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便携设备中的D类音频功放电路设计

随着能源的日益紧张,电子系统对于能效方面的要求也逐步提高,尤其是对于电池供电系统,其对功耗的要求更为苛刻。随着手机、MP3/4等多媒体便携设备的普及,音频功放已经成为音频部分的标准配置。

跟着动力的日益严重,电子体系关于能效方面的要求也逐渐提高,尤其是关于电池供电体系,其对功耗的要求更为严苛。跟着手机、MP3/4等多媒体便携设备的遍及,音频功放现已成为音频部分的规范装备。无论是体系工程师仍是终究用户都现已不再满意于嘹亮地播映个性化的音乐,继而对音频功放提出了更高的要求:耗费更少的电流以延伸电池的运用时刻,在整个音频范围内供给完美音质,杰出的射频按捺才能减小电流声,安稳的输出功率以确保扬声器不受损坏。

未来,商场关于高功率的D类功率放大器的需求会逐渐添加,D类放大器在便携设备中的运用具有十分宽广的远景。依据商场调研组织Gartner的陈述:D类放大器在2006年至2011年之间的复合年生长率将达15.6%,从3.34亿美元生长至6.88亿美元,首要的生长动力来自便携式设备及空间受限的消费性电子产品,手机商场是重要的增长点。

本文介绍上海贝岭开宣布的一款高效D类音频功放BL6311,该产品运用在手机等便携式设备上,只需很少的外围元件就能够供给一个完美的处理计划。

BL6311运用原理图

便携设备对音频功放的要求是体积小、外围电路简略。BL6311可依照体系要求装备成单端输入(图1)和差分输入(图2)两种运用方法。


图1 BL6311单端输入运用原理图


图2 BL6311差分输入运用原理图

BL6311的特色

1、高效节能

D类放大器与线形放大器(A类、B类、AB类)比较,在成效上有很大优势。对线形放大器而言,偏置元件和输出管的线形作业方法会损耗很多功率,而D类放大器的输出管作业在开关状况,功耗首要来自输出管的导通阻抗、开关损耗以及静态电流,功率可达90%,无需散热,然后延伸了便携设备的电池运用时刻和寿数。

2、RF噪声按捺

手机、个人数字助理 (PDA) 和其它便携式通讯设备常常在条件恶劣并且噪声相当大的环境下作业,关于没有处理RF搅扰的音频放大器,会将RF载波信息解调到音频频带,这样在扬声器的输出端就会发生不期望呈现的电流声。射频信号会耦合到放大器的电源,输入端以及输出端,放大器杰出的PSRR和CMRR能够下降对体系PCB和结构的要求,将电流声最小化,确保设备正常作业。一般10mV的输出能够被人耳感觉到,而如图3所示,当电源电压(VDD)上叠加了500mV的GSM信号,BL6311的输出端(Vo)依然得到了杰出地按捺。


图3 BL6311对电源端耦合进来的GSM信号具有按捺作用。

3、极低的失真和噪声

关于音频功放而言,尽管一切的测验目标都是以正弦波来衡量的,终究的评判者仍是美丽流通的音乐。美丽的音色取决于较小的谐波失真和噪声,抱负的D类功放没有失真,在可听波段没有噪音且功率满意100%。但是,实践的D类功放并不完美,会有失真和噪音,这是因为D类功放发生的失真开关波形形成的,原因有以下几点:

> PWM调制器因为采样频率约束和时刻颤动而导致PWM信号的非线性;

> 功率驱动管的死区时刻,导通时刻,关断时刻,上升下降时刻等;

> 开关器材上的非抱负特征,如导通电阻,有限的开关速度及体二极管特征等;

> 寄生的杂散参数导致过度边际的震动;

> 输出低通滤波器的非线性。


图4 BL6311 THDN vs Frequency

BL6311很好地处理了上述问题。图4为THDN的扫频曲线,由此可见,BL6311在整个音频范围内具有较低的失真度,能够满意便携设备对音质的要求。

因为BL6311具有高功率、低失真度以及较强的RF噪声按捺才能,因此特别合适手机等便携产品的运用。图5是BL6311在手机中的运用计划框图。


图5 BL6311在手机中的运用计划。

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