改善平板显示器的音频性能

[09-13 16:45:45]   来源:http://www.88dzw.com  信息显示与光电技术   阅读:8309

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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TPA3004D2
                       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。

        平板显示器的 D 类音频功率放大器

                                        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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