数字功放是近年发展较快的新型功率放大器件。本文简介几款有代表性的数字功放芯片并讨论实际应用要点。

TA2022是Tripath生产的模拟输入、立体声集成化调制器与输出级。其特殊之处在于调制器采用扩频开关模式而非固定频率，故称“T类”放大器。在±25 V电源下，每声道8 Ω负载可输出25 W；空闲损耗约3.4 W。TA2022在25 W时THD为0.015%，60 W时升至0.1%，采用SSIP-32塑料封装、需外配散热器。

Cirrus Logic的CS4421为D类控制器，与一对IR公司IRCS8001桥式驱动器配合。CS4421O可有3路串行数字音频输入，内置多路开关与主接口，采用TSSOT-24封装。IRCS8001为SOIC-16封装，每只可驱动4个IRC8101 MOSFET（全桥）或2个IRC8102（半桥），在8 Ω扬声器上获得50 W功率；放大器THD在1 kHz、1 W时为0.01%，满功率时为0.1%。

直接数字放大（DDX）由Apogee Technology研发并特许STMicroelectronics生产。该芯片结合Apogee次微米CMOS与ST双极-CMOS-DMOS（BCD）工艺，将CMOS控制器件与功率DMOS器件集成于同一芯片，其阻尼三态PWM方案进一步提高了效率。典型DDX放大器效率比D类高20%、较AB类高约3倍。芯片内做基本DDX调制及环绕声、音调、音量控制等DSP信号处理。商品化器件包括STA304A控制器及STA500（2×30 W）、STA505（2×50 W）。STA304A可将2路IIS或S/PDIF串行数字输入变换为5通道驱动信号，嵌入式软件提供均衡等功能。

Texas Instruments的真正数字功放由TAS5010（PCM-PWM调制器）与TAS5100（数字功放）组成。TAS5010为基于Equibit技术的24位立体声PCM-PWM调制器，支持左对齐、右对齐、IIS或DSP格式，兼容AES标准采样率并提供去加重；内含数字内插滤波器，将音频数据上采样2、4或8倍，形成352.8 kHz或384 kHz的内部采样率。Equibit调制器将上采样信号变换为PWM信号，以专利校正算法补偿非线性。TAS5100为单通道PWM功率器件，由集成栅驱动器与4只匹配、隔离的增强型N沟功率DMOS管组成，内置保护与故障告知功能。两者组成系统动态范围大于93 dB、THD小于0.08%（1 kHz、6 Ω、1～30 W RMS）、8 Ω负载功率效率大于90%。

应用要点

D类放大器为脉冲工作，对电源质量更敏感：电源在提供快速变化电流时不应产生振铃或明显压降，故储能电容须有极低的等效串联电阻（ESR）。仅靠与电解电容并联小型低ESR电容收效有限，因为输出功率在极短时间内瞬时转移，所有并联电容都须极低ESR。采用开关电源是较有效的方法，其工作频率高、带快速内置负载且转换效率较高。

D类放大器的另一常见问题是电磁干扰（EMI）：输出级连接的高频大电流走线与电缆相当于天线。应尽量缩短此类连线，条件允许时尽量将电源与输出级置于同一块PCB。内置扬声器可缩短扬声器电缆、降低成本；外置扬声器无法缩短电缆时，输出级低通滤波器必不可少。

低通滤波器带来新的权衡：截止频率过低虽抑制EMI，也会衰减音频频段的高端成分。高阶滤波器可满足要求但成本偏高（尤其电感需高品质磁芯以防饱和）。数字扬声器均衡提供替代方案：在程序设定为三重音提升时，可采用截止频率较低、阶数较低的可重构滤波器，仍能在音频范围内保持平坦响应。对384 kHz采样率的PWM信号，为防止三重音衰减，滤波器截止频率约需45 kHz；采用EQ三重音提升时截止频率可低至30 kHz，EMI可降低约7 dB。