音頻系統(tǒng)在手機與PDA中的應用與探討
音頻功率放大器在便攜式產(chǎn)品中的考慮因素
1)較高的PSRR
必須具有較高的Power supply rejection ratio (PSRR),可以避免受到電源與布線噪聲的干擾。
2)快速的開關機(Fast turn on off)
擁有長時間的待機時間,是手機或個人數(shù)字助理的基本要求,AB 類音頻放大器的效率約為50%至60%,D類音頻放大器的效率可達85%至90%。不管使用何種音頻放大器,為了節(jié)省功率消耗,在不需要用到音頻放大器時,均需進入待機狀態(tài)。然而當一有聲音出現(xiàn)時,音頻放大器必須馬上進入開機狀態(tài)。
3)無“開關/切換噪音” (Click Pop)
開關/切換噪音” 常出現(xiàn)于音頻放大器進入開關機時,或是由待機回復至正常狀態(tài),或是217 Hz手機通信信號時。手機或個人數(shù)字助理的使用者絕不會希望聽到擾人的噪音,將“Click Pop”消除電路加入音頻放大器中,是必備條件。
4)較低的工作電壓
為增長電池使用時間,常需低至1.8V,仍可工作。
5)低電流消耗與高效率
使用CMOS工藝的IC,可降低電流消耗。有時需選擇D類音頻放大器,目的是延長手機或個人數(shù)字助理的工作時間。
6)高輸出功率
在相同工作電壓下具有較高的輸出功率,即輸出信號的擺幅越接近Vcc與GND時,其輸出功率越高。
7)較小的封裝 (uSMD)
手機或個人數(shù)字助理的外觀越來越小巧,使得IC封裝技術越來越重要,uSMD為現(xiàn)今較常用到的封裝技術。
輸出功率的計算
單端式(Single-end)放大器如圖1所示,其增益為:
Gain = RF/Ri
Rf:反饋電阻,Ri:輸入電阻
由輸出功率 = (VRMS)2/Rload,VRMS= Vpeak /21/2
因此單端式(Single-end)放大器輸出功率=(Vpeak)2/2Rload
橋接式(BTL)放大器如圖2所示,由兩個單端式(Single-end)放大器以相差180 組成,故其增益為:
Gain = 2Rf/Ri
Rf:反饋電阻,Ri:輸入電阻
由輸出功率 = (VRMS)2/Rload,橋接式VRMS= 2 Vpeak /21/2
因此:橋接式輸出功率 = 2 (Vpeak)2/Rload= 4 單端式放大器輸出功率
圖2 橋接式放大器與作用于喇叭正負端的波形
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