第一篇:数字印刷简介
数字印刷简介,数字印刷的分类,数字印刷的印刷工艺
2007年03月14日 星期三 上午 10:25
数字印刷,数字印刷的分类,数字印刷的印刷工艺,数字印刷的特点,数字印刷的发展状况与应用前景,典型数字印刷机介绍
90年代以后,随着印刷技术的发展、新工艺方法的出现以及计算机技术被广泛地应用于印刷业,以及消费者对印刷品的需求趋向个性化、及时化、小批量、快速等新的要求,使印刷业发生了革命性的变化,印刷工艺从模拟化向全数字化方向发展,传统的工艺方法逐渐分化出一种更新的印刷工艺方法—数字印刷及计算机直接制版。CTP与数字印刷已经成为当今印刷工业的发展方向,行业的热门话题。
数字印刷
数字印刷是指将各种原稿(文字、图像、电子文件、网络文件)输入到计算机中进行处理后,无需经过电分胶片输出、冲片、打样、晒PS版等工序和时间,而直接通过光纤网络传输到C、M、Y、K四色数字印刷机上印刷或直接进行分色制版的一种新型印刷工艺。
数字印刷的分类
数字印刷,目前分类大体上可归为两类:纯数字式彩色印刷机(true digital color press)与数字式胶印印刷机(也称印刷机上成像系统(on-press-imaging system))。
数字印刷的印刷工艺
数字印刷系统一般由图文合一的印前处理系统与数字印刷机或照排系统组成。操作人员根据用户的要求及其所提供的原稿或从internet网络系统上将客户的数据文件(一般是PDF文件)或客户自己所带的电子文件等输入计算机(印前处理系统);在计算机上进行图文数据的处理,对图像进行色彩、阶调、层次等有益的调整,进行能满足用户要求的创意、修改以及文字合成等,再将图文信息进行编辑排版,最终将理想的图案、文字编排成用户满意的内容和形式。这些数字化的信息最后经过RIP栅格化处理生成相应的单色像素数字信号;然后将这些数字信息输出到电子数据控制中
心,这样就可以进行分色制版,也可以将数字信号传送到印刷机上的激光器上进行调制,发出相应的单色激光对印版滚筒进行扫描,由感光材料制成的印版滚筒经感光后就能吸附油墨或墨粒,这样就可把图文信息转印到呈印物上,完成印刷。
数字印刷的特点
1.文件兼容性好、易于操作。
数字印刷能接受Photoshop、Freehand、Pagemaker、Quarkxpress、CroelDraw等计算机文件的输出印刷并且对一般的文档及图像首先在计算机上进行编辑处理然后进行输出印刷,而且数字印刷的数据来源可以直接从internet获得,客户将自己的待印图文信息通过互联网传输给自己满意的专业的印刷公司,专业的印刷公司将其进行各种处理后,再通过互联网将其打样效果传给客户,如果客户满意就可以直接上机印刷。数字印刷对文件的要求不高,能接受目前众多广告公司设计人员喜欢使用的Mac机及PC机各种格式文件,并且对于远程的PDF数据信息的接收处理,显得更为方便、快捷,充分体现数字印刷的快捷性。
2.工艺流程大大简化,更快满足客户的交货时间。
数字印刷接受到客户满意的计算机文件后,可以通过快速的软硬件RIP生成PS文件直接印刷;也可以直接通过电分系统直接分色成四色胶片在经过晒版后通过普通印刷机用印版进行印刷。数字印刷通常1份印刷品出一二次样张,通过标准测试条检测调试后,即可进行成品印刷,直接进行修改客户不满意的缺陷,方便及时,与传统的印刷工艺,包括输出电分片、打样、拼版、晒PS版、上机等工序相比、大大节省了时间和降低了部分制作成本。平时三四天才能交货的印刷品,变成了几个小时即可交货。
3.个性化印刷,数量随意,可随时加印、修改。
数字印刷的个性化体现尤为明显,比如一幅印刷品的局部图像需要更换图片,在数字印刷中只需直接将图片更换就行;印刷数量可以是1份至几千份,从价钱与印量的角度来讲,适合几十份到几百份的印刷。另外,当某次印完后,如果客户在几天后加印的话,可以马上从数字印刷机中将已经RIP好的文件直接印刷,改版后直接印刷而无需像传统印刷那样重新输出电分片、再打样、晒版等,没有材料的损耗。
4.可以进行双面同时印刷。
彩色数字印刷系统的软硬件RIP可以完成双面印刷,当把按客户的要求生成的双面印刷PS文件传输给数字印刷系统,数字印刷系统经RIP进行栅格化处理,形成正、反两面共两套CMYK印刷单元,通过电脑控制,可将2个不同的电脑文件组合成正反两面,就可一次完成双面印刷,而且两面图文部分大小一致,对位准确,不存在彩色复印机或激光打样机每次仅能完成单面印刷而对位难度较大等问题。
5.多页面支持系统。
彩色数字印刷配有大容量内存支持多种颜色。如果每种颜色配有72MB内存即CMYK4色共有288MB以上内存的话,则可连续印刷68页A4的文件、并可依页码次序一本一本印刷,方便装订。
6.工艺简化适合于短版快速彩色印刷。
数字印刷系统工艺简化更适合于目前的印刷业的发展趋势,小批量、个性化、快速等特点,印速可达4200张/h(A4单面全彩色印刷)或2100张/h(双面)。
数字印刷的发展状况与应用前景
数字印刷技术是在90年代发展起来的,德国海德堡在1991年Print’91上展出了GTO-DI数字式印刷机;在Ipex′93上以色列的Indigo推出E-Print1000数字印刷机、比利时的Xeikon推出DCP-1数字印刷机,此后Xeikon将技术OEM给AGFA、IBM、巴可等厂家,在Drupa′95上,多家公司都展出了自己的数字印刷机,将数字印刷推向了一个发展高潮。据施乐公司1997年报告显示全球每年的彩色印品大约为348亿英镑,其中1/3的任务可以由数字化印刷技术完成;美国著名的市场调查公司CAP风险公司1996年的统计显示1996年全球黑白数字印刷出版系统的销售量比1995年增加21%,1997年增加26%。全球的发展趋势是:大的印刷机械厂争相开发自己的新产品,而且幅面越来越大,图文信息可存储也可擦除。我国在Drupa′95以后一些公司也纷纷引进数字印刷系统,目前有海德堡GTO-DI系列数字式印刷机有近60台套,再加上Indigo、Xeikon、AGFA等公司的产品一共大约有100台套左右。
我国经济与西方发达国家经济的发展还有一定的差距,且大多数国有企业效益不好,这必然影响我国数字印刷技术的发展速度。东部沿海如上海、广州、深圳等经济较发达城市有一定的需求量,内地经济欠发达的地区不会有太大需求量,所以我国印刷厂商在引进设备时一定做好市场调研,切记盲目引进!
典型数字印刷机介绍
1.Indigo的E-Print1000数字印刷机。该机采用光导体版材,通过激光束扫描成像,印刷一次扫描成像一次,每次印刷后,前次形成的潜像即消除,需重新扫描形成新的潜像。单张供纸可单双面印刷,纸张定量为80g~250g,适合于300张~600张的小批量印刷。每张A3印品价格大约为1.2元左右。
2.Xeikon的DCP/32与AGFA的Chromapress数字印刷机。经过RIP处理的图文信息控制激光器,激光器发出的激光束射向有机光半导体滚筒使其成像,再将细微的墨粒吸附其上,在滚筒上形成墨粉影像,印刷后墨粉经加热固定在纸上。AGFA的Chromapress为卷筒给纸,由图文处理系统、给纸部分、印刷部分和单张纸收纸台组成。给纸定量:60g~250g;分辨率为600dpi。适合于印1张~1000张的印品。A4双面四色价格大约为1.3元左右。
3.海德堡的Quickmaster DI46-4数字印刷机。无水胶印机,印版由硅橡胶感光聚合物组成。采用卫星式结构,四组橡皮滚筒排列在四倍径的压印滚筒四周,印版采用无水胶印版,每色组存储有35张版在印版滚筒上供连续更换使用。经处理的数字化信息由红外激光直接扫描印版,各色组分别同时进行制版,成像后自动清洗,自动套准,即可印刷。
另外,Digital Workflow(数字化工作流程)与Cross-media publishing(跨媒体出版技术),使人们感受到印刷工业的数字化与网络化的时代已经到来,尤其数字印刷更为突出,海德堡公司在数字印刷方面也投入巨资研究和开发,如:Quickmaster DI46-4与Speedmaster DI,这两款机型均采用海德堡胶印机机型,不论在质量还是性能上都算是一流的产品之一。曼·罗兰的热点产品卷筒纸DI数字印刷机DicoWeb,使用DICOTM的成像技术(一种热转移成像技术,在红外激光作用下,将聚酯带上的亲油性薄膜转移到钢质的印版滚筒上,形成印刷图像基础。);施乐公司、小森公司、Xeikon公司等许多知名的印刷业巨头都推出了自己的新产品。
1)NexPress公司(海德堡公司与柯达公司合资组建)的NexPress2100数字印刷机。该机采用类似于胶印机的橡皮滚筒,有自动翻页功能,可实现双面印刷,前端采用Windows NT平台工作流程用Job Ticket实现自动控制,数据格式为PDF格式,NexStation数字化前端系统采用Adobe的Extreme结构,可接受PDF及PostScript文件,也可实现可变数据印刷,并且采用NexQ质量控制及NexPress干式油墨技术,印刷质量稳定,可靠性好。
2)曼·罗兰公司的DICOweb印刷机。卷筒纸数字印刷机,采用DICOTM成像技术,可从印前系统接受数字数据,并转换印刷,操作极其简单。
3)小森公司(Komori)的Project D数字印刷机。该机结合了小森胶印机技术与克里奥·赛天使的数字成像技术,采用830nm激光,可靠的热成像头,在免冲洗热敏版上成像,在分辨率为2400dpi时印版成像只需4分钟。
第二篇:数字印刷实习报告
数字印刷印刷实习报告
小学期实习,郑老师带我们参观了中印集团数字印务有限公司,这是一家看起来规模不大的印刷厂,但是经老师介绍才知道,这是北京规模最大的数字印刷公司了,因为数字印刷并不像传统印刷那样需要很大的占地面积,所以在北京城区这个规模已经不小了。
印象中,印刷厂总是嘈杂的,并且充斥着刺鼻的气味儿,然而这个印刷厂完全没有这种感觉,里面干净整洁,很难让人能想到,这是一个印刷厂。原来这就是所谓的数字印刷啊!老师带领我们参观了印刷过程中所应用的各种印刷机,通过老师的讲解,我对平时学到的知识有了更深一层次,更形象的了解。特别是谈到价格不菲的施乐彩色数码印刷机的工作流程及其功能特性,更是感叹如今的印刷技术竟然如此的先进!
印刷厂的工作人员还给我们拿出了很多由中印快印制作的数字印刷产品,有书籍、台历、相册、菜单等等。这些都是我们平时含常见的东西,猛然间才感觉到印刷与我们的生活息息相关,我们真的离不开印刷。
最后老师向我们介绍了公司的整体情况。如数字印刷的前景,公司的人员配置,和各个工作岗位及其工作任务。
经过这半天的参观学习,让我们对数字印刷技术的了解不仅仅停留在书本上的理论知识,同时也对印刷公司的经营者有了初步了解。总之,这次参观给我留下了深刻的印象,我对现代印刷有了彻底的改观。下面我俩介绍一下中印快印:
中印集团数字印务有限公司(简称数字印务公司)于2009年12月17日经国家工商总局批准正式注册成立,是中国印刷集团公司下属的二级公司。
数字印务公司由原中国印刷总公司数字快印中心、生产出版部、进出口贸易部、仿真复制部等主业板块的优势资源,按照中国印刷集团公司发展规划中推行主辅分离、主业改制,做强主业的要求重组而成,是一家集研究、开发、生产销售为一体的经营式现代印刷企业。中印快印是数字印务公司话旗下知名品牌,服务内容包括:会议资料、标书、培训手册、产品说明书、名片、胸卡、工作证等商务资料的快速印刷;书刊杂志的按需印刷和再版印刷;绝版和断版书的扫描、复制;菜谱、酒水单、建筑工程图、画册、纪念册的短版印刷;个性化印刷及可变数据印刷。
中印快印配备了世界一流的生产型数字快印设备富士施乐“爱将3”、Nuveral 120、DC8000、DC5000等,引进先进的数字化工作流程,完善印前、印刷和印后的数字化管理,实现了数字快印与传统印刷的完美结合,可根据客户需要制定合理的解决方案。
中印快印致力于为客户提供一站式精细化服务,力争在按需出版、个性化印刷、网络印刷等领域为客户带来与众不同的产品和服务。
班级:09电子2班
姓名:董佳斌
学号:090400526
第三篇:四色印刷简介
四色印刷简介
输出菲林前应该做些什么
一、文件的格式
现输出中心大部份采用方正栅格世纪RIP(pspnt)输出系统,及HQ510、以色列的赛天使、海德堡等照排输出系统。全都支持postscrit打印机描述文件。也就是后
缀名为.ps的文件。其它常见的可以直接RIP输出的文件格式有:s2、s72、ps2(方正书版)、EPS、TIF、PDF等。目前较普遍使用的设计软件:photoshop、pagemaker、coreldraw、illustrator等,都可通过postscrip虚拟打印机生成一个PS文件或是PDF文件,而像方正书版、维思、飞腾等一些方正软件所生成的s2、ps2、ps文件,也可直接在方正世纪RIP输出,但其它输出系统就不支持。其它还有一些像word、wps2000等一些字处理软件,同样可以通过postscript虚拟打印机生成ps文件。实际上印前输出都要进行诸如拼版、加套准规线、裁切线等一些处理,而word、wps2000等软件在这方面可以说是无能为力,特别是彩色稿,一旦做好后,再去后期加工,将会带来极大的困难。
所以,尽量选用pagemaker等一系列专业设计、排版软件。
二、图片的格式、精度
现代胶印采用的都是柯式印刷(四色套印),也就是将彩色图片分成四色:青(C)、品(M)、黄(Y)、黑(B)四色网点菲林,再晒成PS版,经过胶印机四次印刷,出后就是彩色的印刷成品。印刷用图片不同于平常计算机显示用图片,图片必须为CMYK模式,而不能采用RGB模示或是其它模式。输出时将图片转换为网点,也就是精度:dpi,印刷用图片理论上精度最小要达到300dpi/像素/英寸,而平时大家经常在电脑上看到的精美图片,在显示器上感觉非常漂亮,其实大多为72dpi的RGB模式图片,大多数都不能用于印刷。采用的图片不能以显示为准,不要因
为图片经过acdsee或是其它软件看到挺精美,放大后也很精美就认为可以作为印刷用,一定要经过photoshop打开,用图像大小一项来确认其真正精度。举例说:某图片分辩率为600*600dpi/像素/英寸,那么,它现在的尺寸就可放大至一倍以上使用也没有问题。如果分辨率为300*300dpi,那么它就只能缩小或是原大,不能再将其放大。如果图片分辨率为为72*72dpi/像素/英寸,那么必须将其尺寸缩小,(dpi精度相对会变大),直至分辩率变为300*300dpi,才可使用。(用此项功能时将photoshop内图像尺寸选项内“重新定义像素”一项定为无。)常见的图片格式有:TIF、JPG、PCD、PSD、PCX、EPS、GIF、BMP等,做稿时,TIF彩色、黑白位图,EPS矢量图或是JPG=
三、图片的色彩
关于印刷上的套印、叠印、掏空、专色等一些专业术语,大家可以查阅一些相关的印刷基础知识,这里只说一些必须注意的常识。
1、掏空
黄色底板上压有一行蓝色字,那么在该菲林的黄色版上,蓝色字所处位置就必须为空。反之蓝版亦然。否则蓝色的东西直接印在黄色上,颜色会产生变化,本来蓝色的字变成了绿色。
2、叠印
某红色底板上压有一行黑色字,那么在该菲林的红色版上,黑色字所处位置就不应该掏空。因黑色可压住任何色,若将黑色内容掏空,特别是一些较小的文字,印刷时稍微有误差就会导至露出白边,而黑白色反差又较大,很容易看到。
3、四色黑
这也是较为常见的问题。输出前必须检查出版物文件内黑色文字,特别是小字,是不是只有黑板上有,而在其它三色版上不应该出现。如果如现,则印刷出来的成品质量会打一折扣,RGB图形转为CMYK图形时,黑色文字肯定会变为四色黑。
除非特殊指定,否则必须将其处理一下,才可输出菲林。
4、图片为RGB模式
RGB模式的图片输出时,RIP系统一般都会自动将其转换为CMYK模式输出。但其色彩质量会大打折扣,印出的成品色彩淡,不鲜亮,效果很不好。图片最好在photoshop内将其转换为CMYK模式,若为扫描稿件,那么还必须经过校色这一道工序,图片才可使用。
四、菲林挂网精度
挂网精度一般称为挂网目,挂网的精度越高,印刷成品就越精美,但与纸张、油墨等有较大关系。如果你在一般的新闻纸(报纸)上印刷挂网目高的图片,该图片不但不会变得更精美,反而会变得一团糊(惨不忍睹),所以,输出前必须了解一下你印刷品的印刷用纸是什么,再决定挂网的精度。一般常见的用纸及挂网目精度:进口铜版纸或不干胶等:175-200线进口胶版纸等:150-175线普通胶版纸
等:133-150线新闻纸:100-120线,以此类推,纸张质量越差,挂网目就越低,反之亦然。
第四篇:2011年《数字印刷管理办法》[最终版]
数字印刷管理办法
第一章 总 则
第一条 为规范数字印刷经营活动,促进数字印刷健康发展,根据《出版管理条例》、《印刷业管理条例》及相关法律法规,制定本办法。
第二条 本办法适用于采用生产型数字印刷机从事出版物、包装装潢印刷品和其他印刷品印刷的经营活动(以下简称数字印刷经营活动)。
本办法所称生产型数字印刷机,是指具备较高的印刷速度,印刷质量稳定,能实现工业化连续、批量生产的数字印刷设备。
生产型数字印刷机应当配备数字工作流程;高速数字复合机类设备不属于生产型数字印刷机。
第三条 新闻出版总署负责全国数字印刷监督管理工作,县级以上地方新闻出版行政部门负责本行政区域内数字印刷监督管理工作。
县级以上地方新闻出版行政部门应当加强对本行政区域内从事数字印刷经营活动的企业(以下简称数字印刷经营企业)的引导和监督管理,加强对数字印刷经营者有关法律法规的培训。
第四条 国家支持、鼓励数字印刷经营企业采用新技术、开拓新模式、提供新服务。
数字印刷经营企业应当建立质量保证体系,印刷产品质量应当符合国家和行业标准。
第二章 企业设立
第五条 国家对数字印刷经营活动实行许可制度;未经许可,任何单位和个人不得从事数字印刷经营活动。
第六条 设立数字印刷企业,应当具备下列条件:
(一)有企业的名称、章程;
(二)有确定的业务范围;
(三)有适应业务范围需要的固定生产经营场所,建筑面积不少于50平方米;
(四)有能够维持正常生产经营的资金,注册资本不少于100万元人民币;
(五)有1台以上生产型数字印刷机;
(六)有适应业务范围需要的组织机构和人员;
(七)有关法律、行政法规规定的其他条件。
审批设立数字印刷企业,除依照前款规定外,还应当符合国家有关印刷企业总量、结构和布局的规划。
第七条 设立数字印刷企业,应当向所在地省级新闻出版行政部门提出申请,并提交下列申请文件:
(一)申请书。载明申请单位的名称、地址,法定代表人或者主要负责人的姓名、住址,资金来源、数额,资本构成以及申请的主要事项。
(二)企业名称预先核准通知书和章程。
(三)法定验资机构出具的资金信用证明。
(四)可行性研究报告。
(五)经营场所和必备的生产条件证明。
(六)法定代表人或者主要负责人的身份证明和履历证明。
第八条 省级新闻出版行政部门应当自受理申请之日起20日内作出批准或者不批准的决定,并通知申请人。批准设立申请的,由省级新闻出版行政部门颁发《印刷经营许可证》,经营范围栏注明“以数字印刷方式从事出版物、包装装潢印刷品和其他印刷品的印刷”;不批准的,应当说明理由。
省级新闻出版行政部门应当自颁发《印刷经营许可证》之日起20日内将批准文件和《印刷经营许可证》(正、副本)复印件报新闻出版总署备案。
第九条 数字印刷经营活动可以采取连锁经营的形式。
数字印刷连锁经营企业在连锁经营总部(以下简称连锁总部)的统一管理下开展数字印刷经营活动,实行规范化管理。
数字印刷连锁经营企业除应当符合本办法第六条的规定外,还应当符合直营连锁、特许连锁等连锁经营方式的管理要求。从事数字印刷连锁经营活动的企业,应当由5个以上连锁门店组成,连锁总部注册资本不少于500万元人民币。
第十条 设立数字印刷连锁经营企业,应当由连锁总部向所在地省级新闻出版行政部门提交本办法第七条规定的申请材料和连锁总部及连锁门店经营场所名单、运营计划。连锁总部获得许可后,各连锁门店持连锁总部的《印刷经营许可证》(副本)及总部的申请材料到所在地省级新闻出版行政部门备案,领取《印刷经营许可证》(正、副本),经营范围栏注明“以数字印刷连锁经营方式从事出版物、包装装潢印刷品和其他印刷品的印刷”。
第十一条 设立外商投资数字印刷企业的,除符合本办法规定外,中、外方投资比例和权益还应当符合《设立外商投资印刷企业暂行规定》以及补充规定的有关规定。
第十二条 现有从事出版物、包装装潢印刷品或者其他印刷品印刷经营活动的企业在原批准的经营范围内开展数字印刷经营活动的,免于办理数字印刷审批手续。
现有从事出版物、包装装潢印刷品或者其他印刷品印刷经营活动的企业超出原批准的经营范围开展数字印刷经营活动的,应当依照本办法第六条至第八条的规定到所在地省级新闻出版行政部门办理数字印刷审批手续。
第三章 经营活动管理
第十三条 数字印刷经营企业必须严格遵守国家有关法律法规,接受所在地新闻出版行政部门的日常监督管理。
数字印刷经营企业法定代表人或者主要负责人应当定期接受新闻出版行政部门组织的业务培训,并取得省级新闻出版行政部门颁发的《印刷法规培训合格证书》。
第十四条 数字印刷经营企业应当建立、健全承印委托、承印验证、承印登记、印刷品保管、印刷品交付、印刷活动残次品销毁等制度。
第十五条 数字印刷经营企业应当在经营场所醒目位置悬挂《印刷经营许可证》。
通过互联网从事印刷经营活动的,应当在网站首页显著位置公示《印刷经营许可证》。
第十六条 数字印刷经营企业接受委托印刷出版物的,应当按照《印刷业管理条例》有关规定,验证印刷委托书及其他法定文书。
第十七条 数字印刷经营企业接受委托印刷包装装潢印刷品和其他印刷品的,应当按照《印刷业管理条例》办理相关手续。
第十八条 数字印刷连锁经营企业建立了规范、统一的业务管理系统,并在连锁总部的统一组织下接受委托印刷出版物的,由接受委托的连锁总部或者连锁门店验证并留存相关印刷委托书和接受委托印刷的出版物样本备查,其他连锁门店免于办理相关手续。
第四章 法律责任
第十九条 未经批准,擅自从事数字印刷经营活动的,由公安部门、工商行政管理部门依据法定职权予以取缔。
第二十条 数字印刷经营企业违反有关规定的,根据《印刷业管理条例》依法给予行政处罚;情节严重的,由原发证机关吊销许可证;构成犯罪的,依法追究刑事责任。
第二十一条 数字印刷连锁经营企业的连锁总部应当对连锁门店日常经营活动加强管理。
连锁门店受到新闻出版行政部门罚款(含罚款)以上行政处罚的,行政处罚实施单位应当将处罚结果向连锁总部所在地省级新闻出版行政部门备案。
连锁门店一年内累计受到两次罚款(含罚款)以上的行政处罚的,连锁总部应当撤销该连锁门店或终止与该连锁门店的连锁经营关系,并依照《印刷业管理条例》违法行为“情节严重”的有关规定,由原发证机关吊销该连锁门店的《印刷经营许可证》。一年内三分之一以上的连锁门店受到罚款(含罚款)以上行政处罚的,省级新闻出版行政部门应当责令连锁总部进行整改;若整改不通过,依照《印刷业管理条例》违法行为“情节严重”的有关规定,由原发证机关吊销连锁总部及全部连锁门店的《印刷经营许可证》。
第二十二条 本办法施行前已经从事数字印刷经营活动的企业,应当自本办法施行之日起180日内到省级新闻出版行政部门依照本办法办理相关手续。
第二十三条 本办法自2011年2月1日起施行。
第五篇:数字功放简介
数字功率放大器简介
班级:JS001104学号:2011300077姓名:李卫华
一. 数字放大器的定义及工作原理
功率放大器通常根据其工作状态分为五类。即A类、AB类、B类、C类、D类。在音频功放领域中,前四类均可直接采用模拟音频信号直接输入,放大后将此信号用以推动扬声器发声。D类放大器比较特殊,它只有两种状态,不是通就是断。因此,它不能直接输入模拟音频信号,而是需要某种变换后再放大。人们把此种具有“开关”方式的放大,称为“数字放大器”。
二. 数字功法与传统功放比较
数字功放由于工作方式与传统模拟功放完全不同,因此克服了模拟功放固有的一些缺点,并且具备了一些独有的特点。
1.过载能力与功率储备
数字功放电路的过载能力远远高于模拟功放。模拟功放电路分为A类、B类或AB类功率放大电路,正常工作时功放管工作在线性区;当过载后,功放管工作在饱和区,出现谐波失真,失真程度呈指数级增加,音质迅速变坏。而数字功放在功率放大时一直处于饱和区和截止区,只要功放管不损坏,失真度不会迅速增加。由于数字功放采用开关放大电路,效率极高,可达75%~90%(模拟功放效率仅为30%~50%),在工作时基本不发热。因此它没有模拟功放的静态电流消耗,所有能量几乎都是为音频输出而储备,加之前后无模拟放大、无负反馈的牵制,故具有更好的“动力”特
性,瞬态响应好,“爆棚感”极强。
2.交越失真和失配失真
模拟B类功放在过零失真,这是由于晶体管在小电流时的非线性特性而引起的在输出波形正负交叉处的失真(小信号时晶体管会工作在截止区,无电流通过,导致输出严重失真)。而数字功放只工作在开关状态,不会产生交越失真。
模拟功放存在推挽对管特性不一致而造成输出波形上下不对称的失配失真,因此在设计推挽放大电路时,对功放管的要求非常严格。而数字功放对开关管的配对无特殊要求,基本上不需要严格的挑选即可使用。
3.功放和扬声器的匹配
由于模拟功放中的功放管内阻较大,所以在匹配不同阻值的扬声器时,模拟功放电路的工作状态会受到负载(扬声器)大小的影响。而数字功放内阻不超过0.2Ω(开关管的内阻加滤波器内阻),相对于负载(扬声器)的阻值(4~8Ω)完全可以忽略不计,因此不存在与扬声器的匹配问题。
4.瞬态互调失真
模拟功放几乎全部采用负反馈电路,以保证其电声指标,在负反馈电路中,为了抑制寄生振荡,采用相位补偿电路,从而会产生瞬态互调失真。数字功放在功率转换上没有采用任何模拟放大反馈电路,从而避免了瞬态互调失真。
5.声像定位
对模拟功放来说,输出信号和输入信号之间一般都存在着相位差,而且在输出功率不同时,相位失真亦不同。而数字功放采用数字信号放大,使输出信号与输入信号相位完全一致,相移为零,因此声像定位准确。
6.升级换代
数字功放通过简单地更换开关放大模块即可获得大功率。大功率开关放大模块成本较低,在专业领域发展前景广阔。
7.生产调试
模拟功放存在着各级工作点的调试问题,不利于大批量生产。而数字功放大部分为数字电路,一般不需调试即可正常工作,特别适合于大规模生产。
三.DPA功放的工作原理
DPA--即数字脉冲功率转换器,是采用数字处理、量化、编码等手段,以时钟倍数的脉冲宽度来描述音频信号,实现数字化的功率转换。
四.数字功放的现状
以前,由于价格和技术上的原因,这种放大电路只是在实验室或高价位的测试仪器中应用。这几年的技术发展使数字功放的元件集成到一两块芯片中,价格也在不断下降。理论证明,D类放大器的效率可达到100%。然而,迄今还没有找到理想的开关元件,难免会产生一部分功率损耗,如果使用的器件不良,损耗就会更大些。但是不管怎样,它的放大效率还是达到90%以上。
由于功耗和体积的优势,数字功放首先在能源有限的汽车音响和要求较高的重低音有源音箱中得到应用。随着DVD家庭影院、迷你音响系统、机顶盒、个人电脑、LCD电视、平板显示器和移动电话等消费类产品日新月异的发展,尤其是SACD、DVDAudio等一些高采样频率的新音源规格的出现,以及音响系统从立体声到多声道环绕系统的进化,都加速了数字功放的发展。近年来,数字功放的价格呈不断下降的趋势,有关这方面的专利也层出不穷。
国外在数字音频功率放大器领域进行了二、三十年的研究,六十年代中期,日本研制出8bit数字音频功率放大器。1983年,M.B.Sandler等学者提出D类(数字)PCM功率放大器的基本结构。主要是围绕如何将PCM信号转化为PWM信号。把信号的幅度信号用不同的脉冲宽度来表示。此后,研究的焦点是降低其时钟频率,提高音质。随着数字信号处理(DSP)技术和新型功率器件及应用的发展,开发实用化的16位数字音频功放成为可能。
一个音响系统必须具备音源、功放和音箱三大部分。音源部分目前已数字化了,如CD、VCD、DVD、DAB和数字电视等。但 的功放和音箱仍然是模拟统治的天下。在人们进入数字化、信息化的开发过程中自然想到了功放的数字化这一问题。
模拟功放始终无法解决效率、成本、音质这三者之间的矛盾。国内市场开始出现AV数码功放,但所谓的数字功放实质上仅仅是指音频处理部分采用了数字处理,其功率放大器 则仍然采用模拟放大,这与真正意义的数字功放相差甚远。
音响产品的数字化是必然趋势。由于数字功放有很多优点,如体积小、功率大、高、与数字音源的无缝结合、能有效降低信号间传递干扰、实现高保真等。在数字音源已经大量普及的时代,数字功放将会取代现有的模拟功放。
五.数字功放的发展展望
21世纪将是数字化、信息化的时代,全新的技术体制将会引发全新的技术产业革命。目前最新提出的SACD格式更是层出不穷,从MPEG-1到MPEG-2,从数字杜比(AC-3)到DTS等。数字功放更是国际上各大厂商关注的焦点。据了解,全球最大的视听设备制造商SONY公司最近准备推出它的数字功放产品,就连非常著名的汽车音响制造商(Alpine)也将推出数字功放(这两家均采用美国Tripath的芯片)。在数字信号处理方面极具实力的德州器公司(TI),2000年3月16日宣布成立自己的数字功放事业部,致力发展采用数字技术把高保真音质带入各种类型的音频设备中。因此,数字功放的春天即将到来,而且,在这场数字功放技术竞争中,唯有不断创新才能保持技术的领先地位。
数字音频功放不仅仅能应用在家庭影院系统、高保真重放系统,同时也可将该技术应用到特别需要省电、体积小的地方,如数字电视、汽车音响功放、便携听音设备,甚至是移动电话等设备。应该说该项技术的应用十分广泛,既可用来做上千瓦功率输出的专业功放,也可以是用来做几十毫瓦的便携机。数字音频功放是全新一代的音频功放,是模拟功放发展的必然趋势和取代者。作为一种全新的技术,其
市场的推广需要一段培育过程。以下这几个方面是该数字音频技术的关键技术和突破口:
◆ 数字音频功放技术的体制和标准。它的制定在一定程度上起到了保护民族工业的兴起,保护国内市场的占有率,保证自己的专利技术。◆ 数字音频功放(DPA)技术及ASIC技术,特别是ASIC,如果不能开发自己的专用芯片(通用芯片除外),就不能有自己的专利技术和产业基础。
◆ 技术本身可在不同的领域内使用。
特别需要省电的便携设备使用;
应用范围极为广泛的电视、收音机等一般音频重放设备使用。Hi-Fi和家庭影院等要求高的场合使用。
◆ 高效、音质好、成本低是数字功放发展的方向。
◆ 模块化的功放单元开发,是决定数字功放命运的关键(质量、成本因素)
◆ 开发适合于DVD-Audio和SACD指标的数字功放。