便攜式系統(tǒng)音頻功率放大器解決方案
對(duì)于日益增長(zhǎng)的便攜式系統(tǒng)，比如Portable-DVD，PMP，LCD Monitor以及Notebook等，都需要一個(gè)音頻功率放大器用來(lái)驅(qū)動(dòng)小的揚(yáng)聲器，這種放大器的輸出功率1W~2W，用來(lái)驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器（RL=8/4ohm），同時(shí)提供50mW~100mW的功率用來(lái)驅(qū)動(dòng)耳機(jī)（RL=32/16ohm）。在此情況下，BCD開(kāi)發(fā)了自己的便攜式系統(tǒng)中，音頻功率放大器產(chǎn)品。
一、 單端（SE）輸出 vs. 橋式（BTL）輸出
輸出結(jié)構(gòu)常見(jiàn)的有兩種，SE(Single-ended)模式與BTL(Bridge-Tied-Load)模式，見(jiàn)下圖-1。
圖-1 單端模式與橋式模式
在便攜式系統(tǒng)中，常見(jiàn)的直流電源電壓，（+1.8V，+2.5V，+3.3V）通常不會(huì)超過(guò)+5.0V，如果是單端結(jié)構(gòu)，輸出的峰-峰值電壓Vp-p最大只有5.0V，實(shí)際上由于輸出級(jí)上、下管子的飽和壓降，在沒(méi)有被削波的前提下，Vp-p最大只有4.5V左右，這樣有效值 = =1.59V，全部加到RL=4ohm的負(fù)載，輸出功率 =0.63W。所以單端結(jié)構(gòu)，無(wú)法輸出2W功率。
如果是BTL輸出結(jié)構(gòu)，Vp-p則可以達(dá)到8.0V，有效值 = 8.0/2.828=2.828V，加到RL=4ohm的負(fù)載，輸出功率 =2.0W。
因此要在VCC=5.0V條件下輸出2W左右的功率，只能采用橋式輸出結(jié)構(gòu)。所以單端結(jié)構(gòu)常用來(lái)驅(qū)動(dòng)耳機(jī)，而B(niǎo)TL結(jié)構(gòu)常用來(lái)驅(qū)動(dòng)音箱。見(jiàn)下圖-2 AA4002典型應(yīng)用原理圖。
圖-2 AA4002典型應(yīng)用圖
從上圖中，看到在驅(qū)動(dòng)耳機(jī)時(shí)，還需要有一個(gè)較大的電解電容，它的作用是，
?、?nbsp;隔斷直流基準(zhǔn)電壓Vbias（1/2VCC）。如果沒(méi)有隔直，直流電壓會(huì)直接流過(guò)后面的揚(yáng)聲器線圈，使紙盆平衡位置偏向一端，Vbias過(guò)大甚至損壞線圈。
?、?nbsp;耦合交流的音頻信號(hào)，它與揚(yáng)聲器負(fù)載構(gòu)成了一階高通濾波網(wǎng)絡(luò)，見(jiàn)圖-1。由經(jīng)典公式（1）可知，電容值的大小影響低頻處的截止頻率fc有關(guān)。
公式（1）
電容Co越大，截止頻率fc越低，意味著更低的頻率可以耦合到負(fù)載，見(jiàn)圖-3。
圖-3 不同耦合電容下的頻響（RL=16ohm）
BTL結(jié)構(gòu)則不需要耦合電容，節(jié)約系統(tǒng)成本，節(jié)省PCB空間，改善低頻響應(yīng)。
不僅如此，BTL結(jié)構(gòu)輸出，它能有效地抑制共模噪聲。在相同的輸出功率條件下，橋式模式的噪聲明顯小于單端模式下的噪聲，見(jiàn)下圖-4對(duì)比，通道1（藍(lán)色）--負(fù)載兩端，通道2（綠色）--電源。這是因?yàn)橄嗤臎_擊會(huì)同時(shí)出現(xiàn)在橋式輸出結(jié)構(gòu)的‘+’、‘-’兩端，通過(guò)負(fù)載后，會(huì)相互抵消，不對(duì)揚(yáng)聲器做功，聽(tīng)不到”POP”聲，這種結(jié)構(gòu)對(duì)于上電、掉電噪聲，操作噪聲都有很好的抑制。
圖-4 橋式模式與單端模式輸出的”POP”噪聲
實(shí)際上，講輸出功率是多少，通常需要指定條件，比如電源電壓[VCC]，輸出負(fù)載[RL]，諧波失真[THD+N]。只有這些條件確定之后，輸出功率才有意義。在產(chǎn)品規(guī)格書(shū)中，通常會(huì)提供以下圖表，輸出功率 vs.電源電壓，見(jiàn)圖-5，輸出功率vs.負(fù)載，圖-6，以及輸出功率vs.諧波失真+噪聲，圖-7。
圖-5 AA4002 Po vs. Supply voltage with different THD+N
圖-6 AA4002 Output Power vs. Load Resistor
圖-7 AA4002 THD+N vs. Output Power
二、 低音增強(qiáng)
對(duì)于小功率的音箱，由于尺寸的限制，它們的低頻響應(yīng)通常都很差，而人耳又偏偏對(duì)于低頻的音樂(lè)反映不敏感。有必要在電子線路上想辦法，解決這一問(wèn)題。低音增強(qiáng)，它的實(shí)現(xiàn)方法是在反饋回路中，通過(guò)增加電容，來(lái)實(shí)現(xiàn)低頻部分的增益大于通帶內(nèi)的增益，相當(dāng)于環(huán)路系統(tǒng)中增加了一個(gè)極點(diǎn)，一個(gè)零點(diǎn)，在AA4002的典型應(yīng)用電路圖中，電容C2、C11就是這樣的電容，見(jiàn)圖-2。
那么它的理想傳遞函數(shù)，公式（x）
極點(diǎn)，
零點(diǎn)，
假設(shè)R1=R2=R3=20K，C2=0.068uF，則可以計(jì)算出fZERO=234Hz，fPOLE=117Hz，波特圖如下。這個(gè)幅度與相位只是對(duì)于低音增強(qiáng)這一段，如果是BTL輸出，則增益還會(huì)增加一倍（6dB），如果信號(hào)從PIN10/12腳輸入，經(jīng)過(guò)兩級(jí)反相，則輸出端、輸入端的相位差接近0DEG，具體可以參考AA4002 Design tools。
下載文檔北京2022年10月18日 /美通社/ -- 10月14日，國(guó)際數(shù)據(jù)公司（IDC）發(fā)布《2022Q2中國(guó)軟件定義存儲(chǔ)及超融合市場(chǎng)研究報(bào)告》，報(bào)告顯示：2022年上半年浪潮超融合銷售額同比增長(zhǎng)59.4%，近5倍于...
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