细数音频放大器的分类、重要参数以及相关介绍(二)

2013-09-30 15:46:08来源: 互联网

二、音频放大器重要参数

  1. 电源纹波抑制比(PSRR)电源纹波抑制比(power supply rejection rate)是音频放大器的输入测量电源电压的偏差偶合到一个模拟电路的输出信号的比值。PSRR反映了音频功率放大器对电源的纹波要求,PSRR值越大越好,音频放大器输出音质就越好。

  

  表一:常用的音频放大器性能比较

  2. 总谐波失真加噪声(THD+N) 总谐波失真(total harmonic distortion)是指一个模拟电路处理信号后,在一个特定频率范围内所引入的总失真量。噪声(noise)是指通常不需要的信号。有时是由于由于热或者其它物理条件产生的在线路板上的其它电气行为(干扰)。从THD+N的定义中不难看出总谐波失真和噪声越小越好。

  3. 信噪比(SNR) 通常指一个模拟信号中有用信号和噪声之间的比值。

  4. 增益(AO) 对音频功率放大器来说增益通常指放大器输出功率和输入功率之间的比值。增益越大说明放大器的效率越高。

  5. 最大输出功率(POCM)输出功率反映了一个音频功率放大器的负载能力,通常音频放大器厂家会提供产品的在工作电压一定条件和额定负载下的的最大输出功率。

  

  表二:常用的音频放大器性能比较

  6. 关断电流(Shutdown current)和输出偏移电压(Output Offset Voltage)。

  关断电流越小,说明在待机条件下的放大器功耗小。输出偏移电压小有利于电池寿命的延长。

  三、手机常用音频放大器介绍

  简单介绍目前手机设计中音频放大器有AB类放大器也有D类,主要的生产厂家有美国国家半导体公司(NS)、美国德州仪器(TI)、意法半导体公司 (ST)、美国安森美公司(ONSEMI)。他们代表性的产品及其性能比较如表1 和表2所示。其中NCP2890和NCP2809为美国安森美公司产品,LM4890和LM4911为美国国家半导体公司产品,TS4890为意法半导体公司产品,TPA6203A1为美国德州仪器的产品,MAX4410为美信公司产品(MAXIM)。

  下面以ONSEMI公司产品为例介绍一下音频功率放大器在手机中的应用,电路图如图6、7所示。

  

  图六:NCP2890放大电路典型设计

  NCP2890在工作电压5V时能够给8欧姆负载持续提供1W的最大输出功率,而在工作电压2.6V时能够给4欧姆负载提供320 mW 的输出功率。如图5所示NCP2890能够提供高质量的音质,芯片自身带的逻辑关断设计模式,使电路设计中芯片的周围器件少和自身功耗小。在 NCP2890内部专门设计了消噪声电路,消除了功率放大器在开启和关闭过程中会产生人耳可听到的噪声。开机时,逻辑高电平加到开关控制端,旁路电容上的直流电压值开始按指数规律增加,当电压值达到共模电压值(Vp/2)时,开始输出功率(此过程大约50ms);而关机时,控制端接低电平,负载被连接到接地端,输出功率为零,此时电路的直流静态电流小于100nA。尽管NCP2890内部含有过流和过热保护电路,但是在使用时,一定要注意供电电源电压不能超过其极限值,以免造成芯片损坏。

  

  图七:NCP4894放大电路立体声设计

  NCP4894是ONSEMI公司专门为移动设备设计的一款全微分音频功率放大器。NCP4894 做为一款优秀的音频功率放大器能够提供高质量的声音,尤其用在手机设计中优点尤为突出。NCP4894的总谐波失真加噪声(THD + N)比小于0.01% 。在工作电压5V,负载8欧姆时它的输出最大功率为1W,在工作电压2.6V时,输出功率为250mW.

  NCP2890和NCP4894以及NCP4896,都可用在手机设计中,他们的小封装形式可以提高PCB的利用率。

  四、便携式设计中音频放大器选用的几点建议

  1. 采用了全差分输入及输出的音频功率放大器,提高电源抑制比。

  2. 尽量采用效率高,功耗低,内部升温小的设计,这样可以延长电池和芯片的使用寿命。在有限带宽设计时,建议使用D类放大器。

  3. 音频放大器在使用时一定要注意供电电源电压不能超过其极限值,以免造成芯片损坏。

  五、音频放大器产品展望

  现在消费者追求着小巧的外型、低功耗、低价格以及听力的舒适感。供应商也逐渐认识到,必须在这些方面有所改进,才能使消费者愿意花钱来购买这些音频设备。同时,他们也努力减小噪声的干扰。然而数字电路和模拟电路的同时存在,使得这项任务变得更加困难。

  凭借诸如极佳的功率效率、较小的热量以及较轻的供电电源等优点,D类放大器正在音频世界掀起风暴,随着技术的成熟以及其所达到越来越好的声音重现效果, D类放大器将主导音频放大器市场。

关键字:音频  放大器

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2013/0930/article_19693.html
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