我们知道电信号的放大器至今仍是模拟放大 器，它包括正弦波信号的线性放大器和脉冲信号的脉冲放大器。后者尽管不是线性放大器，但仍然属于模拟领域，这是电子学的基本常识。的确，可能许多人不清楚这个事实，就是无线电技术正是从脉 冲技术开始的，而不是线性技术。当俄国的波波夫开始发现电极打火产生的电磁信号可以传播很远，这就是脉冲信号和无线电电子学的开端。拿现代某些人的时髦用语来说，波波夫不就成了0和1的纯 “数字”技术创始人？推理下去也不就可以说无线电电子学是从数字技术开始的罗？定义么，本来就是人类自己想出来的。我想，如果一开始人们就称煤球为白，粉笔为 黑，几千年下来大概也不会有什么异议。

    在电火花形式的信号传播之后，科学家、发明家不断在技术上推进，不仅有莫尔斯电报编码的脉冲形式，而且还要 有通话，甚至音乐的传播等等线性形式。人们还希望发出比自然声更大的声音，以便使更多的人能听到自己，这样才有 线性放大器和调制技术的开始。不知道大家是否注意到，老式的唱机是用逐渐加大开口的金属喇叭来扩声的。那年头有 唱片，但是没有放大器，没有电-机转换的扬声器。而电火花脉冲信号的大小则是靠电极两端电压的高低来决定，那年头 没有放大器这么一说。

    放大器仅在有源器件发明之后才出现的，首当其冲的就是电子管，后来才出现晶体管。电子管和晶体管都可以用作 线性放大和非线性的脉冲放大。可以回忆一下，60年代的计算机还是用电子管构成的，一部性能远不如386的电脑，竟 然要占三间大房间。电脑里使用的几乎全是脉冲技术，例如门电路、触发器、钳位器、移位寄存器等，都是逻辑电路。而 逻辑电路构成现代计算机的基础，也是发展到如今普遍应用的数字技术的基础。但是从来没人把这些技术称作数字技术。

    由于我们讨论的是数字音频功率放大器，而不是电脑。所以，数字音频技术的正确的定义应该是：模拟信号经过某 个采样频率（例如44.1 、48、96 kHz等）的采样，然后再经过量化（16、24、32比特等等）形成由一连串两态脉冲信 号所组成的数码流。这就是PCM，即脉冲编码调制技术。其电平的两态是器件的导通和截止，对于双极晶体管来说，是0. 3和3.6伏左右电压信号（所谓TTL电平）。当然，不同的器件，两态的具体定义是不同的，例如在磁带、光盘、磁盘等 载体上，它们的状态就只与磁化方向或有无光学反射有关。实际上，不是低电平就是0，高电平就是1。大多数是由低电 平跳向高电平的脉冲沿方向称1，由高电平跳向低电平的脉冲沿方向称0等等。
   
    今天，“数字化”已经成为时髦词，有的行业甚至把它搞成一种运动。不管三七二十一，扯上扯不上，都冠以“数字” 二字。仔细观察现今被称作“全数字放大器”的中外产品和技术，也都含糊地把属于模拟技术领域的脉冲技术称之为“数 字”技术。于是原来脉冲技术中只有PCM，即脉码调制技术才能称上数字音频的定义，扩大到属于模拟技术的PWM，即脉 宽调制技术。据说理由是输出管只有0（截止）和1（导通）两态，所以就叫“数字”。荒唐，那些人可能不知道，当年大 影碟LD上光学槽的刻录，就是应用的PWM技术，光盘表面的槽与CD表面的槽都是那样光刻出来的，光盘表面也是两态， 即有反射和无反射。可是CD就是PCM数字编码方式，因此是数字信息；而LD上长短不同信息槽是PWM调制方式刻录的， 那可是百分之百的模拟技术。

    为了简单，下面提到的数字放大器、数字功放都是指数字音频放大器。现在所谓的数字放大器里仍然是DAA，而不是 DDA。原因是输入的数字音频格式信号，在形成PWM调制的时候，虽然没有变成线性信号，但是已经变成了幅度不变，而 是宽度变化的脉冲信号。只有这样的变换，才能将信号幅度加大到足以控制输出功率管的程度。用脉冲宽度变化来控制 输出管导通时间的长短，然后用LC低通将高频脉冲成分滤掉，使得到达扬声器音圈上的电压是线性模拟信号，这样才能放出可以被人类听到的声音。可以看到，这种放大器的中间和后级都是模拟技术，只是脉冲放大而已。

    当然，我也看到，有人把“D”类放大器的“D”，也称为 “Digital 数字”。我国通常把“A”称为“甲”类，把“B”成为“乙”类，而“D”是称为“丁”类的放大器。“丁”可无论 如何与“数字”扯不上关系。过去很长时间里，人们一直致力于克服A类、B类，以及AB类放大 器的线性和效率问题。的确AB类是个折衷。但是在一些效率比线性更重视的应用中，采用高效率开关方式的“D”类放大器就应运而生。但是如果用在高保真方面，线性度比AB类甚至比B类都差。甚至由于原理关系，会引进高频开关的干扰造成噪声。同时，大幅度的高频脉冲，很难做到上升和下降沿的陡度，于是使得方波变形成为三角波， 结果使得输出开关功率管处于不能全通或全闭状态，这时理论 上为0和1两态的波形，已经不是完全的方波，而变了形，这势 必引入新的失真和降低效率。例如，在使用数字采样和量化过 程中，会引进模拟信号中没有的折混失真和量化噪声。 就选管的对称性来说，原理上就决定了对输出大功率开关管的对称性要求不会比线性放大器低。而且由于不使用负反馈， 对于对称性的要求比模拟的还高。有些H型桥接输出，对4只管子的一致性要求非常高。正负脉冲的顶降是否一样，取决于管 子的饱和压降，模拟输出不用考虑的开关时间参数，在数字放大器中要求大大提高。而在过零方面同样存在由于空间电荷储 存释放不干净等原因，而使得关闭滞后，甚至关不死。这些与使用同类管子（主要是MOSFET）线性放大器的考虑是差不多的， 本来脉冲技术就是模拟技术的一部分么。上面提到，因为输出管处于两态，就称之为“数字”了。反正“数字”二字符合潮 流，迎合消费者心理，有利可图，何乐不为也。理由是否充分、是否科学，对商家来说并不重要，重要的是市场。我的观点 是：严格来说，现在还不存在什么全数字放大器，只是功率型数模转换器（PDAC，Powered Digital to Analogue Converter）。当然，这种称呼尽管科学，但太过学究味。

    我们先抛开这些定义上的差异，来看看如今在所谓“数字”放大器名下的产品发展情况如何，供我国广大音响爱好者和 放大器生产厂家参考。为方便读者自己了解第一手资料，我在这里尽可能提供公司的网址，也将会把一些公司的技术白皮书放到我的网页上去（www.sztv.net）。

    首先介绍的是Tripath Technology Inc.，这是一家美国那斯达克上市的公司，网址是：www.tripath.com。它的产品包 括器件类的TA1101B立体声10W及TA2020-020立体声20W桥接放大器集成电路模块，TA0102A立体声150W、TA0103A立体声250W 及TA0104A立体声500W放大器驱动器集成电路模块。后者要另接相应的功率输出管。第二是设计工具类的EB-TA1101B、EB- TA2020、EB-TA0102、EB-TA0103和EB-TA0104评估模块，SAM-TA0102屏蔽的放大器模块，以及ADP-TA0102音频开发平台。它 还生产直接插入电脑插槽的TIO-TA1101B放大器卡。并且为其它消费电器、高保真音响器材和通讯器材厂家提供OEM产品，其 牌子注册为Combinant Digital，意思是既有好的线性又有好的效率两者结合的数字放大模块。

    该公司采用专利和注册的“T”类放大器技术和Digital Power Processing（DPP数字功率处理）技术。这个T可不是ABCD排队来的，而是该公司名字Tripath的字头。该公司在网上提供全面而详细的技术说明文件，以及产品说明及有关资料文件 及照片，并且在香港已有代理公司负责中国地区的销售。该公司使用与PWM技术的D类放大电路完全不同的原理和电路构成， 并且结合了模拟技术的反馈和脉冲技术的高效。网上公布全面的技术测试图表，以及与PWM D类放大器技术的比较。一般PWM技术采用固定三角波频率，大约是最高音频频带的10倍，例如200kHz到400kHz，都已经进入无线电的长波射频领域。这样 会造成射频滤波不净和电磁场窜扰问题，为了解决这些问题势必提高成本。而T类放大器技术利用自适应处理等技术，在小 信号和大信号幅度时，有着不同的发生器频率。小信号对失真要求更高，也就是线性度更好，由于这时发生器的频率可以达 到1.5MHz以上，滤波非常方便而成本低廉。这是因为作为滤波效率的转折频率，也就是-3dB点的时间常数是LC的乘积。频 率越高、时间常数越小，要求LC的乘积小，也就是L或C都可以比过滤较低频率的值要小。当然成本也就降下来了。

    另外，我国发烧友熟知的马兰士（Marantz）公司将Tripath公司最新T类1比特数字放大器技术用于它的ER3000型家庭影院中去；SHARP在它的高清晰电视设备的音频系统中决定采用Tripath的技术和产品；AudioSouce是美国一家专门 生产音响发烧器材的公司，它在新的Seven T发烧放大器系列中采用T类放大器技术；SONY也把该技术用于它的DVD解决方案中.SONY对视音频数字化都是处于领先地位 的，例如CD、SACD和DVD等都有该公司功劳。现在连SONY都采用Tripath技术，可见这公司的技术先进和声音质量都达到一定的水平。

    国人经常接触的专业音响器材生产商，德国的BEHRINGER百灵达公司有自己的数字放大器。它推出称为CoolAudio的 超大功率（4000瓦有效值连续功率）放大器，是采用D类技术。外观设计也很专业，因为它是给扩声用的。内部使用芯 片是HCA8001，该公司还提供数字放大器驱动模块，例如220瓦/4欧的HCA125ACREF和1000瓦/4欧的HCA600ACREF等，供 第三方厂家生产自己的数字放大器。
    日本的SHARP（声宝或夏普）公司也生产SM-SX100型的1比特数字功率放大器，采用的是所谓“Direct Bitstream Coupling直接比特流耦合”技术。它倒挺发烧的，可以选“皮”，有孔雀绿、鸡尾酒蓝和专业黑几种颜色。输入除了4个 标准数字信号外，还提供SACD和DVD-A的信号输入。产品已经上市，价格约4千美元。但是倒放的梯形外形见仁见智（我 可不喜欢）。

    Apogee Technology公司推出DDX技术，即Direct Digital Amplification直接数字放大技术，它号称比普通D类放大器在小功率方面有更好的效率。产品包括DDX-2000控制器和DDX-2060放大器，芯片的评估模块EB-2060x价格是198 美元。当然，第三方厂家只要购买其芯片就可以自行设计和生产数字放大器产品。

    Cirrus Logic是一家半导体芯片生产商，音响业者应该十分熟悉。它开发出所谓“纯数字”PWM技术（引号是公司 自己加的，不是我加的）。该公司称它的技术在解决PWM电路的电磁场及射频干扰方面胜人一筹。产品系列从小于1瓦的 单芯片、1瓦至20瓦的双芯片、10瓦到200瓦的多芯片或模块，以及高达100至2000瓦的大功率多芯片或模块。该公司 的产品是以Crystal、Maverick和3Ci为注册商标上市的，其代理商遍布全球。

    另外一家公司是Microsemi，一看这名字就令人想到半导体。它生产的是PWM技术的高效D类音频电路，称为AudioMax 的LXE1710评估套件，只是功率小了点，尽管是立体声的，但每路只有15瓦。

    另外，令我吃惊的是丹麦高端音响生产商Bang & Olufson采用自行开发的ICEPower技术，推出了内装数字放大器 的有源扬声器BeoLab1。ICE的意思是智慧、小型和效率三个英文词的字头。该技术可以提供高达1000瓦的高保真音频功 率。ICE250A、ICE500A和ICE100A分别提供250、500和100瓦的输出功率，效率达92％。均可驱动2至16欧姆的负载。 B&O也投入数字放大器的生产，可见对此类放大器的声音质量已经很有把握。因为这家公司一向以高质量贵族产品闻名于世。

    现在，有的公司把外形设计得非常花哨，但是指标和听音效果都令人失望。其中号称某国第一的所谓数字放大器，竟 然连关键技术指标都不发表，它的网站更是聋子的耳朵——配的（北京歇后语，就是做摆饰的意思）。由于大家都感觉到 这放大器低音收不住，不是一般的收不住，简直是不知所踪。我很想了解是什么原因造成的，偶然看到一篇论文，文中 称：“……而数字功放内阻不超过0.2欧姆（开关管内阻加滤波器内阻），相对于负载（扬声器）的阻抗4-8欧姆完全可以 忽略不计”云云。并竟然得出令人纳闷的结论：“因此不存在和扬声器的匹配问题。”懂得小学算术和基本电工知识的人 都可以计算出来，对于8欧姆扬声器其阻尼因数为40，而4欧姆扬声器则为20。稍有常识的读者就知道这么差的阻尼因 数，是无法与现有普通模拟放大器相比的。

    另外，由于所谓数字放大器的输出管仍然是正负对称（推挽）工作的，因此输出开关管由正压全导通到关闭，然后 转向负压，或由负压全导通转到正压，都有一个小小的延时，原因是空间电荷的储存效应。使用Tripath模块的Bel Canto产品公布其输出管开关时间为30纳秒（30毫微秒）。有的公司不公布这类参数，只是说，你们去听吧，买音响就是“耳 朵收货”。实在令人不解的是，搞高科技的竟然不公布技术指标，也不敢给人开盖检查设备加工质量。对于产品的声音质 量评定，就是请少数指定的人来听。我不清楚，这么高科技的产品，怎么不用世界标准的音频仪器AP system One 或System Two来扫一扫呢？而靠少数人的耳朵来收货的吗？技术开发不靠精密可靠的数据测量靠什么？难道还走十年前国内一些音 响器材厂走过的弯路吗？

    这里，我不得不提一下负反馈问题。因为有文称数字放大器不用负反馈所以没有瞬态互调失真。数字放大器要不要 负反馈？如何加负反馈？这些都是对新一代高效放大器的挑战。负反馈不单是解决放大器内部问题的，而且更重要的是 可以解决非纯阻负载的问题。可以说，负反馈放大器是电子学上的一次飞跃。现在，我们面对的是表现极为复杂和不可 预测的扬声器机器音箱，绝对不是一只4欧姆或8欧姆的电阻。我在做电影制片厂录音监听放大器时，就测量过扬声器的 各种阻抗现象，可实在没那么简单，其起伏之大，令人难以想像。加上分频器，问题就更复杂。放大器的负载除了阻抗 的频率关系，还有相位的频率关系问题，还有音圈在磁场里运动产生的反电动势。解决这些问题的唯一方法就是极大地 减少放大器内阻，负反馈是简单易行，而且可控性强的方法。阻尼因数至少100，如果达到300就很好。对于数字放大器来说，与扬声器的关系如何解决？有人用“数字”二字把自己捆绑起来，把数字和模拟人为地对立起来，妄图把模 拟技术几十年摸索出来的经验一笔勾销。可是，在数字放大器领域玩得漂亮的公司，就在数字领域解决了负反馈问题。它 从经过低通滤波器平滑过的模拟信号，取一部分从专门供负反馈用的模数转换口输入进行数字量化处理，然后与主通道 的数字信号适量相减，达到负反馈的目的。高！实在是高。采用这些技术的公司并不因为使用了传统的模拟技术而躲躲 闪闪，反而骄傲地说，我们的产品既有数字技术的高效率，也有模拟技术的低失真。完全可以供专业和发烧友使用。那么多进行数字放大器技术研究和生产的公司，都在自己的网站公布技术白皮书和产品资料（大多是PDF格式）。在介绍技 术的同时，都公布用AP（Audio Precision音频精密）公司测量的全套曲线。目前只有这家公司才生产模拟、数字双域的音频测量仪器。

    谈到价格，一般作为PWM D类放大器成品器材在市场上出售的价格都不低。很多第三方公司采用的是上述厂家的芯 片或评估模块。当然，评估模块和芯片是不穿衣服的，有厂家给它们穿上贵重的时装，那最终产品当然要升值。我想不 少模拟发烧级放大器里面不也就是那么几种牌号的电子零件吗，其成品价格不是也是天价。因此，有的“数字”放大器 刚开始上市就用价格低廉来招徕顾客，未免太短见了。你想，它帮用户省了那么多电费，难道一次性投资还不应该高点 吗？例如市场上节电灯和节电灯泡的价格都比普通灯贵得多，就是这个道理。

    外面的世界大得很，世界上其它数字放大器生产商还有的是，我真不知道所谓“目前，国外对功放数字化研究尚处 实验阶段，且大都停留在PWM功放的研究水平上。有少数几家公司已研制出新一代的数字PWM功放……，远没达到商业化 的地步。”云云，其根据是什么？国外不少厂家已经生产出可供第三方使用的芯片和模块，也公开了价格和代理商名单， 还不是商业化？但即使这样，他们仍然把自己提供的数字放大器模块称为“评估模块（Evaluation Board）”，这是因为国外法律方面的严肃性。我想，如果一个人坐在井底，就很容易认为世界就是井，井里只有自己。与其如此，倒不如坐到井台上叹世界。

    作为满足人们既要省电能，又要低失真的良好愿望，目前各种所谓“数字”放大器已经往这个目标前进了。但是，真 正意义上的数字功率放大器，只有世界上出现了真正的数字扬声器才有可能。所以数字放大器离我们不是近在咫尺，而 是Far Away。当然，我的观点仍然是：如果能大大降低电能消耗，同时保证有A类放大器那样的低失真，管它叫什么名 称，拿来用就是了。OEM也不是不可以，Dolby、DTS、桑塔拿、别克、Windows不都是人家的吗？知识产权只要不是偷的、 盗的，堂堂正正花钱买来为我所用，有什么丢人的！人家不也每天在用Made in China的产品吗？当然，我希望真正想为中国数字放大器（或功率型数模转换器）出力的志士仁人，能抱着科学的态度，放眼世界，实实在在地造出技术指标 最好、声音最佳、效率最高、价格最低、最为可靠，让世界同行羡慕的产品。