功率。
直到最近，才在高檔、昂貴的音響系統(tǒng)中見到端到端的數(shù)字放大器。幾乎所有的早期數(shù)字放大系統(tǒng)都需要利用兩芯片方案，同時需要大量外部元件。這種兩芯片方案的成本和尺寸在很大程度上妨礙了它在主流市場中的應(yīng)用。
盡管現(xiàn)有的D類數(shù)字放大器較以前的技術(shù)有所改善，但它們在音質(zhì)、封裝、性能、價格和核心技術(shù)方面未能取得重大改進。
新的E-Bridge方案
這是一種新的、架構(gòu)簡單的數(shù)字放大器方案。它的首要特點是改善了音質(zhì)。為了生成精確的音頻，輸出晶體管需要在動態(tài)范圍的兩端都能同樣出色地工作，以實現(xiàn)準(zhǔn)確的功率分配。新的架構(gòu)技術(shù)不再忽視細節(jié)，而是額外增加了一套輸出晶體管。這些晶體管可以更加精確地控制音頻信號的輸出。這種單芯片解決方案通過采用一個簡單但功能強大的內(nèi)部控制邏輯系統(tǒng)改善音頻輸出，把微調(diào)控制與原始功率結(jié)合在一起。
這種數(shù)字放大新方式可生成極其精確的功率輸出，進而產(chǎn)生極其準(zhǔn)確的音頻。這種非凡的精度也意味著現(xiàn)在數(shù)字放大器能夠真正實現(xiàn)環(huán)境模擬和環(huán)繞聲等特殊效果。
與傳統(tǒng)D類放大器架構(gòu)不同的是，這種新架構(gòu)省略了復(fù)雜的反饋回路和DSP，顯著簡化了放大過程。因為這種架構(gòu)從根本上來說比較簡單，所以這種開放回路方案也便于以更低的成本和更小的占位面積進行集成，因此有助于產(chǎn)品小型化，并有利于進一步縮小平板電視的厚度。
同時，由于節(jié)省了熱量管理，新方案所需的配套器件更少。
作為下一代數(shù)字音頻放大技術(shù)，這種非傳統(tǒng)的簡單輸出級概念實現(xiàn)了真正的功率DAC。這種技術(shù)最終使開關(guān)放大器成為純數(shù)字娛樂設(shè)備可接受的方案，使它們能夠充分發(fā)揮其核心能力。這種新方案技術(shù)也將使真正的16bit全數(shù)字音響系統(tǒng)成為可能。 |
