利用小功率D類方案A7013解決多媒體手機(jī)的實(shí)際應(yīng)用問題

圖1 傳統(tǒng)增益設(shè)置, 圖2 改進(jìn)后的增益設(shè)置

方案一：如圖2所示，在保證外部增益可控的同時，片內(nèi)保留10k輸入電阻。(以下假設(shè)片外電阻不會有絕對值偏差)

假設(shè)如圖1中300k芯片內(nèi)部電阻偏移20％，則增益會偏移20％，正常15倍的增益會偏移12到18倍，因此功率會超過額定功率。

Gainmax＝300×120％/20＝18＝15×(1＋20％)
Gainmin＝300×80％/20＝12＝15×(1－20％)

如果采用如圖2改進(jìn)后的增益設(shè)置，同樣假設(shè)300k電阻偏移20％，則內(nèi)部10k電阻也會同比例偏移20%(由于匹配精度可以達(dá)到0.1％)。

Gainmax＝300×120％/(10+10×120％)＝16.36＝15×(1＋9.1％)
Gainmin＝300×80％/(10＋10×80％)＝13.33＝15×(1－11.1％)

所以改進(jìn)后的方案中，增益最大值偏移9.1％，增益最小值偏移11.1％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于改進(jìn)前20％的偏移水平。

方案二：

通過犧牲芯片成品率的方式，將芯片篩選到電阻漂移10％，同樣改進(jìn)后的方法也會獲得更精準(zhǔn)的增益上限，從而避免了手機(jī)廠商增益向大偏移而引起的喇叭損壞。

方案三：

產(chǎn)品也可以通過自動增益控制(AGC)來實(shí)現(xiàn)，大功率時避免燒壞喇叭。但這種方案通常成本大大提高。

由此可見，對于D類功放IC設(shè)計公司來說，方案一不會增加成本，并且手機(jī)生產(chǎn)廠商在應(yīng)用時，也可以避免由于增益偏移而使喇叭頻頻被損壞的現(xiàn)象。A7013結(jié)合了方案一和方案二的優(yōu)點(diǎn)，在同類產(chǎn)品中唯一實(shí)現(xiàn)了成功而成熟的方案。

此外，針對喇叭損壞的問題，通過研究手機(jī)喇叭的響應(yīng)頻段可以發(fā)現(xiàn)，手機(jī)喇叭只能響應(yīng)300Hz以上的頻段，這就導(dǎo)致300Hz以下頻段的功率都作為熱損耗掉了。改變輸入電容可以改變輸入信號帶寬，濾除不能被喇叭響應(yīng)的頻段功率，從而降低了峰值功率，對喇叭的可靠性也有一定影響。

改善外部噪聲干擾

圖2中給出的方案對于改善噪聲干擾也有一定的優(yōu)勢。在圖1中，如果客戶布局不慎，在運(yùn)放輸入端耦合微弱噪聲，則該噪聲會被以運(yùn)放開環(huán)增益(上萬倍)的倍數(shù)放大，在喇叭中就會出現(xiàn)聽得到的耦合噪聲。而采用圖2中的方案，只要芯片內(nèi)部在運(yùn)放輸入端做相應(yīng)考慮，則在外部輸入引腳引入的微弱噪聲只能放大幾十倍，從而大大方便了客戶在這部分的布局。

改善功放音效

近年來人們對于D類功放的通常印象是高電源效率和較差的音質(zhì)，針對D類功放的音質(zhì)，業(yè)界一直有爭論，埃派克森A7013采用自主專利的增強(qiáng)反饋架構(gòu)(EFS)改善D類功放的音質(zhì)。做到高電源效率的同時，又極大改善了D類功放的失真，從而使得D類功放在音質(zhì)和效率方面都獲得極大優(yōu)勢。

如圖3和表1，可以看出EFS技術(shù)改善D類功放失真的作用，在整個功率范圍內(nèi)采用EFS技術(shù)的A7013失真均做到了最低；同時由于高功率THD＋N的改善，A7013在1％以下失真的最大功率方面也有突出表現(xiàn)。

圖3 采用EFS方案對THD＋N的改善。(圖中所引用數(shù)據(jù)均來自產(chǎn)品數(shù)據(jù)手冊)

表1 采用EFS方案其他性能的改善。(表中所引用數(shù)據(jù)均來自相應(yīng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)手冊)