原理框图如下图所示，全数字功放从光纤或数字同轴电缆接口接收PCM数字音频信号；或通过模拟音频输入接口接收模拟音频信号，经机内A／D转换后得到数字音频信号。数字音频信号通过专用音频DSP芯片进行码型变换，得到所需要的音频数字编码，经过小信号数字驱动电路送入功率开关电路进行功率开关控制，最后将功率脉冲通过滤波器，提取模拟音频信号。由图1可知，音频数字信号经过DSP编码后，直接控制场效应管开关网络的工作状态。场效应管驱动器用来缓冲DSP并增强信号，使之能驱动大功率MOSFET开关管。然后通过积分电路（滤波器）就能得到大功率原始模拟音频信息，用以推动喇叭发声。
在全数字功放中，首先建立一组不同脉宽的脉冲单元，它的脉宽虽然各不相同，但其宽度是始终固定的，都是系统时钟周期的倍数。
DSP对输入的数字音频信号进行再处理，通过算法和插补，在原始采样点之间进行超采样。
下图表示两个原始相邻采样点N和N+1的量值为AN和AN+1，中间点a1、a2、a3??为超采样点。超采样点是由数字滤波器计算产生的。通过数字滤波器后，所有采样点包括超采样点所构成的音频信号是比较平滑的。
第一个超采样点a1与前值AN的量差为△×1，即a1－AN=△×1，得到△×1后，即用上述脉冲单元去量度它，而且仅用一个脉冲单元表示，余数保留至下次量度，假设余数为△△×1。
接着传送的第二个差值编码为a2－a1=△×2，由于上次还保留余数△△×1，所以还应加上它，即当前应用一个脉冲单元去量度△×2+△△×1，同样余数保留至下一次累计。
由此看来，用脉冲单元表示后的余数，即低于最小量度单位的部分并没有丢失，而是累加至相邻超采样点上。而从音频信号的角度来说，曲线AN、a1、a2、a3??AN+1下方的面积和原值相等，因此音频信号并没有产生失真，但曲线增加了以△△×1、△△×2??△△XN幅度上下波动的噪声，这种噪声分量不大，频率很高，用一个较简单的滤波器就可滤除，不会影响到音频信号的还原。
在能量放大部分，采用平衡电桥开关技术，每通道使用四只MOSFET开关功放管构成平衡电桥开关网络。当功放管处于开关放大状态时，输出波形和输入的脉冲信号波形相同，但幅度近似于工作电压，即Vout=VCC，经滤波器滤波后，输出到负载上的波形峰值为Vcc。
当包含有开关损耗时，采用RFP22N10MOSFET场效应管作功放，当工作电压Vcc为40V，开关频率为700kHz时，效率n=80%。
在滤波器设计时，仅采用一个简单的LC低通滤波器，用于将大功率数字脉冲信号转换为模拟音频信号，就可获得带内平坦度高，幅频特性较好的输出音频信号。
上一篇：运放输出电流放大电路的设计要领
