D類放大器重新定義數(shù)字電視和便攜式產(chǎn)品設(shè)計

1、d類放大器重新定義數(shù)字電視和便攜式產(chǎn)品設(shè)計隨著系統(tǒng)的魯棒性和音質(zhì)的提升，與前幾代產(chǎn)品相比，最新的d類音頻解決計劃已經(jīng)得到了顯著的改進(jìn)。d類具有與生俱來的優(yōu)勢，包括較高的功率效率、低發(fā)熱量等，可實(shí)現(xiàn)更小、更輕的消費(fèi)類產(chǎn)品。利用這些優(yōu)勢，基于d類技術(shù)的音頻芯片正在對今日的消費(fèi)類產(chǎn)品產(chǎn)生著巨大的影響，尤其是在平板和便攜式應(yīng)用領(lǐng)域。數(shù)字電視與d類技術(shù)的結(jié)合雖然傳統(tǒng)的模擬放大器對crt電視來說是一種很好的挑選，但是對平板電視就顯得力不從心了。這是由于設(shè)計師必需為了實(shí)現(xiàn)輕薄的產(chǎn)品，在限制音頻輸出功率和質(zhì)量方面做出極大的讓步。a類和b類放大器不但效率低，還會產(chǎn)生不須要的熱量，引發(fā)難以處理的設(shè)計挑戰(zhàn)，而且還需

2、要散熱器，導(dǎo)致了進(jìn)一步的設(shè)計問題。大多數(shù)平板電視都瀕臨著來自視頻系統(tǒng)本身功耗和散熱問題的很大挑戰(zhàn)。因此，許多平板電視只能在每個聲道提供大約5w的功率。d類數(shù)字放大技術(shù)已經(jīng)可以提供解決平板電視主要挑戰(zhàn)的解決計劃，即可以在最大限度地削減熱耗散的同時，在輕薄尺寸中獲得高質(zhì)量的音頻效果。目前，d類技術(shù)可在一個芯片上集勝利率級和控制器，可以實(shí)現(xiàn)超過85%的效率，而且不需要散熱器。將新型d類芯片集成在系統(tǒng)中，平板電視就可以提供增加的音頻功率(每聲道大約15w)，音質(zhì)水平也得到了全面提升。因此，oem廠商可以實(shí)現(xiàn)增加的音頻功率和質(zhì)量，以更好地匹配視覺體驗(yàn)。表1是傳統(tǒng)的線性模擬放大器與數(shù)字放大器的對照。表1

3、單片線性和pwm放大器的對照目前，d類技術(shù)已臨近模擬放大器的性能水平，在某些方面甚至超過了性能期望值。其目前的功率水平已經(jīng)相當(dāng)于模擬放大器，而總諧波失真(thd)也與模擬放大器處于同等水平。實(shí)際上，其動態(tài)范圍已超過了集成的模擬放大器性能的平均值，后者通常低于80db。先進(jìn)的數(shù)字放大器可以實(shí)現(xiàn)超過100db的動態(tài)范圍靜音與最大功率輸出之差。浮現(xiàn)在導(dǎo)通期間的噪聲是另一個挑戰(zhàn)。雖然用法和較大的隔直流器相當(dāng)昂貴，但是數(shù)字集成有助于實(shí)現(xiàn)對放大器啟動的更強(qiáng)大的控制，而無需增強(qiáng)材料成本。因此， logic公司簡化了音頻通道，不用法反饋即可獲得較好的音質(zhì)。已有的足以提供穩(wěn)定的。不過，那些采納傳統(tǒng)和不安濾波的高

4、端應(yīng)用還是在采納本地電源反饋。為了滿足平板數(shù)字電視獨(dú)特的系統(tǒng)設(shè)計需求，cirrus logic最近推出了一種高度集成的、基于d類技術(shù)的音頻放大器cs4525。它集成了立體聲、采樣率轉(zhuǎn)換器、數(shù)字音頻處理器，以及包括控制器和功率級的完整的30w d類放大器(例如每聲道15w)。cs4525的獨(dú)特之處在于，它支持輸入的模擬和數(shù)字音頻信號，其高效的功率級無需在系統(tǒng)設(shè)計中用法散熱器。便攜式產(chǎn)品中的d類技術(shù)優(yōu)勢通常，d類技術(shù)可以利用更小的面積為便攜式產(chǎn)品提供更高的輸出功率和更低的電壓。這種降低的功耗可以實(shí)現(xiàn)更長的電池壽命。d類技術(shù)也削減了系統(tǒng)設(shè)計的元件數(shù)，從而有助于降低成本。此外，采納d類技術(shù)的芯片尺寸通

5、常比較小，可以更好地匹配空間有限的便攜式產(chǎn)品電路板設(shè)計。d類系統(tǒng)設(shè)計的另一個問題是濾波。d類放大器的輸出需要濾波，一些提倡者把線圈作為驅(qū)動揚(yáng)聲器的一部分，而另一些人則創(chuàng)建了一套自立于揚(yáng)聲器特性的全濾波輸出的完整設(shè)計。對那些將揚(yáng)聲器作為產(chǎn)品一部分的音頻系統(tǒng)來說，在揚(yáng)聲器中用法電感有助于節(jié)約元件成本。對便攜式音頻應(yīng)用來說，因?yàn)槎鷻C(jī)電線比較長，其輸出必需經(jīng)過全濾波而不浮現(xiàn)帶外噪聲。但是，電線可能成為emi的天線。因?yàn)樾枰姼衅鳎靡粋€d類放大器實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)是很困難的，由于電感器的體積比較大，可能使應(yīng)用中的音頻性能受到影響。因此，一些產(chǎn)品，例如cs42l52立體聲d類放大器，為了實(shí)現(xiàn)更低的功耗，耳機(jī)輸出采納了一個傳統(tǒng)的低emi模擬放大器，以及一個用于揚(yáng)聲器輸出的更大功率的d類放大器，這些通常都集成于產(chǎn)品本身，可最大限度地削減所需的濾波量。cs42l52采納了地居中輸出放大器。利用與耳機(jī)回送(接地)的直流電位相等的放大器輸出，直流電就不會流過頭掛聽筒。這樣，就不必用法昂貴的、體積較大的隔直流，也不會影響音質(zhì)。由于這樣做需要有正負(fù)電源電壓存在，可在耳機(jī)放大器上集成一個充電泵，以產(chǎn)生負(fù)電源電壓來滿足這個要求。這種電荷泵比較有效，只需要極少的外部元件。這種設(shè)