多媒體產品(Multimedia)是指能夠同時表現2種以上文字、圖表、影像、聲音與動畫等訊息的產品，不過訊息雖多，但是結合影像與聲音的影音多媒體，則一直占主流地位，因此能傳達此類訊息的表現方式，如電視、電影，都被稱為強勢媒體。
過去能播放影音多媒體的設備，體積都相當龐大。拜IT產業(yè)進步，IT與CE設備中，多媒體產品如雨后春筍，種類與數量愈來愈多，體積也有縮小化趨勢，例如多媒體個人計算機、筆記型計算機、手機、游戲機、專業(yè)機(如電子字典、電子書閱讀機)、MP3音樂播放機、可攜式多媒體播放機(PMP)、個人數字導航設備(PND)等。
由上述分類可知，IT/CE產品以影音應用產品為市場大宗，就算原非多媒體用途(如PC/NB，手機)，也跨足影音領域。很明顯，IT/CE產品從單純的「計算器」走進消費性電子產品市場，進而創(chuàng)造廣大商機，影像播放與聲音聆聽的多媒體需求，絕對是最重要的殺手級應用。
當然，影音多媒體并不完全局限于娛樂用途，舉凡商品或服務展示、簡報、意見咨詢、科學研究、教學訓練、雙向互動等各種用途，都可用多媒體實現。
圖說：原本以傳輸語音為主的手機，目前卻被賦予豐富的娛樂用途，播放音樂亦是重點應用。圖中的Nokia 6233甚至配備雙揚聲器，強化聆聽音質。
多媒體產品影音失衡 音效功能長期被忽略
影音多媒體設計上，長久以來多半是由影像功能掛帥，無論是機構設計或是市場宣傳，影像的訴求遠遠大于聲音。例如IT設備中的筆記型計算機，強調多媒體用途者，多半以大屏幕與強力顯卡為訴求，音效功能則多輕描淡寫。
反觀CE產品類，也是如此，以多媒體手機為例，雖手機以傳送語音起家，但是搖身變成多媒體手機后，幾乎都以強調顯示功能為主，甚至將多媒體手機分為單色、CSTN、STN、TFT、AM OLED等，完全以影像為分類主導，對聲音則鮮少著墨，幾乎沒有研究將多媒體手機音效的進步，列為分類重點。
這樣的發(fā)展趨勢，原因之一在于人類的感官中，80%是倚賴視覺，因此在多媒體中，視覺所占的重要性也相對提高。其次根據人類聽覺特性，也不是所有的聲音都能感受、分辨，許多音效壓縮格式多將一般人耳無法查覺變化的音頻舍棄，減少音訊編碼的數據量，就算解壓縮后的音質與來源不盡相同，對還原后的音質體驗感受差異不大，此稱為感知編碼 (Perceptual Coding)，因為訊號源已經處理略微劣化，多媒體播放出來的聲音自然無法追求質量。
再者，電子環(huán)境對于音效的質量，也是相對不友善的環(huán)境，充滿噪聲與干擾。傳統(tǒng)的模擬音效環(huán)境，例如音響，無論訊源、前級、后級部分，雖有電子設備與電源，但是擁有良好的屏避與阻隔，設計者較能掌握、排除其對音質的干擾。
但音效設計場景換到IT/CE設備，因電路版空間有限，不可能針對單一訊號進行太多遮蔽、改善，且受限成本考慮，通常也很難利用較好的電容或電感，來減輕或阻絕交換式電源供應器天生的噪聲，加上其它設備的電磁波干擾，聲音表現自然大打折扣。
在如此發(fā)展趨勢下，影音受重視的程度逐漸失衡，此點由多媒體中數字影像規(guī)格，由高度破壞性壓縮的Mpeg格式進展到Mpeg2，甚至目前的各種HD規(guī)格，畫質表現愈來愈清晰、分辨率不斷飆升，追求質量的趨勢相當明顯。但數字音效卻反其道發(fā)展，破壞性壓縮的mp3格式甚至AC3等盤據主流市場，音質較佳的無失真壓縮反而成了小小眾。消費者長期受到此趨勢影響，對于多媒體中聲音質量的要求，多半也以「有聲音」就好的態(tài)度面對。
圖說：MP3就是音樂播放產品，音樂的播放效果即音質優(yōu)劣，便成為評斷MP3的最終條件。不過目前許多廠商卻在外型、功能上大做文章，似乎本末倒置。
影像發(fā)展紅海競爭 強化音質成多媒體產品差異化活路
如前述，因影像功能獲得的重視遠大于聲音，因此多媒體產品在影像部分的競爭相當激烈，但由于零組件多半由特定供貨商提供，設計人員雖然可在布線、調整上，做出修正，取得更好的影像質量，但是實質差異通常不會太大，最后產品上市后，由于與競爭產品沒什么差異，往往陷入白熱化的價格戰(zhàn)。這樣的紅海市場，相信是許多廠商的痛，卻又不得不奮力肉搏，不過音效卻可能成為多媒體產品拉開差異化的救贖。
例如宏碁2007年，隨著Santa Rosa平臺，推出的一系列筆記型計算機，舍棄傳統(tǒng)強調性能的宣傳模式，而將訴求重點放在提高聲音質量，以「有杜比，最動聽」的口號，成功的打動消費者，因此在筆電市場創(chuàng)造亮眼銷售佳績。由此例可見，高音質的數字裝置，并不是沒有市場，只是過去沒有選擇，一旦有音質較佳的產品出現，就能夠迅速拉開產品差異性。
不過要設計好的數字音效裝置，并不是那么容易，設計者首先要能掌握數字音效原理，了解數字音效原理、編碼模式、音質好壞標準，接著認知目前影響數字音效質量的關鍵零組件。
圖說：宏碁筆記型計算機在2007成功以較佳的音效，拉出與對手產品的競爭差距，創(chuàng)造銷售佳績，就是以音效為產品創(chuàng)造差異化、提升競爭力的實例。
音效原理與壓縮格式掌握 設計高質量音效裝置的第一步
聲音是一個籠統(tǒng)的名詞，以物理性分析，聲音由4種特性組成：
1、音高：震動頻率(Frequency)，指單獨一個音在整個音域中的位置。音根據音波振動的頻率在音高上有高或低等分別。
2、響度：震動幅度(Amplitude)，聲音的強弱稱為「響度」，通常以「分貝」(dB)來表示響度大小。
3、音色：震動波形(Wave Form)，又稱音品，聲音在真實世界由震動產生，而不同的物體振動的原理和情況都不同，震動波形相異，就會形成各種不同的音色，如纖細、渾厚等。
4、方位：音源(Source)與聽者的相對位置，但人的雙耳除了判斷聲音的方位之外，也可感受聲音的空間感，空間感由聲音的直接音(direct sound)、早期反射(early reflection)、回響(reverberation)等3部分重現。
重現聲音，對于數字音效來說，卻具有天生上的難度，因為數字音效常常都是壓縮、編碼、重制后的產物，主要原因是為了滿足儲存容量的需求，因此利用音訊編碼(Digital Audio Coding)可實現聲音數字化后檔案體積小、復制不失真、容易保存及保密等優(yōu)點。
音訊編碼其中一種方式是以無失真 (Lossless) 為原則，意指當經過壓縮過的訊號，再解壓縮之后，可以還原成幾乎與未經壓縮的訊號質量一致，這種方法對音樂質量有較好的保障，然而所付出的代價是壓縮率偏低，像DVD Audio規(guī)格采用的MLP (Meridian Lossless Packing) 就是無失真壓縮的一例，壓縮率只有50%左右。
目前主流編碼格式則反其道而行，為得到較高的壓縮效率，根據人類聽覺特性，將一般人耳無法查覺其變化的高低頻數據舍棄，減少音訊編碼的數據量，與解壓縮后的數據不盡相同也無妨，這一種壓縮方式泛稱為感知編碼 (Perceptual Coding) 或是感觀式編碼。
音訊編碼有許多種，針對聲音的編碼有PCM、ADPCM、DM、PWM、WMA、OGG、ACC、MP3Pro以及MP3等等；針對人類語音有LPC、CELP與ACELP等。
圖說：數字音效在編碼時如果采用更高的取樣率、或是數據分辨率，還原后的音質就越能夠接近原音。
音效評估標準掌握 設計高質量播放裝置基準
音樂好不好聽，見仁見智，但是音質好不好，卻可以精確評估。一般所謂音質好，就是發(fā)聲裝置能夠真實重現上述4種聲音的物理特性。換句話說，無論以模擬或數字方式重現，都以音頻信號范圍越準確、失真度與干擾(例如噪訊)越少，聲音越能接近來源越好。
以數字音效來說，又可分為語音類與音樂類重現。語音類相對較單純，通常以5個等級評估，一般只要與音頻率達到7Hz以上，并且使用者不察覺失真，即可評估為優(yōu)良。
但是IT/CE多媒體設備所播放的數字音樂，原音重現就相當困難，由于數字音樂本身通常就并非由來源100%轉換，因此數字音樂的取樣率，分辨率，壓縮格式都會影響聲音質量甚巨，再者如噪訊比(SNR)、總諧波失真(THD)等因素，也都會影響數字音樂質量。
而且，數字音樂的質量評估，也較語音類困難許多，因為音樂重現質量優(yōu)劣取決于多種因素綜合評量，如聲源(聲壓、頻率、頻譜等)、訊號(失真度、響度、動態(tài)范圍、噪訊比、瞬態(tài)響應、聲道分離度等)、音場與方位性(直接音、前期反射聲、混響聲、立體感、基準振動、吸聲率等)、聽覺特性(可聽范圍、各種聽感)等。
由于評估的要點眾多，甚至連人聲與音樂評估都必須分開處理，因此評估方式也較為復雜，分主觀與客觀2種方式處理。主觀方式評估參數為立體感、定位感、空間感、層次感、厚度感等5大方向，由于主觀方式較無標準可言，因此詳細評估細節(jié)在此不多贅述。
客觀評估方式多以儀器或是測試軟件評量，通常會有下列幾種標準：
1、總諧波失真(THD)
失真是檢驗數字音樂是否接近原音重現的關鍵，若失真度太大，則其它評估標準表現再優(yōu)異也沒用。總諧波失真(Total Harmonic Distortion，THD)則是檢查的第一關。主要是評估數字音效是否有非線性失真(Nonlinear Distortion)產生。
非線性失真是指輸入信號經過處理后，輸出時所產生的錯誤部分，而這個錯誤部分則與原本的輸入信號完全無關，例如不是因破壞性壓縮格式所造成，是在輸入信號以外的頻率產生的其它類錯誤信號。這些屬于非線性失真的頻率就稱為諧波(harmonics)，諧波產生的位置是原始信號頻率的整倍數的位置，例如，1KHz的諧波就是2kHz、3kHz、4kHz。
2、互調失真(IMD)
互調失真(Intermodulation Distortion)是指2個頻率間，因為頻率混合所產生的和、差、乘積的失真頻率，例如輸入頻率為2KHz與6KHz的訊號后，產生8KHz、4KHz、16KHz的訊號，甚至原始輸入訊號2KHz與失真的8KHz，又可能產生10KHz的訊號，這些失真的訊號亦稱為諧波，以數字播放裝置來說，這些互調失真的諧波當然越少越好。
3、相位失真(Phase Error)
相位失真則是1種線性失真，系指音源信號在傳輸和放大過程中發(fā)生時間延遲。因為電子音訊設備，在其輸出信號與輸入信號之間一般是存在相位差，例如電容和電感對交流信號(電壓或電流)具延遲作用。當一個交流信號經過電容、電感和電阻時，或多或少造成延遲現象，這會導致這個交流信號的幅度變化時間向后推遲一段時間，造成聲音訊號不一致，對于需要定位性的聲音，如立體聲，影響更大。
4、頻率響應(Frequency Response)
頻率響應是對DAC/ADC轉換器頻率響應能力的評價標準之1。最佳狀態(tài)是在每1個頻率都能輸出穩(wěn)定，換句話說，輸出質量越好的裝置，頻率響應曲線就越平直，反之則不但在高或低頻衰減得很快(因為高低頻訊號重建困難)，在一般頻段，即人耳對聲音的可接收范圍20HZ-20KHZ內，亦可能呈現抖動的現象，無論是曲線突起(功率增益過大)或下滑(功率衰減)都是音質失真的表現。
5、噪訊比(Noise Level)
訊噪比是指最大不失真訊號與噪音之間的比例，噪音分為2種，首先在數字音效的轉換過程中，每個相關零件都可能產生噪聲，并成為處理中的數字音效的一部分，這些訊號與輸入信號無關，但卻會隨著訊號源進入下一個處理單元或是輸出成聲音，換言之，就是設備自己發(fā)出的噪音。此外，當有訊號發(fā)出時所伴隨的調變噪訊(Modulation Noise)，也是噪音的一種。噪訊比以S/N或SNR(dB)表示。于音效播放裝置來說，比值當然越大越好，例如Hi-Fi音響的SNR>70dB，CD機要求SNR>90dB。在實際設計上，因為人耳對4~8kHz的噪聲最靈敏，所以這個范圍的噪聲對于實際聆聽的影響較大。
6、動態(tài)范圍(Dynamic Range)
動態(tài)范圍表示的是最大不失真信號與噪聲值的比例，此處的噪聲指的是沒有信號輸出時的噪聲值。如音頻信號無失真最強部分與最微弱部分之間的電平差，這個比值為越大越好。不過動態(tài)范圍跟響度有關，并不是無限制的，即從最小的響度到最大不失真響度間的范圍，以CD為例，其聲音采樣分辨率為16bit，因此動態(tài)范圍就算毫無瑕疵，也只有65,536種響度變化，不可能超過。
7、立體聲分離度(Stereo Channels Crosstalk)
單聲道基本上不可能創(chuàng)造出立體感的聲音，只有2聲道以上才能辦到，就是所謂的立體聲。所謂聲道分離度，就是指不同聲道間立體聲之間的隔離程度，通常用1個聲道的信號電平與串入另1聲道的信號電平差來表示，換句話說，就是數字播放器左(右)聲道的聲音，傳到相對應另一聲道的情況。這個數值越大越好。一般要求Hi-Fi音響分離度>50dB。。
實際上，在數字信號中，要做到100%的左右聲道獨立是非常簡單的事情，然而實際能夠聽的聲音，卻是模擬信號，而能發(fā)出模擬信號的設備，本身就無法達到這一理想值，就是串音(Crosstalk)了，為一種訊號干擾，模擬在線相鄰訊號間的耦合干擾，會影響到彼此的訊號接收。例如在左聲道的信號，也能在右聲道取得一點點細微的相同信號，就會造成立體聲無法達到聽覺上的良好分離狀態(tài)。
此外，還有聲道平衡度，是指2個聲道的增益、頻響等特性的一致性。否則，將造成聲道或聲相偏移。
圖說：透過軟硬件設備與各種客觀標準，音效可以評估優(yōu)劣以及加以調整。
先天不足可后天加料 音效合成亦是研發(fā)重點
雖原汁原味是許多人追求音質表現極致的至高標準，但是因上述各種原因，通常無法達到，所以音樂播放過程中，數字數據的呈現結果最重要是要防止在模擬儲存、和運作時所造成的音質損耗。但是如果無法避免錯誤時，則也可以利用后天的方式彌補、修正。
例如以均衡器(Equalizer)能將不同頻率范圍的訊號分別濾出，然后再各別放大或縮小處理，最后再合成，藉此補償訊號的頻率衰減，使音質回復至接近原音，或者也能補償輸入的不足，即針對一個音程里的倍頻點，可以去補償與衰減，在聆聽上，馬上可以得到實時的修正，使音質達到接近理想狀態(tài)。由于人類的聽覺系統(tǒng)在低頻及高頻的接收上感受度較差，透過均衡器強化或補足聲音的功能，能彌補人們在聽覺上的盲點。
如將頻率為100Hz的組成泛音放大，就會讓聲音中100Hz左右的低頻部分聽起來更震撼一些，若覺得聲音的低頻部分不夠明顯，也可以用均衡器加以補足。像目前MP3播放器幾乎都有Equalizer的功能，使用者可選定或自定不同的播放音場(抒情、爵士、搖滾、流行音樂等)，充份表現出音樂的個性化。
圖說：均衡器目前已經以數字方式，內建在大部分的播放裝置中，彌補聲音表現的不足或展現個性化音樂風格。
IT/CE類的音效播放設備提升音質的方式很多，不過從關鍵零組件下手，通常能展現立竿見影的效果，對于開發(fā)上的難度來說，也相對較低，當然聲音表現在「一分錢，一分貨」的情況下雖然提高了，但是也讓開發(fā)案的成本，可能因此居高不下，但參考前篇的例證，提高音質能夠拉開與競爭產品的差距，應值得開發(fā)者投資。
音質提高的關鍵零組件在于DSP、Codec、DAC、與放大IC，一個個都成為今日數字音樂播放裝置音質展現的瓶頸，以下將分別探討。除零組件外，實際電路設計、EMI與差動信號，連電源供應都會影響音質，如果采用高質量零組件，卻敗在這幾個可能被研發(fā)人員忽略的細節(jié)，相信也會令開發(fā)者遺憾。
數字音效音訊處理關鍵 DSP勝過純軟件譯碼模式
數字音效如前所述，幾乎都是壓縮格式，處理第一步，就是將壓縮格式經譯碼還原，在PC類的音效裝置上，這個步驟由于有強力CPU代勞，所以幾乎可以將此必經過程忽略不計，但是其它CE等級的音效播放裝置，特別是最熱門的手持類裝置，由于功耗與散熱限制較多，無法使用效能較高的CPU，故譯碼就成為音質提升的第一個關鍵。
許多兼具影音功能的多媒體裝置，多半采用多媒體處理器進行譯碼，此種處理器包括TI的OMAP、Freesale的i.MX系列、ST的Nomadik、Renesas的SH-Mobile、NXP的Nexperia、ADI的Blackfin，以及Marvell的Xscale等。
不過采用處理器譯碼的方式，基本上可歸類為沒有硬件加速的純軟件譯碼，譯碼效率并不高，許多研發(fā)人員認為這部分對于音質沒有影響，實際上的譯碼速度、精確度以及噪訊比等性能，通常較硬件譯碼表現略微遜色，因此終端輸出音質也不用抱太多期待。此外，由于軟件譯碼，也不容易加入音效的后制處理，因此無法表現出音場，或者是不同音樂頻譜的動態(tài)調整等進階音樂表現能力。
因此，提升音質的第一步，音訊譯碼應該用硬件處理為佳，在設計中加入采用純?yōu)橐粜ёg碼設計的DSP，讓譯碼精確度以及噪訊比等關鍵性能都有所提升，音質自然會更好。甚至有的DSP還通過高音質認證，如德州儀器(Texas Instruments，TI)推出的DA7xx系列，可同時執(zhí)行DTS-HD Master Audio串流解碼、8聲道192kHz原聲音訊及所有后段處理。
圖說：專業(yè)DSP需要為其開發(fā)最佳化軟件，音效DSP亦然，其算法考驗設計者功力。
Codec位居音效裝置數字模擬轉換要津 亦是音質掌握關鍵
音效裝置輸入或輸出的是模擬訊號，人耳才能聽到，但是中間所處理的全是數字訊號，兩者間的轉換，也是影響音質的重點，把數字音效數據轉換為可輸出的模擬訊號階段，因成本與布線等因素考慮，大多由音效Codec芯片所負責。
大部分的Codec芯片，同時具有D/A(數字訊號轉換成模擬訊號)和A/D(模擬訊號轉換成數字訊號)轉換功能。音效輸出時利用的是D/A轉換功能。以接收到來源數字訊號相同情況下，D/A性能好壞直接決定音效裝置的輸出音質，所以包著D/A的Codec芯片，其處理能力和訊噪比，對最終的聲音輸出質量有很大的影響。
Codec的性能好壞，可由性能規(guī)格進行分析，例如支持可處理的數據位、取樣頻率、噪訊比、動態(tài)范圍與各項失真值等，有些codec已支持HD格式，在數據呈現上比較漂亮，但真實音質未必比較好。決定Codec音質關鍵簡述如下：
1、DAC訊噪比：DAC是Codec中真正負責轉換工作的單元，其訊噪比高低，將直接關系到最終音效聲波輸出的訊噪比，因此其性能為Codec的核心參數。大部分Codec芯片此項數值約在95db，但實際上，最后是否是能夠達到供貨商標示的數值，還是會受到很多其它因素影響。
2、Mixer訊噪比：Codec中有Mixer，也就是混音器，負責對聲音的迭加與混合處理，即可將2個或多個輸入音效流結合為1個輸出流，并可選擇各個輸入流的增益，所以Mixer噪訊比也是Codec影響音質的因素，一般此項性能參數與DAC噪訊比約略相同或相近，差距在-1db左右。
3、DAC通道數目：許多音效裝置已開始支持多聲道，Codec芯片支持多信道能力，也是靠多信道DAC，其性能也會影響多聲道時音質的表現。目前較新的Codec芯片大多已可以支持8通道的DAC轉換。
4、PCM格式轉換時所支持的最高取樣分辨率、和取樣頻率：以音質的角度分析，取樣分辨率越高，對聲音數據的處理能力就越強；取樣頻率值越大聲音訊號的分辨率就越高，聲音轉換中的失真就越小。Codec芯片一般可以最高支持192KHz取樣頻率以及24Bit立體聲A/D轉換和24Bit立體聲D/A轉換。
5、A/D和D/A的頻率響應范圍：頻響范圍也是音質中重要的指標，不過由于人耳的限制，只能聽到20Hz~20KHz的頻響范圍，因此超過此頻率的聲音就算處理得再好，使用者也聽不到，因此目前絕大多數的DAC頻響范圍，都在20Hz~20KHz之內。
嫌包山包海Codec音質不好 采用直接DAC音質更上層樓
如前所述，DAC目前大多已經包在Codec內，不過以音質的角度觀察，Codec號稱樣樣通，可能就表示每樣表現都很平庸，例如在音頻信號處理上，Codec的精準度就不如獨立的DAC。
再者，Codec的Jitter控制力也不如獨立的DAC，Jitter指時基誤差，會造成音質劣化，成因并非震動幅度等數據本身的錯誤，而是時間部分出錯了，造成聲音的波形扭曲，很明顯的，這對音質高規(guī)格要求來說，絕對是一大殺手。
除了處理能力比較差外，目前主流多通道Codec在設計上很難避免多通道間的干擾，音質表現會比2聲道Codec差一些，因此講求多聲道支持，又兼顧音質的設計，會改用多顆雙通道DAC的方式解決需求。
雖然采用DAC的方式比Codec成本高，但是音質比較好，目前講求音質的裝置，越來越多采用專業(yè)DAC，如iPod、iRiver、Zune等。
專業(yè)的高音質DAC廠商不多，較著名的有歐勝微電子(Wolfson)、德州儀器、恩智浦半導體(NXP Semiconductors)、Cirrus Logic等。
DAC音質判斷的標準與要點，與前述的Codec差別不大，不過以規(guī)格來說，DAC的效能都略勝一籌，因此通常判斷的標準會更為嚴格，除了原本就被考慮的分辨率、取樣率，噪訊比、總諧波失真這幾項因素外，通常還會把有效位數(Estimated Number Of Bits，ENOB)、噪訊加失真比(SIgnal-to-Noise And Distortion，SINAD)、無雜散動態(tài)范疇(Spurious Free Dynamic Range，SFDR)、
差分性失真(Differential Non-Linearity，DNL)、積分性失真(Integral Non-Linearity，INL)等參數列入評比。
DAC的硬件規(guī)格通常也比較好。以Wolfson的WM8978為例，噪訊比達98db，具有改良的HI-FI級數位信號處理核心，支持增強型3D硬件環(huán)繞音效，以及5頻段的硬件均衡器，以改善音質；并有一個可程序化的陷波濾波器，用以去除音效裝置因為顯示屏幕開關或切換時產生的干擾噪音。
除了DAC，許多播放音效的裝置，如果擁有錄音功能，那ADC的質量也相當重要，判斷標準與DAC相同。
放大IC攸關音質與功耗 D類放大成首選
前述探討的幾個零件，都在于訊號轉換的部分，不過當數字音訊數據處理完畢，成為模擬的聲音訊號后，必須加以放大輸出，因此放大IC也是攸關音質高低的重要環(huán)節(jié)。
不過放大技術與音質的關連性，卻不能完全以音質的角度出發(fā)，以傳統(tǒng)的Class A/AB放大技術來看，A類放大的音質最好，其原理是純粹的以模擬訊號進行線性放大，音質沒有失真。
不過，A類放大雖具有最佳的信號傳真性，但卻相當耗電，一般來說，電能利用率只有20%~30%，例如供應100W電力給A類放大裝置，最后真正輸出到喇叭發(fā)聲功率的只有25W左右，其余的75W通通損耗掉，除了電力效率不佳，高耗能也代表會產生高廢熱，常需要在放大晶體管上配裝大型的散熱片輔助散熱。對手持式裝置來說，高功耗與高熱都是設計上的原罪，開發(fā)者避之唯恐不及。
另一種B類放大設計，雖省電性較佳，但信號失真影響音質甚巨，因此衍生兼具兩者優(yōu)點的AB類放大，在音質與省電性取得較能接受的均衡點，過去成為消費性音響領域最受歡迎的放大方式。
但目前在數字播放裝置，越來越講求整體電路配置空間縮小、并且降低功耗讓產品更省電，以維持電池續(xù)航力等種種發(fā)展趨勢下，于1958年就提出的D類放大(Class D Audio Power Amplifier)，目前成為當紅炸子雞。
D類放大利用的原理為PWM(Pulse Width Modulation)，作用方式類似于主機板上交換式電源概念，即利用數字頻率波型的疏密來輸出模擬振幅的高低大小，頻率密則振幅高，反之頻率疏時則振幅降低。也因此運作模式，D類放大亦被稱為為數字式功率放大或數字功放。
D類放大省略了傳統(tǒng)AB類晶體放大，在作成大功率機型時所需的大型變壓器、超大濾波電容，可改以小電容與類似交換式電源供應模式(Switching Power)的小型變壓器取代，使得電能可以快速直接地驅動喇叭單體。此運作模式提供了極高的電能利用率，純理論上是100%運用，實務上電能利用率也經常在80%、90%水平。
由上述驅動模式即可發(fā)現，D類放大電路當然在工作時不易產生高熱，所以可以免掉占空間的散熱片，此外，由于采用PWM模式，D類放大電路所需的體積，會比傳統(tǒng)的功率放大電路小了許多，成本也較低，加上低耗熱優(yōu)點，D類放大電路非常適合塞在小小空間里。
不過以音質的角度檢視，D類放大的缺點是以調變程序所形成的放大，其結果必然與原始信號有些出入，但在一般消費性產品的音樂播放上，其質量可被接受，甚至在目前的技術下，D類放大的音質越來越好，特別是在低瓦數的狀況下。
例如，以采用D類放大器IRS2092S D的IRAUDAMP5設計方案，與同等級AB類放大輸入比較，在1kHZ、接4Ω負載時，80W以下區(qū)域，D類放大的THD+N實際上是低于AB類放大器，而在60W附近，D類放大的THD+N更是進步到了0.005%的水平。
只有在80W到140W區(qū)域，AB類放大的性能才稍高過D類放大，不過即使到了120W，D類放大的THD仍不超過1%。對于大部分數字音效裝置來說，很少用到高功率，低功率的情況比較常見，此時D類放大的反而占有音質優(yōu)勢。
D類放大的優(yōu)劣評估，在于供電抑制率(Power Supply Rejection Rate；PSRR)以dB為單位，PSRR必須盡可能高。對于音質方面，則為總諧波失真加噪訊比(TDH+N)要求，此點以百分比(%)為單位，，THD+N則是盡量低，一般不超過10%，高標要求上還要低于0.1%、0.01%。不過THD+N建議與負載阻抗Rl、輸出功率(Output Power)、PWM的調變頻率(f)等做比較，才能準確判斷。
此外，D類放大有獨特的電子特性，因此在音質評估時，必須注意EMI電磁干擾問題。因D類放大IC會持續(xù)、頻繁地進行晶體管的導通、關閉作業(yè)，所以很容易產生電磁干擾，對于音質當然有不利影響。因此越能降低降低電磁干擾的發(fā)散度的產品當然越好，不過此點在空間與成本許可的情況下，可用金屬外覆來屏蔽。
此外，許多D類放大IC在省電性、控制性、體積縮小、彈性、保護能力上都有所著墨，形成各家的特色，大部分與音質沒有太大關系，不過有些設計如果太過頭，對于音質就會有影響。
例如一些D類放大IC減少后段的LC低通濾波電路質量，如使用更小的電容，或根本省去電容(Cap-Free)，甚至有些設計連外接電感都一并省去(LC-Free、Filter-Free)，直接將揚聲器的音圈之漏電感來充當LC用，當然，此種D類放大IC能夠達到相當小的體積，因其輸出接腳可與喇叭、耳機直接相連。
雖此種設計方式可將體積縮至極小，但高頻部分未經過濾就直接輸出，喇叭不易將20kHz以上的頻率發(fā)聲，即便發(fā)出人耳也聽不到20kHz以上的頻率，但如果省過頭，也可能對可聽范圍內的音質產生負面影響。D類放大IC的提供商有ADI、Cirrus Logic、MAXIM、Motorola、NS、Philips、Sanyo、ST、TI、TriPath等。
圖說：D類放大原理與AB類放大比較。
零件優(yōu)秀一時之選 整合電路也需配合才能發(fā)揮最高音質
由于目前的數字音效播放裝置，大多在內部整合各種電路，以及相關的數字IC，為達產品體積的集縮需求，各項組件間靠的非常緊密，組件間將無法保持足夠的距離隔開對音效處理組件的干擾，因此音樂透過模擬電路輸出時，幾乎都可以聽到程度不等的電子噪音夾雜其中。
針對此問題，在產品設計時就應該在印刷電路板規(guī)劃中，盡量將模擬電路和數字電路隔離，并確保模擬訊號布線遠離數字或功率開關布線。
此外，EMI干擾也是音質殺手，開發(fā)者當然有許多傳統(tǒng)方式針對EMI做減低或隔離，但是最有效的方式為差動信號，即利用2個完全相同，但具有不同極性的訊號，取代單端電路。
例如在一個對稱布局中，2個路徑相鄰運作，一旦發(fā)生EMI干擾，則相同的EMI突波會被導入這2個信號中，但是，因為2個信號的接收側不同，所以EMI會被抵銷，換言之，共模抑制比(common-mode rejection ratio，CMRR)越高，則抑制EMI的效果就越好。此外，兩個鏡像也能夠增大訊號，使任何殘余的噪聲都會較不明顯。
再者，電源供應是數字裝置一定具備的組件，但也提供了噪聲干擾音質的管道。對于線性電源供應產生的低頻電源線漣波，以及交換式電源供應器產生的高頻交換式噪聲，因此在設計上應該避免共享電源回路，此外，也可以藉由適當的穩(wěn)壓器與高質量電容器，加以過濾、抑制、消除，例如將低ESR電容放在音效IC的電源接腳附近，這可減輕交流噪聲影響，并且可以降低電源突波發(fā)生，
音質提高，除了本篇提到的關鍵零組件(主動組件)外，被動組件(電阻、電容)的用料也相當重要，除影響前述的電源濾波質量，在音效處理路徑中的交連電容、回授電容以及電組，都會因為其自身的電子特性，影響輸出的模擬訊號質量，這部分的設計調整，對于最后音質的細節(jié)影響也頗大，不過這是在主動組件已經相差無幾的情況下，才能比較出差異。 |
