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耳機放大器架構設置全新解決方案(一)

作者: 時間:2013-09-09 來源:網絡 收藏
的低頻率傳真度,而導致低音響應不佳。

  各種執行都有其優缺點,不過,對于需要較佳音頻并避免潛在接地回路問題或大型 DC 阻隔電容的設計人員而言,一種稱為接地置中或「無電容」的較新架構開始備受矚目。

TPA4411、TPA6130A2 及 TPA6132A2 等由德州儀器提供的接地置中或 DirectPathTM 使用創新的做法來省卻通常使用的 DC 阻隔輸出電容。其做法并非將音頻偏移至裝置內的 VDD/2,而是整合了一顆電荷泵并提供一組負電源軌,進而讓在正電源軌 (VDD) 與負電源電壓 (VSS) 之間擺蕩。這完全不需要任何偏移,因此不再需要輸出的高通濾波。這能夠讓耳機喇叭播放整個音頻頻帶,提供更好的音質。

  耳機放大器架構設置全新解決方案(一)

  圖 3. 含整合式電荷泵的接地置中 DirectPathTM 耳機

  圖 4 顯示該高通濾波器的頻率響應如何隨著不同的 DC 阻隔電容產生變化。對于 16Ω 的固定負載阻抗,只要改變輸出 DC 阻隔電容,截止頻率便會隨之變動。結果是當電容值減小,截止頻率就會提高,而且越少音頻低音內容能被傳輸到耳機喇叭。

  耳機放大器架構設置全新解決方案(一)

  圖 4. 輸出頻率響應比較

  這種做法看起來很理想,不過,由于整合式電荷泵的低效運作,相較于含偏移接地套管或大型 DC 阻隔電容的傳統耳機放大器,接地置中耳機放大器會耗用較多的電源,而略微縮短系統的電池使用時間。為解決這個問題的創新做法是使用改良的 Class-G技術。

  Class-G 技術

  在 AB 類放大器的接地置中架構做法中,放大器總是以最高電源電壓運作,這表示,對于音頻的無噪聲階段而言,整個輸出 FET 的電壓降幅相當大。以鋰離子電池為例,一般的電池電壓范圍是 3.0V 至 4.2V。假設電池供應 3.6V 的電壓,圖 5 的紅色箭頭表示播放輸出音頻時整個輸出 FET 的電壓降幅。

  耳機放大器架構設置全新解決方案(一)

  圖 5. AB 類接地置中耳機放大器運作

  假設放大器的靜態電流相較于流向負載的電流來說非常地小,即可推算電池電流與輸出電流呈正比。

  耳機放大器架構設置全新解決方案(一)

  (等式 3)

  圖 6 顯示 AB 類接地置中耳機簡易示意圖。隨著音頻的變化,整個輸出 FET 的電壓降幅也會變動。裝置的功率損耗是電壓降幅乘以電池電流 (IBATT) 所得的乘積。

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關鍵詞: 耳機 放大器

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