結論

7.1 研究成果

最後整個平台就是以USB 六聲道音效控制器為介面、I2S 輸入之 1.5-bit 數位 Σ－Δ 調變器為基礎、數位全橋功率放大級作為輸出的 5.1 聲道音頻擴大器(圖 7.1.1)。若將整個系統體積最佳化，將可以達成多聲道、小體積、大功率的目的。

由於後級皆能高速切換，使得Σ－Δ 調變器取樣頻率的設計可將 Noise Shaping 到 人耳無法聽到的範圍(20kHz 以上)，加上 1.5-bit 的量化運算，也大幅降低了切換 次數與電磁干擾(Electromagnetic Interference)，所以系統輸出省略了低通濾波器 (Filterless)。

圖7.1.1 USB 介面 5.1 聲道音頻放大系統

D 類放大器體積小效率高，但缺點是調變的過程必然有些失真，所幸在數位 化的音質上可被接受，所以較適合應用在可攜式裝置等需小體積的產品，另外 LCD 平面電視、平面喇叭、車內音響有散熱、體積、用電的精省壓力，也會使用 D 類放大器。而在高檔專業音響中仍然是以零失真的 A 類放大，為了享受無失真 的完美音質，不會太在乎多耗3 倍的電能[35]。

而前級的數位式調變，Σ－Δ 調變擁有低時脈、高音效品質、少切換次數優 勢，在數位化音頻放大器是一個取代PWM 的較佳選擇。

7.2 未來展望

在Σ－Δ 調變架構中是一種數位濾波器，而在穩定性狀態邊界(Boundary)原則 下會使得濾波器增益(Filter Gain)小於 1，而使輸出音頻訊號低於調變方波振幅，

雖切換次數消耗與音頻訊號振幅正相關，並不會降低放大器效率，但對於相同功 率放大而言，濾波器增益越低，將使得後級方波電壓提供需求必須越高來維持。

在本論文中的穩定性法則是一個充分非必要的條件，因此可以藉由改變狀態 邊界(Boundary)的大小來得到較大的濾波器增益，如此雖然違反了穩定性法則，

但是系統在給定的數種單頻訊號測試模擬下，仍然可以穩定工作且改善振幅。但 是音頻輸入有千萬種可能，使用自己給定的測試訊號並無法確保系統穩定，因此 在理論上必須找出嚴謹的方式證明在此方法下系統可以穩定。目前有想到可能以 Monte-Carlo 模擬法來證明系統是否可穩定。

當然 Σ－Δ 調變的架構有很多種，或許可以改變一些架構，來得到較高的音 頻振幅。另外 Σ－Δ 調變器中也有不穩定的設計方式，然後利用一穩定偵測器來 偵測調變器是否進入不穩定區域工作，使用不穩定回復功能，如重置機制(Reset Mechanism)和截波器(Clippers)。

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