跟着体系的鲁棒性和音质的提高,与前几代产品比较,最新的D类音频处理方案现已得到了明显的改善。D类扩大器具有与生俱来的优势,包含较高的功率功率、低发热量等,可完成更小、更轻的消费类产品。
运用这些优势,根据D类技能的音频芯片正在对今日的消费类产品发生着巨大的影响,尤其是在平板数字电视和便携式运用领域。
数字电视与D类技能的结合
尽管传统的模仿扩大器对CRT电视来说是一种很好的挑选,可是对平板电视就显得无能为力了。这是由于规划师有必要为了完成轻浮的产品,在约束音频输出功率和质量方面做出极大的退让。A类和B类扩大器不光功率低,还会发生不用要的热量,引发难以处理的规划应战,并且还需求散热器,导致了进一步的规划问题。大多数平板电视都面临着来自视频体系自身功耗和散热问题的很大应战。因而,许多平板电视只能在每个声道供给大约5W的功率。D类数字扩大技能现已能够供给处理平板电视首要应战的处理方案,即能够在最大极限地削减热耗散的一起,在轻浮尺度中取得高质量的音频作用。
现在,D类技能可在一个芯片上集成功率级和操控器,能够完成超越85%的功率,并且不需求散热器。将新式D类芯片集成在体系中,平板电视就能够供给增强的音频功率(每声道大约15W),音质水平也得到了全面提高。因而,OEM厂商能够完成增强的音频功率和质量,以更好地匹配视觉体会。
表1是传统的线性模仿扩大器与数字PWM扩大器的比照。
表1 单片线性电路和PWM扩大器的比照
现在,D类技能已挨近模仿扩大器的功能水平,在某些方面乃至超越了功能期望值。其现在的功率水平现已适当于模仿扩大器,而总谐波失真(THD)也与模仿扩大器处于平等水平。事实上,其动态规模已超越了集成的模仿扩大器功能的平均值,后者一般低于80dB。先进的数字扩大器能够完成超越100dB的动态规模——静音与最大功率输出之差。
呈现在导通期间的噪声是另一个应战。尽管运用继电器和较大的隔直流电容器适当贵重,可是数字集成有助于完成对扩大器发动的更强壮的操控,而无需添加资料本钱。因而,Cirrus Logic公司简化了音频通道,不运用反应即可取得较好的音质。已有的开关电源足以供给安稳的电压。不过,那些选用传统变压器和忧虑滤波的高端运用仍是在选用本地电源反应。
为了满意平板数字电视共同的体系规划需求,Cirrus Logic最近推出了一种高度集成的、根据D类技能的音频扩大器CS4525。它集成了立体声ADC、采样率转换器、数字音频处理器,以及包含操控器和功率级的完好的30W D类扩大器(例如每声道15W)。CS4525的共同之处在于,它支撑输入的模仿和数字音频信号,其高效的功率级无需在体系规划中运用散热器。
便携式产品中的D类技能优势
一般,D类技能能够运用更小的面积为便携式产品供给更高的输出功率和更低的电压。这种下降的功耗能够完成更长的电池寿数。D类技能也削减了体系规划的元件数,然后有助于下降本钱。此外,选用D类技能的芯片尺度一般比较小,能够更好地匹配空间有限的便携式产品电路板规划。
D类体系规划的另一个问题是滤波。D类扩大器的输出需求滤波,一些倡导者把电感线圈作为驱动扬声器滤波器的一部分,而另一些人则创建了一套独立于扬声器特性的全滤波输出的完好规划。对那些将扬声器作为产品一部分的音频体系来说,在扬声器中运用电感有助于节约元件本钱。
对便携式音频运用来说,由于耳机电线比较长,其输出有必要通过全滤波而不呈现带外噪声。可是,电线或许成为EMI的天线。由于需求电感器,用一个D类扩大器完成这一点是很困难的,由于电感器的体积比较大,或许使运用中的音频功能受到影响。因而,一些产品,例如CS42L52立体声D类扩大器,为了完成更低的功耗,耳机输出选用了一个传统的低EMI模仿扩大器,以及一个用于扬声器输出的更大功率的D类扩大器,这些一般都集成于产品自身,可最大极限地削减所需的滤波量。
CS42L52选用了地居中输出扩大器。运用与耳机回送(接地)的直流电位持平的扩大器输出,直流电就不会流过头挂听筒。这样,就不用运用贵重的、体积较大的隔直流电容器,也不会影响音质。由于这样做需求有正负电源电压存在,可在耳机扩大器上集成一个充电泵,以发生负电源电压来满意这个要求。这种电荷泵比较有用,只需求很少的外部元件。
这种规划办法不只无需在耳机中运用去耦电容器,还有助于1.8V体系有满足的功率发生可接受的收听音量。该电荷泵能够发生-1.8V的电源电压,可有用地驱动3.6V的扩大器。
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