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D类功放IC要获得好的总体音质必须解决几个问题
文章来源:永阜康科技 更新时间:2021/11/5 10:18:00
“咔嗒”声:当放大器导通或断开时发出的咔嗒声非常讨厌。但不幸的是,它们易于引入到D类放大器中,除非当放大器静噪或非静噪时特别注意调制器状态、输出级时序和LC滤波器状态。

信噪比(SNR):为了避免放大器本底噪声产生的嘶嘶声,对于便携式应用的低功率放大器,SNR通常应当超过90 dB,对于中等功率设计SNR应当超过100 dB,对于大功率设计应当超过110 dB。这对于各种放大器是可以达到的,但在放大器设计期间必须跟踪具体的噪声源以保证达到满意的总体SNR。

失真机理: 失真机理包括调制技术或调制器实现中的非线性,以及为了解决冲击电流问题输出级所采用的死区时间。

在D类调制器输出脉宽中通常对包含音频信号幅度的信息进行编码。用于防止输出级冲击电流附加的死区时间会引入非线性时序误差,它在扬声器产生的失真与相对于理想脉冲宽度的时序误差成正比。用于避免冲击最短的死区时间对于将失真减至最小经常是最有利的;欲了解优化开关输出级失真性能的详细设计方法请参看深入阅读资料2。

其它失真源包括:输出脉冲上升时间和下降时间的不匹配,输出晶体管栅极驱动电路时序特性的不匹配,以及LC低通滤波器元器件的非线性。

电源抑制 (PSR): 在图2所示的电路中,电源噪声几乎直接耦合到输出扬声器,具有很小的抑制作用。发生这种情况是因为输出级晶体管通过一个非常低的电阻将电源连接到低通滤波器。滤波器抑制高频噪声,但所有音频频率都会通过,包括音频噪声。关于对单端和差分开关输出级电路电源噪声影响的详细说明请参看深入阅读材料3。

如果不解决失真问题和电源问题,就很难达到PSR优于10 dB,或总谐波失真(THD)优于0.1%。甚至更坏的情况,THD趋向于有害音质的高阶失真。

幸运的是,有一些好的解决方案来解决这些问题。使用具有高环路增益的反馈(正如在许多线性放大器设计中所采用的)帮助很大。LC滤波器输入的反馈会大大提高PSR并且衰减所有非LC滤波器失真源。LC滤波器非线性可通过在反馈环路中包括的扬声器进行衰减。在精心设计的闭环D类放大器中,可以达到 PSR 》 60 dB和THD 



 
 
 
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