D類音頻功放IC常見問答(3)

如何測量D 類放大器?

D 類放大器的較高的開關頻率PWM 輸出會超載大多數(shù)的音頻分析儀輸入。專門的過濾器，如音頻精密輔助AUX-0025提供了一個這樣的過濾器來限制頻譜外的能量。除此之外，平衡后的5 階過濾器將與低失真運算放大器如LME49740 一起確保準確的讀數(shù)。

該電路是五階巴特沃斯過濾器，并帶有差分前端和一個單端輸出。該電路有著歸一化后的增益，并可工作在最高供電電壓為34V 的環(huán)境中。截止頻率為24kHz，電路在300kHz處有一個理想的108dB 的抑制，盡管實際上很難能做到這一點。

是否可以使用8Ω 或4Ω 電阻作為測試負載?

D 類放大器應該與一個負載一道進行測試，該負載代表了實際的擴音器，并不單單是一個電阻。如果用的是電阻，測試的效率要遠遠差與實際的性能。在大多數(shù)情況下，8Ω的電阻需要再串聯(lián)68-μH 的電感，4Ω 的電阻需要串聯(lián)33μH 的電感。PCB 布局和元件的問題在D 類放大器中，PCB 布局是否重要?

PCB 布局在D 類放大器中是非常重要的，其布局影響到獲取最佳信噪比、最佳熱效率以及最低的電磁干擾。任何一個該領域的新設計師都需要檢查一下已有的設計來領會最佳實踐方案，同時還需要學習一些研究文獻。

如何對D 類放大器接地?

正確的對D 類放大器接地方法仍處在爭論中。一些工程師使用星式接地法，即將零散的接地匯聚成一個星型的接地點，通常D 類放大器的模擬地或電源地采用這種方法。盡管這種方法很容易在帶有單個芯片的演示板實現(xiàn)，但對于系統(tǒng)中有很多混合信號芯片時則不適用。這些芯片無法成為星式接地，因此需要考慮另一種方法。

基于實驗中與星式接地布局的對比，單一接地板面顯示出明顯的改善，包括電磁干擾性能、峰值輸出功率和更低的THD+N。在這一例子中，單一接地板面在兩層PCB 板的頂層和底層都注銅。每個芯片的接地管腳和每個旁路電容的接地端可以使用該接地板面上任何一個連接孔。此外，在PCB 開放區(qū)域，連接孔還直接連接著頂層和底層接地板面。通常情況下，連接孔的大小最好為2cm，如果空間允許可以更大一些。與這種單一接地方法相比，部件安置也很重要。高頻率的電流會選擇阻抗更小的通道，即盡可能的直線連接。因此，PCB 設計者將試圖布局這些部件，從而保證電流確實可以按照這種設計的通道流通，而不需經(jīng)過其他通道，尤其是對敏感的模擬輸入來說。能做到這一點實際上可以稱之為一種藝術。此外，對于那些通過電磁干擾認證的系統(tǒng)的研究，也不失為學習良好布局技術的方法。

對D 類放大器正確的接地是否重要?

接地對于D 類放大器是非常重要的，尤其是涉及到獲取最佳信噪比、最佳熱效率以及最低的電磁干擾。任何一個該領域的新設計師都需要檢查一下已有的設計來領會最佳實踐方案，同時還需要學習一些研究文獻。

使用兩個單聲道D 類放大器還是一個立體聲設備?

如前所述，D 類放大器的致命弱點是它們的電磁干擾。一種可能的解決辦法是考慮使用兩個單聲道放大器來而不是一個立體聲設備。這將有助于使每個D 類放大器對應各自的擴音器最小化，并減小輻射區(qū)域。這種方法為筆記本帶來的好處比手機更加明顯。如果在系統(tǒng)中使用多個D 類放大器，設備需要通過一個共模時鐘同步信號來驅動，從而確保沒有任何諧振頻率。

哪種電容最適合用作D 類放大器的供電旁路?

陶瓷芯片電容是D 類放大器供電旁路的最佳選擇。他們的低ESP 和出色的高頻特性將增強音頻性能并有助于降低電磁干擾。如果D 類放大器布局在遠離供電處，需要添加一些額外的散裝電容。添加的電容最好是低ESR 的鋁電解電容，但一般都使用通用性鋁電解電容。一些工程師們將會用到多個旁路電容來減小電磁干擾。放置在電源管腳最近的是不超過0.1-μF 的小型旁路電容。更大一點的，如1μF 的電容放在緊挨著的位置。一般的做法都是使兩類電容的容值量級相差10 倍，以避免形成共振頻段。

做什么有助于確保符合電磁干擾認證?

為了滿足符合輻射要求的測試限制，需要設計師選用高質量、低EMI 的D 類放大器，并通過合適的接地和旁路。此外，根據(jù)擴音器線的長度以及最終應用的指定頻段，還需要一些輸出濾波。

如何能將單端音頻源連接到差分D 類放大器的輸入?

很多D 類放大器都有差分輸入來減少不需要的噪聲。如果使用的是單端音頻源，最好使用差分方法。將音頻源的輸出和其輸出參考電壓分別引到D 類放大器的差分輸入對上。

如何能將差分的音頻源連接到單端的D 類放大器輸入?

如果要將差分源連接到單端輸入的D 類放大器，最簡單的方法是僅使用一個輸出。

或者，在D 類放大器前端增加一個差分運算放大器。