多年以來，人們一直選擇AB級放大器作為高清(HD)音頻的放大器。音頻D級放大器被認為是不合格的，因為它們不能滿足高清音頻的所有要求。但這種情況已經改變。

 

高清或高分辨率音頻是指音質在16位以上（超過激光唱片的音質），取樣率大於44.1kHz的音頻，如圖1所示。

 

圖 1：一些聲頻格式的動態範圍和帶寬

 

在高清音頻中，數字前端包括帶有32位音頻數據路徑的數字信號處理機、不低於96kHz的音頻取樣率和集成的24位超低噪聲數字模擬轉換器(DAC)。更高的位數改進了信號噪聲比(SNR)和動態範圍(DR)
，提供了更好的分辨率(>97dB)，從而使極小的聲音也能被聽見且不失真。更快的取樣率能實現高於人耳聽力範圍(>22kHz)的更高的帶寬（取樣率/2），且能編碼更多聲音信息，從而進行準確複製。

 

驅動揚聲器的音頻放大器位於數字後端，在這裏可以實現並評價音頻的性能和安全性。係統中包含一些聲音增強和聲音補償的處理算法（如均衡算法、動態範圍控製、聲場空間定位和3D效果）。但即使擁有所有這些處理能力，補充這些性能的音頻放大器仍必須滿足特定的高清音頻規格，包括：

 

SNR和DR > 97dB。

 

總諧波失真+噪聲(THD+N) < -80dB。

 

帶寬(BW) >22kHz。

 

高(gao)清(qing)音(yin)頻(pin)放(fang)大(da)器(qi)結(jie)合(he)這(zhe)些(xie)自(zi)動(dong)算(suan)法(fa)，產(chan)生(sheng)了(le)一(yi)個(ge)和(he)諧(xie)運(yun)行(xing)的(de)係(xi)統(tong)，這(zhe)樣(yang)
，數(shu)字(zi)工(gong)程(cheng)師(shi)就(jiu)不(bu)必(bi)手(shou)動(dong)運(yun)行(xing)大(da)型(xing)處(chu)理(li)算(suan)法(fa)來(lai)彌(mi)補(bu)音(yin)頻(pin)放(fang)大(da)器(qi)的(de)不(bu)足(zu)。畢(bi)竟(jing)
，高(gao)性(xing)能(neng)模(mo)擬(ni)放(fang)大(da)器(qi)沒(mei)有(you)很(hen)好(hao)的(de)數(shu)字(zi)替(ti)代(dai)品(pin)。事(shi)實(shi)上(shang)
，高(gao)性(xing)能(neng)模(mo)擬(ni)放(fang)大(da)器(qi)在(zai)配(pei)備(bei)更(geng)小(xiao)/更簡單/更便宜的數字引擎的情況下可實現相同甚至更高的性能。

 

上一代的D級放大器實現了0.03% (-70dB)的總諧波失真+噪聲
，相比之下，擁有相似輸出功率的AB級放大器的總諧波失真為0.005% (-86dB)，如圖2所示。圖3顯示了同樣的對比
，但它使用了TI最新的高功率D級放大器。此前，雖然D級放大器在高功率水平時的效率要提高大約1.5倍
，因此和相似功率的AB級放大器相比不需要很多散熱，但對於高清音頻，人們並不會考慮使用D級放大器。

 

圖 2：高功率AB級總諧波失真和功率性能對比

 

 

圖 3：TPA3251D2 總諧波失真+噪聲和功率性能對比

 

TI最新一代的高功率D級放大器通過與數字引擎產生共生關係，並向揚聲器高效傳輸增強的聲頻質量
，提升了高清聲頻係統的整體性能和效率。TPA3251D2及其同係列設備可提供0.002% (-94dB)的總諧波失真+噪聲、100dB的信號噪聲比和100kHz的帶寬
，同時提供大於70W的輸出功率。該係列兼容具有超低噪聲和高達192kHz聲頻取樣率的係統。此外
，內置的保護功能使其能安全地驅動高清音頻。

 

圖4中所示的TIDA-00874顯示了TPA3251D2和高清係統數字引擎之間共生、和諧的關係。如果您想用D級放大器進行設計，TI的這款參考設計---TIDA-00874能夠幫到你，它將PCM5242音頻DAC與TPA3251D2 D級音頻放大器配對，能夠流取樣率高達192kHz的多數字輸入音頻格式
，增強音效體驗。

 

圖 4：配備有TPA3251D2和PCM5242的TIDA-00874

 

不到十年前，我們還認為激光唱片傳送的是最高品質的聲音。今天，“金耳朵”音響愛好者會嘲笑僅僅16位的音質。過去十年以來，伴隨這種音質快速提升的還有海量的放大器可供選擇。就像我們現在嘲笑CD一樣，音響愛好者也曾經嘲笑D級放大器。但現在情況不同了。一個絕佳的例子就是能發出高清音質的D級音頻放大器TPA3251D2。這是我上文提到的設備，它也在CES 2016上進行了展示，聽眾被它的音效所震撼。

 

您的係統裏有沒有這樣一款幫你提高音質的設備呢？本文中使用了TPA3251D2作為示例
，同係列的產品還包括TPA3250D2和TPA3255。那麼您有過使用這些設備或其它D級放大器的經驗嗎？ 


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