新聞中心

第三代D類放大器

——
作者:Joshua Israelsohn 時(shí)間:2006-01-20 來源: 收藏
如果你仔細(xì)想一下,你會(huì)發(fā)現(xiàn)音頻只是一種和人們想象一樣的概念上很簡單的器件。傳統(tǒng)意義上講,它能夠精確的完成一個(gè)功能——乘以一個(gè)常數(shù)——即使是高精度也是如此。在音頻中可允許的諧波失真度,至少需要滿足規(guī)范書上要求的用途,根據(jù)最低水平和最高水平的應(yīng)用它被粗略的限定在1%到0.0003%之間。在本文中,有一個(gè)特別之處,就是可以快速地讓它們的輸出級(jí)在不同的軌之間進(jìn)行轉(zhuǎn)化,這已不像1958年第一次提出時(shí)使用的那種方法。
  你可以選擇多種方式對(duì)的商業(yè)化歷史進(jìn)行分段,因?yàn)檫@種分段是沒有確切答案的。從我的觀點(diǎn)來看,商業(yè)市場上出現(xiàn)過三代設(shè)計(jì),第一代的范例是由托卡塔設(shè)計(jì)的TacT Millennium。證實(shí)了D類放大器的概念,但是討論出來的最終結(jié)果是該技術(shù)還不能提供足夠性能。這使第一代的放大器把關(guān)注的焦點(diǎn)由可能性轉(zhuǎn)移到實(shí)用性,目標(biāo)由設(shè)計(jì)可以工作的器件變成了設(shè)計(jì)具有廣闊市場需求的器件。
  第二代D類放大器通過兩個(gè)方面的改進(jìn)解決了廣闊市場需求的挑戰(zhàn)。第一個(gè)方面是使其變得相對(duì)緊湊而且價(jià)格可以承受,第二個(gè)方面是在低功耗性能上的表現(xiàn)應(yīng)與大多數(shù)消費(fèi)級(jí)AB類設(shè)計(jì)接近甚至更好。原始設(shè)備制造商(OEM)節(jié)省了和封裝上的花費(fèi),但是必須去理解不熟悉的技術(shù)、易受影響的版圖和需要很多外圍構(gòu)件的控制器芯片。
  第二代D類放大器針對(duì)制造商市場目標(biāo)提供了一系列產(chǎn)品。比如一個(gè)來自Tripath公司的典型器件,它把一個(gè)用于模擬源信號(hào)的相對(duì)簡單的PWM和一個(gè)集成的輸出級(jí)以及片外濾波器組合在一起。而其他的制造商,特別是德州儀器、Cirrus Logic和Apogee Technology則特別重視用于PCM源的帶片外輸出級(jí)的放大器。這些放大器需要更復(fù)雜的前端功能——否則你可能需要一個(gè)立體聲前置放大器,注意它不是功率放大器,這些功能包括源選擇,音量,平衡和音調(diào)控制——由于PCM源常常不是用戶可以控制的。這些附加的功能增加額外的復(fù)雜性,因?yàn)閿?shù)字信號(hào)路徑需要為低電位計(jì)找到一個(gè)簡單的數(shù)字替代品。
  最近一段時(shí)間,在OEM和D類芯片設(shè)計(jì)者之間有了非常大的協(xié)作。這個(gè)趨勢的起源可以從兩個(gè)方面來講,OEM設(shè)計(jì)者可以更好的理解D類的優(yōu)勢,并且為芯片制造者提供市場機(jī)會(huì)和需求方面的更加深入的觀點(diǎn)。同時(shí),芯片設(shè)計(jì)者也深入地了解到了市場反饋,解決了幾個(gè)第二代設(shè)計(jì)中的重要缺陷,其結(jié)果是大量的第三代產(chǎn)品更好地集中于特定應(yīng)用需求而不會(huì)像它的前代那樣。
  為什么選擇D類放大器
  以液晶面板為特征的顯示器和電視機(jī)——事實(shí)上是所有這種屏幕,因?yàn)榇挡AЧと说臅r(shí)代已經(jīng)過去了——例證了一個(gè)趨勢。這些系統(tǒng)的大多數(shù)都集成有需要放大器的小揚(yáng)聲器,這些放大器消耗6瓦到十幾瓦的功率。不僅僅是內(nèi)部結(jié)構(gòu),就連揚(yáng)聲器本身都是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。另外,LCD的象素顏色是基于溫度的函數(shù),盡管調(diào)整象素顏色的電流狀態(tài)提供了一個(gè)線性補(bǔ)償?shù)拇笾螺喞圆荒苷{(diào)節(jié)熱點(diǎn)。系統(tǒng)封裝的目標(biāo)需要設(shè)計(jì)者以LCD面板三個(gè)軸大小為基礎(chǔ)最小化系統(tǒng)的尺寸。由于沒有用于熱源的額外空間,重量和花費(fèi)的設(shè)計(jì)預(yù)算,所以就提出了把這些組合并構(gòu)成這些應(yīng)用的簡單規(guī)則:你一定不能浪費(fèi)。
  D類放大器效率較高的好處是拓展了制冷器的使用,當(dāng)作為顯示的一部分或者壁式電源的時(shí)候,把它應(yīng)用于D類放大器相對(duì)于同級(jí)別的AB類放大器會(huì)更小、更便宜。
  正因?yàn)榇?,近來市場中出現(xiàn)了基于LCD的娛樂和計(jì)算機(jī)顯示用D類放大器。這些中的一些器件采用了消除了輸出濾波器的改良的調(diào)制方案。盡管沒有輸出濾波器,但是一些制造商聲稱這些器件的EMI發(fā)射與那些裝配輸出濾波器的第二代放大器相當(dāng)甚至更小。(見附文:《發(fā)出或者發(fā)現(xiàn)EMI》)。

  適用于平板顯示應(yīng)用的放大器的例子有Maxim公司的MAX9713 單聲道芯片和MAX9714無濾波器立體聲放大器芯片。它們都可以用TQFN-32封裝。這些器件提供三個(gè)管腳的可編程調(diào)制頻率和擴(kuò)頻譜模式,通過把發(fā)射能量分散在一個(gè)以335kHz為中心



評(píng)論


相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉