D類音頻功放IC常見問答(3)

如何測(cè)量D 類放大器?

D 類放大器的較高的開關(guān)頻率PWM 輸出會(huì)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(gè)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(yùn)算放大器如LME49740 一起確保準(zhǔn)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(gè)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(gè)理想的108dB 的抑制，盡管實(shí)際上很難能做到這一點(diǎn)。

是否可以使用8Ω 或4Ω 電阻作為測(cè)試負(fù)載?

D 類放大器應(yīng)該與一個(gè)負(fù)載一道進(jìn)行測(cè)試，該負(fù)載代表了實(shí)際的擴(kuò)音器，并不單單是一個(gè)電阻。如果用的是電阻，測(cè)試的效率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)差與實(shí)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(gè)該領(lǐng)域的新設(shè)計(jì)師都需要檢查一下已有的設(shè)計(jì)來領(lǐng)會(huì)最佳實(shí)踐方案，同時(shí)還需要學(xué)習(xí)一些研究文獻(xiàn)。

如何對(duì)D 類放大器接地?

正確的對(duì)D 類放大器接地方法仍處在爭(zhēng)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(gè)星型的接地點(diǎn)，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(gè)芯片的演示板實(shí)現(xiàn)，但對(duì)于系統(tǒng)中有很多混合信號(hào)芯片時(shí)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(shí)驗(yàn)中與星式接地布局的對(duì)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(gè)芯片的接地管腳和每個(gè)旁路電容的接地端可以使用該接地板面上任何一個(gè)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(huì)選擇阻抗更小的通道，即盡可能的直線連接。因此，PCB 設(shè)計(jì)者將試圖布局這些部件，從而保證電流確實(shí)可以按照這種設(shè)計(jì)的通道流通，而不需經(jīng)過其他通道，尤其是對(duì)敏感的模擬輸入來說。能做到這一點(diǎn)實(shí)際上可以稱之為一種藝術(shù)。此外，對(duì)于那些通過電磁干擾認(rèn)證的系統(tǒng)的研究，也不失為學(xué)習(xí)良好布局技術(shù)的方法。

對(duì)D 類放大器正確的接地是否重要?

接地對(duì)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(gè)該領(lǐng)域的新設(shè)計(jì)師都需要檢查一下已有的設(shè)計(jì)來領(lǐng)會(huì)最佳實(shí)踐方案，同時(shí)還需要學(xué)習(xí)一些研究文獻(xiàn)。

使用兩個(gè)單聲道D 類放大器還是一個(gè)立體聲設(shè)備?

如前所述，D 類放大器的致命弱點(diǎn)是它們的電磁干擾。一種可能的解決辦法是考慮使用兩個(gè)單聲道放大器來而不是一個(gè)立體聲設(shè)備。這將有助于使每個(gè)D 類放大器對(duì)應(yīng)各自的擴(kuò)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(jī)更加明顯。如果在系統(tǒng)中使用多個(gè)D 類放大器，設(shè)備需要通過一個(gè)共模時(shí)鐘同步信號(hào)來驅(qū)動(dòng)，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(qiáng)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(yuǎn)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(huì)用到多個(gè)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(diǎn)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(jí)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(rèn)證?

為了滿足符合輻射要求的測(cè)試限制，需要設(shè)計(jì)師選用高質(zhì)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(kuò)音器線的長(zhǎng)度以及最終應(yīng)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(duì)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(jiǎn)單的方法是僅使用一個(gè)輸出。

或者，在D 類放大器前端增加一個(gè)差分運(yùn)算放大器。