作為物聯(lián)網(wǎng)率先落地的細分領(lǐng)域，智能家居勢頭依舊如火如荼。行業(yè)巨頭的競相入場(chǎng)，也讓智能音箱成下一個(gè)風(fēng)口，但是，再智能的音箱也需要好音質(zhì)~今天小編就跟你聊聊好音質(zhì)的核心——音頻放大器，特別是其中的翹楚D類(lèi)音頻放大器。
D類(lèi)音頻放大器
眾所周知，D類(lèi)音頻放大器正在迅速成為專(zhuān)業(yè)和家庭音頻和視頻系統的首選解決方案，而英飛凌致力于提供一整套全面的分立和集成IC產(chǎn)品組合，以簡(jiǎn)化高效率D類(lèi)放大器設計，其中包含數字音頻驅動(dòng)器，D類(lèi)音頻MOSFET以及將數字音頻控制器IC和MOSFET集成在緊湊型PQFN封裝中的PowIRaudio™集成電源模塊。是時(shí)候讓小編帶你了解一下英飛凌D類(lèi)音頻放大器的“前世今生”了~
什么是D類(lèi)音頻放大器？
音頻放大器一般分為線(xiàn)性放大器和開(kāi)關(guān)放大器，A，B，AB以及C類(lèi)等線(xiàn)性放大器都是工作在開(kāi)關(guān)的線(xiàn)性放大區。而開(kāi)關(guān)放大器則在開(kāi)關(guān)全開(kāi)或者全關(guān)時(shí)運行，D類(lèi)音頻放大器正是開(kāi)關(guān)放大器的一類(lèi)。
工作原理
D類(lèi)音頻放大器使用MOSFET作為全能的開(kāi)關(guān)以消除功率損耗，為了使放大器只有導通或者關(guān)斷的狀態(tài)，D類(lèi)放大器使用PWM信號傳達放大信號和音頻信號。PWM體現的是導通和關(guān)斷時(shí)間與模擬值的比例，MOSFET通過(guò)調節占空比實(shí)現這一點(diǎn)。
脈沖產(chǎn)生模塊通過(guò)比較器和載波信號，將模擬信號轉化為PWM信號，PWM信號具有與輸入音頻信號成比例的瞬時(shí)平均值，輸出級構建了與比較器輸出相同形狀，但幅值為電源電壓的PWM，這是D類(lèi)放大技術(shù)的核心。因為PWM的平均值代表音頻信號，只需使用低脈沖過(guò)濾器就能消除載波信號，提取向揚聲器反饋的放大音頻信號，整個(gè)設置將僅在導通或關(guān)斷狀態(tài)時(shí)使用功率器件。
D類(lèi)音頻放大器工作原理
D類(lèi)是目前適用范圍最廣的放大器類(lèi)型，使用實(shí)例包括筆記本電腦，條形音箱，音樂(lè )放大器，汽車(chē)音響等。
D類(lèi)的“優(yōu)秀”，不比較不知道
下圖左側是典型的100W+100W 立體聲AB類(lèi)放大器，尺寸為7*8英寸。
眾所周知，一方面，音頻放大器的市場(chǎng)趨勢走向尺寸更小，通道更多，功耗更低，而使用傳統AB類(lèi)音頻則無(wú)法達到新的能源星級規范要求的較高效率。另一方面，功率器件技術(shù)的巨大進(jìn)步，使得在導通電阻僅幾毫安的情況下，就能精確地重現PWM信號，得益于兩者的結合造就了高效的D類(lèi)音頻功率放大器。
從上述例子可以看出，100W+100W 立體聲AB類(lèi)放大器，可以對標為無(wú)需使用散熱器，信用卡大小的D類(lèi)音頻放大器。因此，D類(lèi)音頻放大器可以造就新型的音頻產(chǎn)品。作為一種創(chuàng )新產(chǎn)品，D類(lèi)音頻放大器使音頻系統更加時(shí)尚、方便。
應用？無(wú)處不在！
環(huán)顧周?chē)�，你�?huì )發(fā)現D類(lèi)音頻放大器無(wú)處不在，只是大小不同而已：
叫你起床的鬧鐘，手機擴展塢，或者智能手機，所有的聲音都是通過(guò)D類(lèi)放大器驅動(dòng)發(fā)出的；
開(kāi)車(chē)上班時(shí)，車(chē)上廣播或者老CD播放出的聲音，也是通過(guò)D類(lèi)放大器發(fā)出的；
打開(kāi)工作間或者打開(kāi)筆記本電腦的那一刻，你就打開(kāi)了D類(lèi)放大器產(chǎn)品，它以各種形式存在于我們的生活中。
小編按照通道功率從低到高的順序列出一些最終應用示例，如上圖所示：
在20W以下，D類(lèi)放大器廣泛出現在智能手機、筆記本電腦、臺式電腦、便攜式藍牙音箱上；
從20W到50W，比較常見(jiàn)的示例包括擴展塢，入門(mén)級條形音箱和便攜式揚聲器音箱；
50W及以上則包括高端條形音箱，低音炮和樂(lè )器放大器，原裝音頻，Mini Compo和功率揚聲器。
英飛凌D類(lèi)放大器？
英飛凌的D類(lèi)放大器解決方案結合高級高壓控制器和同類(lèi)最優(yōu)的MOSFET開(kāi)關(guān)，針對以高功率、高效率、高級音頻性能和可擴展設計為主的應用。因此，英飛凌的D類(lèi)放大器解決方案專(zhuān)注于中高功率應用，在100W以上的應用中廣受歡迎，現在也也常見(jiàn)于50W~100W的應用中。
若要論細分市場(chǎng)，英飛凌目前則專(zhuān)注于3個(gè)市場(chǎng)：家用音響，專(zhuān)業(yè)消費者和汽車(chē)音響。
據此，英飛凌主要提供兩種D類(lèi)產(chǎn)品：即分立和集成解決方案：
01
分立解決方案
我們首先看分立解決方案的產(chǎn)品，在系統框圖中，控制器集成電路側分1,2,4通道，可以形成不同的通道數量，MOSFET級有60V及以上的MOSFET，RDS（on）為30~90mΩ，每個(gè)通道100W以上。在英飛凌并購IR的基礎上，OptiMOS™增加了較低的RDS（on），采用了更高的功率范圍，提高了效率。
02
集成解決方案
集成解決方案在一個(gè)PQFN封裝中，同時(shí)包含了控制器集成電路和MOSFET，由于一個(gè)封裝中包含多個(gè)硅片，因此稱(chēng)之為多芯片模塊MCM。集成解決方案具備分立式解決方案的所有優(yōu)點(diǎn)，例如同類(lèi)最佳效率，消除了對散熱器的需求，穩健的電壓承載能力和輸出功率的可擴展性等。此外，目前集成解決方案每個(gè)通道都高達150W，隨著(zhù)硅技術(shù)的發(fā)展，集成解決方案的功率范圍也會(huì )隨之提高。
英飛凌不同集成程度的D類(lèi)放大器產(chǎn)品組合
系統了解了英飛凌的D類(lèi)音頻放大器后，小編幫你順便從技術(shù)角度概括出英飛凌D類(lèi)放大器解決方案的2大優(yōu)勢：
1. 高壓集成電路處理；
2. 同類(lèi)最優(yōu)的中高壓MOSFET，具備最佳品質(zhì)因數有助于減少熱量耗散，因此客戶(hù)可以減少散熱器成本，或者根本不需要散熱器。
總之，高功率、高效率、卓越的音頻性能和可擴展的設計始終是英飛凌D類(lèi)音頻放大器帶給客戶(hù)的核心價(jià)值. |
