原标题：超值低价的音响发烧利器——DSP001 DSP数字功放

　　传统的功放接收的是模拟信号，即CD机、DVD机等其它信号源输出的模拟信号经合并式功放功率放大再驱动音箱。传统高端音响分的更细，如外置音频解码器、前后级分体设计即经前级信号处理，再到后级放大，原理框图如图1所示，

　　从图中可以看出音频DAC的性能占居者重要位置，由于是模拟放大，影响音质的不确定因素太多，如前级放大器、后级放大器、线材等等。传统的功放多为B类、AB类与A类放大。

　　D类功率放大器又被称之为数字功率放大器(Digital Power amplifier),这种放大器接收数字信号或将模拟信号转换为数字信号，再进行功率放大。D类放大器是通过控制功率管的开和关来获得功率转换的，输出与输入之间无线性关系，属非线性放大。在D类功率放大器中，常用饱和压降很低的开关管来充当功放管，故自身功耗很低，电路效率高，且有利于集成化。PWM是Pulse Width Modulation的缩写，意为脉冲宽度调制。

　　很多读者分不清“纯数字功放”与“普通数字功放”，其实纯数字功放才是真正的数字功放，在专业领域简称数字功放，数字功放方案很多，至少几十种。ST、TI、INTERSIL、YAMAHA等芯片厂都有数字功放方案，有集成MOS管的小功率IC，也有外接MOS的大功率方案。比如常用的TI的TAS5508、TAS5510、TAS5512等SPDIF直接转成PWM输出，后面加通用驱动功率IC或者分立MOS管;ST的DDX方案STA309A等;INTERSIL的D2Audio方案D2-41051、D2-71083等等;YAMAHA的YDA142等等。

　　“普通数字功放”应该称为“准数字功放”，并不是数字的，只是推出的比较早，又被刻意去掉“准”字，所以真正的数字功放只能加个“纯”字以示区别。也许部份读者较早就了解过“数字功放”，在插卡音响、便携式音箱、拉杆电瓶音箱中大量使用普通“数字功放”，给人的感觉是节能环保。“普通数字功放”由于成本等因素，电路作了很多简化，模拟信号转换为PWM信号，如一些模拟输入的0.5W—30W单芯片数字功放除效率高外，多数数字功放音色并无多少突出优点，很多功放音质并没给发烧友一惊艳感觉!前几年一些发烧友试用其它厂家的模拟信号输入的数字功放如TDA7498，TDA8902、TA2020、TA2024 、TPA3123 等等，一些发烧友试用TA2020后，一度宣称该功放是具有胆味的数字功放，其整体性能全面超越自制的6P3P 胆机，给TA2020数字功放更多的赞美，数字功放的热潮在发烧界引起“骚动”，其实现在液晶电视机生产厂家也开始使用高端的数字功放。在一些音响展上看到越来越多的厂商推出了数字功放，国外高端的数字功放售价数万美元已是常事。

　　新型实用的音频DSP数字功放，原理图如图2所示，纯数字功放方案，兼容模拟信号输入，采用模块化组合，可根据需要升级任意模块，如HDMI切换模块、音频接收模块、音频DSP模块、数字功放模块、电源模块等等。笔者把部分模块作一简述：

　　用HDMI线传输音频有很多优点，可选2进1出、3进1出、4进1出、4进2出HDMI切换模块。

　　音频DSP一直是摩托罗拉、TI、ADI等品牌的天下，其用途广泛，音频DSP可以实现很多功能，在专业音音响领域用的最多，如多路信号切换、多声道解码与信号处理、卡拉OK信号混响处理、数字均衡处理、数字调音台、2进4出到4进8出等多路音箱处理器，声反馈抑制器等等，一些厂家为追求完美，一部机用多片音频DSP，如杜比全景声、DTS-HD等多声道解码用一片音频DSP、卡拉OK信号处理用一片音频DSP，信号再生处理再用用一片音频DSP。STA309为意法半导体公司的单芯片方案多声道数字音频处理器与控制器，TQFP64封装，参考图3所示。该芯片有很多功能特点，笔者仅选部份特点作归类，如：

　　1、8个通道的24位DDX(直接数字放大);

　　2、可选32kHz--192kHz的输入采样率;

　　3、6声道的DSA、SACD输入;

　　4、大于100分贝的信噪比和动态范围;

　　5、数字增益衰减58分贝到-100分贝，

　　6、单个通道衰减进行微调(-100分贝到+10DB)，低音、高音音调控制，7、每个通道DDX(直接数字放大)。

　　8、支持多数输入格式的音频，包括6.1、7.1声道的192kHz/24bit的信号。

　　在5.1模式下，另外两个两个声道用于信号输出或耳机输出，可超过1W的功率输出。

　　9、192kHz的内部处理采样率，24bit--32bit;自动模式;5频段图型均衡器;32种预设EQ曲线(摇滚，爵士;流行等);预设影片夜间聆听模式。

　　10、可选每个通道DDX或PWM输出。

　　由此可见STA309为高端的多声道数字音频处理器与控制单芯片方案，由于是全数字信号处理，其性能超越了很多模拟音量、音调控制的处理器。

　　STA510F是意法半导体公司“为满足蓝光和HD-DVD高清DVD格式对音频接口标准的苛刻要求”高质量的数字功率放大器。STA510F外观如图4所示，该产品能够向8欧姆立体声负载输出最高每声道100W的功率。这个放大器芯片还能向4欧姆负载输出4×50W的功率，或者向单声道负载输入200W的功率。 STA510F是为配合ST其它系列的采用ST独有的FFX(全灵活放大)数字调制技术的产品而专门设计的，但是也支持其它品牌的采用任何一种PWM调制方案(如三值增量、相移或二值增量调制技术)的驱动器。

　　STA510F这款功放芯片确保全部PWM输入信号的音质，同时还为家庭影院系统、微型组合音响系统等要求严格且注重成本的产品提供了一个成本效益非常高的功率输出级解决方案。此外，因为集成了关键的逻辑级和功率级的电源关断顺序电路，STA510F还简化了应用的设计难度，降低了用料成本(BOM);ST的‘简易启动’专利技术无需使用外部电路精确控制电源关闭顺序，使音响系统厂商能够更加容易地使用这个产品。

　　STA510F采用最先进的 BiCMOS-DMOS工艺技术制造这款新的放大器芯片，这项技术允许在同一个芯片上集成DMOS功率级、双极晶体管和CMOS结构。

　　STA309搭配STA510F组合，STA309搭配多片STA510F，如图5所示。

　　这个解决方案高集成度，结合从音源到扬声器的纯数字流，为设计低成本、高效能、外观紧凑的音响系统提供了可能。代表着在开发高质量的家庭系统平台数字功放解决方案方面向前迈出了一大步。作好的DSP功放板如

　　图6、

　　图7、

　　图8所示。

　　STA516B是意法半导体继STA508之后推出的又一款大功率单电源数字功放IC，STA516B是单片四网格状阶段multipower BCD技术。设备可以作为双桥或重新配置,通过连接销销VDD配置,作为单桥与双流功能或半桥(二进制模式)与当前能力的一半。设备设计,尤其是立体声输出级的所有数字高效率放大器。它能够提供200W+200W，6Ω负载(THD=10%,VCC=51V或在单一线下配置中400W，3ΩloadTHD=10%,VCC=52V。STA516B应用在高保真音频放大器,如家庭影院系统、活跃的扬声器和停靠点。

　　其实ST的STA5XX系列有好几款大功率功放，但其芯片本身都是4声道的，可以组成4声道、BTL的2声道，甚至是单声道的BTL也可以。

　　DSP数字功放采用全新的设计思路，用模块组合的方法，根据需要可升级任意模块，比如：

　　1、HDMI切换可把2k的4进1出切换或升级到4k的4进2出切换，如图9所示;

　　2、音频DSP可多种选择，用音频DSP可实现数字杜比系列与DTS系列解码，或者实现多路DSP分频，如2进6出或2进8出分频处理，即电子3分频或电子4分频。

　　3、功率放大部分可用多片STA510或多片STA516 实现，可快速实现8声道解码65W×7+130W功放或实现8声道解码300W×7+600W功放，或可快速实现两声道DSP四分频每声道功放60W+60W+60W+120W或150W+150W+150W+300W功放。

　　DSP001数字功放应电子报服务部的要求，专门为电子报读者中的平民发烧友打造的数字功放，为DIY玩家提供动手、练手的机会，也可以实现摩机升级，方便搭配各种不同类型的音箱。

　　本功放采用全新的设计思路，用模块组合的方法可实现快速硬件升级，也可快速装机，装配好的整机内部图如图10所示。

　　本品所有零部件均为原装正品，朴实无华，品质纯正;使用优质原装零部件，不仅仅是安全质量得到保障，使用寿命长，更重要是使实际性能能达到设计目标的强有力保证。采用音响用优质开关电源为追求第一流的品质提供了保证。

　　DSP001数字功放具有如下功能特点：

　　1.多种输入接口，4路HDMI切换，两路同轴数字音频，1路光纤数字音频，采样率：32KHZ--192KHZ;1路模拟音频输入。1路低音炮线路输出，1路HDMI音视频信号输出，1个软件控制及调式接口，如图11所示。

　　2.用专业音频DSP进行7.1声道解码处理与多种DSP音效，如图12所示。

　　3.可实现2.0，2.1、5.1、7.1输出通道多路选择，HIFI两声道与HIFI多声道快速切换。

　　4.采用STA309+STA510数字功放方案，共用5片STA510，整机输出功率65W×7+130W，性噪比大于100DB，整机后板接口如图13所示。

　　5.荧光屏操作指示，遥控器全功能操作。可实现8声道音量同步调节与副声道音量微调，主声道高音与低音调节。

　　6.配备专业音频控制软件，软件功能可升级，音频发烧友有多种玩法：如DSP均衡处理等等。

　　LJAV—DZB—DSP01数字功放可用到那些方面：

　　1、HIFI 两声道功放

　　LJAV—DZB—DSP01输出功率65W×7+130W，在试音室曾用用数字音频播放机作音源，播放192kHz/24bit的WAV音频文件，只接两个声道，用LJAV—DZB—DSP01推动8寸低音单元的书架箱一样出色音色：声音干净纯净、低频有力度，与传统的HIFI功放一样：三段平衡。

　　2、HIFI 2.1声道功放

　　部份读者家中都有一对小口径低音单元的书架箱，听人声比较满意，但听大动态的音乐时总觉得少了一些临场感，主要原因是100Hz以下的低频量感较少。由于该功放用DSP作低音处理，超低音频率与音量可调，用该功放外接一只8寸—12寸100W左右的无源低音炮箱，即和原来的书架箱组成2.1音响系统，即可改善听感。

　　3、HIFI 7.1声道影院系统

　　在一些城市蓝光DVD光盘也仅售十元左右，用LJAV—DZB—DSP01数字功放搭配定制的8个音箱或读者自行选购音箱或利用手边的音箱进行升级，或许整个设备预算不用三千元即可组建一套低成本的影院系统。如今大屏幕液晶电视机售价很平，若播放设备换作网络/硬盘播放机，该方案同样适用于组建低成本影吧系统。

　　4、HIFI 7.1声道音响系统

　　一些读者的思维可能要改变一下，不要认为AV功放不能组建HIFI音响系统，两声道功放才能组建正统的HIFI系统。音频DSP功放可以按两声道设计，也可以按多声道设计，DSP部份可能只需改动一下软件，硬件部分不需改变就可实现新功能。如今蓝光DVD机的普及，高保真多声道音乐是一个趋势，多声道音乐欣赏与多声道电影欣赏可能共存，如DTS—CD就是成熟的多声道音乐。

　　有了好的功放，音源与音箱搭配也很重要，不能随便拿一个音源与音箱来搭配DSP001数字功放，如一些插卡MP3播放机或网上一些低码率的在线音乐不能作音源。由于本机支持32kHz--192kHz的数字信号源，192kHz/24bit的数字音乐的信息量要多于44.1/16bit数字音乐的信息量，若有192kHZ/24bit高规格的数字音乐听感更好，蓝光光盘播放机与数字音频播放机应是首选的音源，如今部分品牌的蓝光DVD光盘播放机支持SACD光盘播放与DSD音频文件播放，用光纤线或数字同轴线或HDMI线与蓝光DVD光盘机联接信号源与功放，蓝光DVD光盘机就是一款高端的数字转盘。当然电脑、智能手机、网络播放机、数字电视高清机顶盒、卫星接收机这些新型数码设备都有可能用作数字音源。

　　传统的模拟信号经过很多环节，比如音频解码器、胆前级处理，电子管功放，各类线材其目的是追求声音的再均衡处理。其实听音环境对听感有一定的影响，很多发烧友在音响专卖店买器材时试音很满意，器材买回家安装使用后总觉得没在音响专卖店听时效果好。音响专卖店的试音室多经过了声学处理，一般家庭的听音环境不是很理想，少数高烧发烧友宣称玩音响玩到一定程度就是玩房子是有一定道理的。

　　在专业音响领域通常使用双31段模拟均衡器或音频DSP进行房间声学补偿。LJAV—DZB—DSP01数字功放配备专业音频控制软件，使用者要学会操作，应根据音箱的特性、环境声学特点、听音者的喜好作一些适当调节与修正补偿。音频发烧友有多种玩法：如DSP均衡处理可7段频率均衡，其频率点、增益、Q值均可调节，各声道最大音量与相位调节等，如图14与图15所示。数字均衡可降低对音箱性能的要求，比如音箱的频响曲线在某几个频段出现较大的波谷或波峰影响听感，通常的作法是在在分频器电路增加陷波器，用DSP功放通过电脑操作显示只需在波谷或波峰处作对应调节即可。

　　无论从技术还是实际听感看,真正纯数字功放更易获得接近原声的效果，原声纯如清水，真实却不一定适合每个人的口味，但不要忘了纯水本无味，你给它怎样的佐料它就为你呈现怎样的味道，喜欢喝蜜糖水、碳酸水、电解水、纯净水各自选择调配。在模拟功放中,这个佐料是电路结构和元器件物理特性造成的音染;在数字功放中，这个佐料就是DSP音频处理器，区别在于在模拟功放中前者必须修改硬件才能改变音色，成本高且未必如期望所转变;不同的DAC会有不同的个性声音、如PCM63、PCM1704、PCM1794、WM8741、AD1955、ES9018等等，由于与传统功放不同，数字功放是数字信号(同轴/光纤/AES平衡)直接输入，不通过DAC，SPDIF数字信号直接调制转成PWM方波，驱动MOS管输出。

　　数字功放省掉了DA转换这个环节，可节省系统成本。可以用音频DSP对声音再均衡处理，模拟DAC的某些个性特点，与通过换前级、换功放、玩线材的等手法有着异曲同工。由于是全数字放放大，某些玩模拟功放的作法可能不再适用，同时若要发挥极至能“出彩”，对使用者要求更高，要有一些音响与音乐专业知识，这是一种积极的调试方法，也很“辛苦”，可能某些习惯玩模拟“声染”的烧友不喜欢数字功放，用“脑”太累了!数字功放可以通过软件精确操控，效果好，成本大大降低。

　　很多读者可能觉得本文的数字功放电路这么简单，没用发烧器件能发出好听的声音吗?笔者不想作过多的评论，在国内音响展上部分观众已感受到高端数字功放的魅力，国外很多售价数万元的监听有源功放同样在内部使用音频DSP作高低音分频，用数字功放驱动扬声器。系统搭配完美的DSP数字功放可作到声音通透、直接、细节表现好、动态幅度大、瞬态好，音色轻盈纯静。

　　一些用户经过A、B比较，从声场、鲜活度及润泽度方面STA510功放性能超过TA2022，其低频更有力，中频更加醇厚。与发烧友作的2A3胆机相比，数字功放高频细腻胜出10%以上，中频密度稍逊5%左右，低频的推动力相当。本文的DSP数字功放有别于市场上的通用数字功放，若DSP部份调节得当，人为作一些修饰，DSP数字功放完全有能力挑战一些通用的胆机。若推动大口径的音箱，如12寸15寸低音单元的音箱或者较低灵敏度的书架箱，可把数字功放由STA510升级为STA516，内部4路功放可采用采用桥接增大功率，若条件满足，每路可作到300W的功率，数字功放的优势会更明显，其控制力更好，制作低成本的高保真大功率功放又多了一个思路!

　　玩过模拟功放的发烧友都知道：一条发烧信号线售价多钱?从数十元到数百元以至数千元都可选择。一个音量电位器售价多少?从数十元到数百元都可选择，一些用精密电阻组成的继电器音量切换电位器售价达数千元，部分用DA转换的高端数字音量电位器卖数百元也很正常，部份发烧友不会觉得多贵。然而这些情况在DSP数字功放中可能不再出现，一条3米长的国产HDMI线不用20元即可买到，用HDMI线作数字音频传输如何?一个数字音量调节只是该功放的一个基本功能，所占的硬件成本可以忽略。可能以“堆料为荣”的发烧友有些失落了!科技改变生活，越是前沿的技术，商人炒作起来越困难。

　　由于DSP001数字功放是“中国智造”，我们更知道客户的需要;由于批量采购成熟的芯片，更可把成本控制到合理范围;“质变比量变更重要!”由于采用创新思路，笔者认为音频DSP数字功放可能是高端功放的发展方向，也可能是平民的音响发烧利器!