隨著(zhù)系統的魯棒性和音質(zhì)的提升，與前幾代產(chǎn)品相比，最新的D類(lèi)音頻解決方案已經(jīng)得到了顯著(zhù)的改進(jìn)。D類(lèi)放大器具有與生俱來(lái)的優(yōu)勢，包括較高的功率效率、低發(fā)熱量等，可實(shí)現更小、更輕的消費類(lèi)產(chǎn)品。
利用這些優(yōu)勢，基于D類(lèi)技術(shù)的音頻芯片正在對今天的消費類(lèi)產(chǎn)品產(chǎn)生著(zhù)巨大的影響，尤其是在平板數字電視和便攜式應用領(lǐng)域。
數字電視與D類(lèi)技術(shù)的結合
雖然傳統的模擬放大器對CRT電視來(lái)說(shuō)是一種很好的選擇，但是對平板電視就顯得力不從心了。這是因為設計師必須為了實(shí)現輕薄的產(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(lèi)和B類(lèi)放大器不但效率低，還會(huì )產(chǎn)生不必要的熱量，引發(fā)難以處理的設計挑戰，而且還需要散熱器，導致了進(jìn)一步的設計問(wèn)題。大多數平板電視都面臨著(zhù)來(lái)自視頻系統本身功耗和散熱問(wèn)題的很大挑戰。因此，許多平板電視只能在每個(gè)聲道提供大約5W的功率。D類(lèi)數字放大技術(shù)已經(jīng)可以提供解決平板電視主要挑戰的解決方案，即可以在最大限度地減少熱耗散的同時(shí)，在輕薄尺寸中獲得高質(zhì)量的音頻效果。
目前，D類(lèi)技術(shù)可在一個(gè)芯片上集成功率級和控制器，可以實(shí)現超過(guò)85%的效率，而且不需要散熱器。將新型D類(lèi)芯片集成在系統中，平板電視就可以提供增強的音頻功率(每聲道大約15W)，音質(zhì)水平也得到了全面提升。因此，OEM廠(chǎng)商可以實(shí)現增強的音頻功率和質(zhì)量，以更好地匹配視覺(jué)體驗。
表1是傳統的線(xiàn)性模擬放大器與數字PWM放大器的對比。
表1 單片線(xiàn)性電路和PWM放大器的對比
目前，D類(lèi)技術(shù)已接近模擬放大器的性能水平，在某些方面甚至超過(guò)了性能期望值。其目前的功率水平已經(jīng)相當于模擬放大器，而總諧波失真(THD)也與模擬放大器處于同等水平。事實(shí)上，其動(dòng)態(tài)范圍已超過(guò)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)的數字放大器可以實(shí)現超過(guò)100dB的動(dòng)態(tài)范圍——靜音與最大功率輸出之差。
出現在導通期間的噪聲是另一個(gè)挑戰。雖然使用繼電器和較大的隔直流電容器相當昂貴，但是數字集成有助于實(shí)現對放大器啟動(dòng)的更強大的控制，而無(wú)需增加材料成本。因此，Cirrus Logic公司簡(jiǎn)化了音頻通道，不使用反饋即可獲得較好的音質(zhì)。已有的開(kāi)關(guān)電源足以提供穩定的電壓。不過(guò)，那些采用傳統變壓器和擔心濾波的高端應用還是在采用本地電源反饋。
為了滿(mǎn)足平板數字電視獨特的系統設計需求，Cirrus Logic最近推出了一種高度集成的、基于D類(lèi)技術(shù)的音頻放大器CS4525。它集成了立體聲ADC、采樣率轉換器、數字音頻處理器，以及包括控制器和功率級的完整的30W D類(lèi)放大器(例如每聲道15W)。CS4525的獨特之處在于，它支持輸入的模擬和數字音頻信號，其高效的功率級無(wú)需在系統設計中使用散熱器。
便攜式產(chǎn)品中的D類(lèi)技術(shù)優(yōu)勢
通常，D類(lèi)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)現更長(cháng)的電池壽命。D類(lèi)技術(shù)也減少了系統設計的元件數，從而有助于降低成本。此外，采用D類(lèi)技術(shù)的芯片尺寸通常比較小，可以更好地匹配空間有限的便攜式產(chǎn)品電路板設計。
D類(lèi)系統設計的另一個(gè)問(wèn)題是濾波。D類(lèi)放大器的輸出需要濾波，一些倡導者把電感線(xiàn)圈作為驅動(dòng)揚聲器濾波器的一部分，而另一些人則創(chuàng )建了一套獨立于揚聲器特性的全濾波輸出的完整設計。對那些將揚聲器作為產(chǎn)品一部分的音頻系統來(lái)說(shuō)，在揚聲器中使用電感有助于節省元件成本。
對便攜式音頻應用來(lái)說(shuō)，由于耳機電線(xiàn)比較長(cháng)，其輸出必須經(jīng)過(guò)全濾波而不出現帶外噪聲。但是，電線(xiàn)可能成為EMI的天線(xiàn)。由于需要電感器，用一個(gè)D類(lèi)放大器實(shí)現這一點(diǎn)是很困難的，因為電感器的體積比較大，可能使應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(lèi)放大器，為了實(shí)現更低的功耗，耳機輸出采用了一個(gè)傳統的低EMI模擬放大器，以及一個(gè)用于揚聲器輸出的更大功率的D類(lèi)放大器，這些通常都集成于產(chǎn)品本身，可最大限度地減少所需的濾波量。
CS42L52采用了地居中輸出放大器。利用與耳機回送(接地)的直流電位相等的放大器輸出，直流電就不會(huì )流過(guò)頭掛聽(tīng)筒。這樣，就不必使用昂貴的、體積較大的隔直流電容器，也不會(huì )影響音質(zhì)。因為這樣做需要有正負電源電壓存在，可在耳機放大器上集成一個(gè)充電泵，以產(chǎn)生負電源電壓來(lái)滿(mǎn)足這個(gè)要求。這種電荷泵比較有效，只需要極少的外部元件。
這種設計方法不僅無(wú)需在耳機中使用去耦電容器，還有助于1.8V系統有足夠的功率產(chǎn)生可接受的收聽(tīng)音量。該電荷泵可以產(chǎn)生－1.8V的電源電壓，可有效地驅動(dòng)3.6V的放大器。
我司長(cháng)期專(zhuān)注于D類(lèi)功放IC的推廣和銷(xiāo)售，詳細的產(chǎn)品資料請查閱：http://www.webuyspringsrealestate.com/product_1012.htm |
