Цифровой усилитель порциями подает на акустические системы энергию. Делается это импульсами различной ширины. Чем больше ширина импульса, тем больше энергии подается. При этом частота следования импульсов на два, а то и на три порядка отличается от максимальной частоты усиливаемого сигнала, что позволяет передавать самые тонкие нюансы звучания. Между усилителем и акустическими системами стоит специальный фильтр, который сглаживает импульсы, в виде которых подается энергия. В результате на динамики сигнал приходит уже не в импульсном, а в обычном, аналоговом виде.
Таким образом, на входе цифрового усилителя должно стоять некое устройство, которое преобразует значение аналогового сигнала в ширину импульса на выходе. Называется это принципом широтно-импульсной модуляции (ШИМ). В принципе, ШИМ можно реализовать и аналоговым способом — такие усилители создавались еще в 70-х годах прошлого века, но качество звука у них было низким. Реализовать ШИМ без значительного ущерба для качества звука позволили только цифровые технологии. Сейчас в цифровых усилителях используются и некоторые другие, более сложные, чем ШИМ, принципы управления импульсами на выходе, которые позволяют добиться еще более высокой точности усиления. Но суть остается прежней — сигнал преобразуется в импульсы, которые усиливаются и пропускаются через сглаживающий фильтр, снова превращаясь в аналоговый сигнал.
Самое современное решение — преобразование в импульсы для цифрового усиления непосредственно информации, записанной на цифровом носителе. Такой подход позволяет обеспечить высокое качество звука.
Так как все современные звуковые форматы (CD, DVD, SACD и новый Blu Ray) являются полностью цифровыми, было бы неразумно не воспользоваться преимуществами прямого цифрового усиления сигнала, без предварительного преобразования его в аналоговую форму с неизбежной деградацией качества (даже в предельно малых количествах) и возможными потерями каких-либо деталей звука. Представьте себе, насколько сильно это может изменить качество звука — в лучшую сторону, естественно!
Также существенным является тот факт, что размеры цифровых усилителей могут быть в разы меньше, чем у их громоздких аналоговых собратьев. Ведь их центральная часть — набор микросхем — практически не занимает места и может быть легко размещена в корпусе любой формы; вдобавок цифровой усилитель не нуждается в большом количестве вспомогательных электронных компонентов, необходимых его аналоговому «коллеге», что также положительно сказывается на его габаритах. Все это дает огромный простор для полета дизайнерской мысли и позволяет создавать поистине миниатюрные устройства с запоминающимся дизайном, не идя на компромисс в части качества звука.
Ну и не в последнюю очередь это вопрос цены. Сейчас, конечно, цифровые усилители дороже аналоговых, но это можно объяснить сравнительно малым объемом их производства. При крупносерийном производстве цифровые усилители обходятся дешевле аналоговых, поскольку для них требуется меньше ручных настроек. Согласитесь, что при прочих равных мы обычно выбираем не самое дорогое решение…
Таким образом, можно предположить, что в настоящее время главная сфера применения цифровых усилителей — аппаратура средней ценовой категории. Для очень дорогой аппаратуры цифровые усилители пока недостаточно популярны. Это связано как с тем, что технологии пока еще недостаточно «отшлифованы», так и с тем, что потребители очень дорогой аппаратуры весьма консервативны в своих пристрастиях. По мере развития технологии цифрового усиления будут захватывать и другие ценовые ниши. Так, крупносерийное производство цифровых усилителей даст возможность использовать их и в «бюджетной» аппаратуре. А совершенствование алгоритмов преобразования сигнала, наконец-то, позволит им завоевать сердца аудиофилов. В любом случае, именно цифровым усилителям принадлежит будущее.