但是由于汽車環境要求苛刻，對安全、診斷、工作溫度范圍和高可靠性等都有很多限制，Class D技術的應用自然也有很多技術障礙，例如電磁干擾(EMI)和電源噪聲等。飛思卡爾半導體公司的Symphony Class D放大器提供了一種高保真系統解決方案，采用創新的數字反饋技術，大大提高了Class D放大器的音頻性能。

Symphony D類解決方案

Class D數字放大器解決方案包括Symphony FSA95601數字放大控制器芯片和MC33851輸出功率級芯片。數字放大器控制器FSA95601是高性能6聲道D類數字放大控制器，可以處理6個聲道的脈沖碼調變(PCM)數字音效輸入，并產

圖1  數字放大器控制器和輸出功率級

如圖1所示，FSA95601控制器對多聲道脈沖編碼調制(PCM)輸入進行異步采樣率轉換和上采樣，然后通過先進的信號處理技術(包括自然取樣和噪聲整型)將它們轉換成高頻率PWM信號。PWM信號然后與反饋調節相結合，糾正功率級或電源噪聲的非理想狀態引起的錯誤。然后，經過校正的PWM信號通過嵌入式H型橋轉換，由MC33851功率級放大到電源電壓水平。最終經過放大的方波通過LC濾波器產生正弦音頻信號，最后連接到揚聲器。

FSA95601具有高性能數字信號反饋技術，可糾正功率級非理想狀態并抑制電源噪聲，同時保持出色的音頻性能。FSA95601有6個聲道，每個聲道都能驅動外部半橋或H型橋功率級；失真度低，在20Hz～20kHz頻率范圍內，采用1kHz、-3dB FS(12W)輸入、14.4V電源、4Ω負載情況下，THD<0.01%；動態噪聲范圍>100dB；芯片異步采樣率轉換器(ASRC)支持32～192kHz的PCM輸入；具有I2C或SPI從模式控制端口，提供4個I2C地址；串行音頻接口(SAI)支持I2S、TDM和其他常見音頻格式，支持192kHz的輸入。

FSA95601用于需要更高功率的離散功率級設計，可支持直接連接到H型橋式功率級拓撲，通過調節死時間來確保功率晶體管之間不會出現傳導重疊。反饋回路延遲補償可以根據功率級布板和器件延遲來設置。

MC33851雙通道H橋接功率后級非常適用于汽車音像系統和惡劣環境，使用14.4V汽車電池直接供電，以2Ω的負載提供額定輸出功率，工作電源電壓高達24V；2個50W的功率H型橋，輸出可以橋接到100W；短路保護輸出、低電壓、過電壓和過熱關閉；較低的信道導通電阻；先進的開啟/關閉音響按鍵及雜音抑制電路；8個I2C地址。

Symphony D類的解決方案

使用D類放大器，就必須解決電磁干擾(EMI)和電源噪聲問題。制造商必須使EMI輻射達到規定指標，并確保輻射不會干擾AM/FM信號接收。另外，在汽車中，通常由于環境條件限制(如引擎噪聲)或選擇了低成本電源組件，電源條件一般不太理想。

解決電磁干擾

Symphony D類數字放大器采用實時數字反饋技術來實現電源噪聲抑制。D類放大器使用快速開關裝置來提高功率效率，這使得進行低EMI系統設計變得越來越富挑戰性，因為低EMI可能會干擾AM/FM收音機等設備。Symphony D類放大器采用多種方法，以克服與開關放大器技術相關的潛在EMI問題。H橋功率級設備采用可編程轉換速率控制，其中輸出開關速度可由用戶進行調節。如果與FSA95601一起使用，MC33851 H橋功率級轉換速率控制電路將降低EMI，而不會影響音頻質量。內置在Symphony D類控制器中的其他EMI降低功能包括6個PWM信道的可編程開關定相，多個控制器可對它們的定相進行同步，以降低帶有6個聲道的系統中的EMI。軟件控制了主PWM的頻率，從而克服了那些能在載波抑制模式下運行的AM波段干擾，其中脈沖重復頻率及其奇次諧波在整個負載(揚聲器)中也用差分處理的方法消除了。這樣，設計人員可以充分利用D類放大器在功率效率方面的大幅改進，及其節省成本的優勢，同時實現良好的音頻質量。

熱量更低、重量更輕

汽車音頻組件所面臨的最大挑戰之一就是散熱以及因散熱所帶來得器件尺寸的問題。傳統的外置式放大器由于傳統AB類放大技術的效率低下而釋放出大量熱量。此外，其封裝也需要足夠大，才能在持續高溫工作時進行散熱。Symphony D類解決方案的高效率能夠最大程度地降低發熱并縮小放大器的總體積。這就使制造商可以更自由地將放大器放置在汽車內。提高功率效率不僅可以縮小放大器的體積、減輕重量，還可以支持更多的通道。在某些情況下，這種效率可以完全不再需要外置式放大器。在降低重量和功率的同時，還可以提高燃油效率。

高性能數字反饋

高性能數字反饋是Symphony D類數字放大器解決方案的主要優點之一。高性能數字反饋可以糾正功率級非理想狀態，降低功率晶體管切換速度，以便減少EMI而不降低音頻性能。這種解決方案還提供出色的電源噪聲抑制功能，支持使用更低成本的供電器件。

圖2  高性能數字反饋

如圖2所

Symphony D類放大器解決方案可以在成本和性能之間達成理想的平衡。如果將Symphony DSP平臺與FSA95601數字放大控制器和MC33851輸出功率級相結合，可以提供更高的效率和更少的散熱，可以在更小的空間內支持更多信道和更高功率，提供出色聽覺體驗，同時具有高級診斷和保護功能，為音頻處理和放大提供了端到端數字解決方案。