改善平板显示器的音频性能

文章摘要： 图二、TPA3004D2、12-W立体声D类APA输出波形图 不过，非理想状态的晶体管在开启时并非短路。因此，D类效率主要由输出晶体管的导通电阻rds(on) 决定。计算D类放大器的简单方程式如下 [2]： h = (RL/(RL + rds(on))) x 100% (2) 应用前面决定线性放大器效率为45% 时相同的操作条件，且假定rds(on) 为0.58 ohm，这 时得到D类的效率为93%。但是，随着器件进入稳定的操作状态而升温，且rds(on) 也随之升高，我们以 87% 作为效率值以对其进行更准确的

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                       图二、TPA3004D2、12-W立体声D类APA输出波形图

       不过，非理想状态的晶体管在开启时并非短路。因此，D类效率主要由输出晶体管的导通电阻rds(on) 决定。计算D类放大器的简单方程式如下 [2]：

h = (RL/(RL + rds(on))) x 100%     (2)

       应用前面决定线性放大器效率为45% 时相同的操作条件，且假定rds(on) 为0.58 ohm，这 时得到D类的效率为93%。但是，随着器件进入稳定的操作状态而升温，且rds(on) 也随之升高，我们以 87% 作为效率值以对其进行更准确的反映。与线性放大器消耗的13 W相比，D类放大器的总功耗仅为6.8 W。由于功耗降低了48%，因此设计人员可采用更小的变压器与稳压器。此外，相比于线性放大器高达7.3 W 的功耗，D类功耗仅为0.8 W，因此并不要求采用散热片。

       250-kHz 的开关频率对音频信号进行最低 10 倍采样，从而确保了音频的高质量，与如今采用线性放大器的应用相当或优于目前应用水平。图二给出的高频PWM输出波形带有音频信号。喇叭作为仅复制音频频率的低通滤波器发挥作用。在大多数应用中，在喇叭之前还要求进行最小过滤以减小EMI。

       用于平板显示器的新型D类APA解决方案

       为了满足各种平板显示器尺寸的需求，目前有几种新型的D类APA可供选择，请参见图三。当为平板显示选择APA时，输出功率是应当考虑的主要规范。平板显示器越大，所要求APA的输出功率也就越大，因为最终用户观看屏幕内容时距离屏幕的距离会加大。

       

                                        图三、平板显示器的 D 类音频功率放大器

       图三显示的所有立体声D类APA均采用48引脚四方扁平表面贴装封装，且彼此引脚排列布局是相互兼容的。单声道TPA3001D1采用24引脚的TSSOP封装，最大尺寸仅为6.6mm x 7.9mm。与此相当的线性放大器采用通孔单排封装 (through-hole single in-line package) 或双排封装 (dual in-line package)，并且它们要求手工组装，尺寸也不理想，为19.6mm x 22.5mm，大出8.5倍之多。此外，它们还要求采用散热片。

       TPA3004D2与TPA3002D2提供的特性包括集成的反移植电路系统 (depop circuitry)、DC音量控制、关断控制以及立体声耳机驱动程序的直连输出等。TPA3001D1、TPA3008D2以及TPA3005D2以四个集成的固定增益设置代替DC音量控制，以消除外部反馈与输入电阻。最后，TPA3003D2还提供了低功率立体声D类备选方案，该方案除不具备立体声耳机放大器直连输出之外，拥有TPA3002D2的所有特性。

       所有D类放大器采用全差动输入级与桥接输出级，在最大化输出功率的同时还能最小化噪声。

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