便携式设备中的无源元件对音频质量的影响

文章摘要：● 这种输出架构支持吸入和源出（相对于以地为参考的负载）负载电流。MAX4410放大器内部集成了电荷泵，它产生一个与输入正电源（Vdd）极性相反的负电源（Pvss）。放大器输出电压摆幅将接近2Vdd，是传统单电源交流耦合耳机放大器输出摆幅的2倍。图5 图5所示MAX4410典型的立体声耳机放大器应用电路。设置输入电容Cin等于10μF时能够将电容器电压系数的影响限制到亚音频频率，该电路省略了大容量的输出耦合电容器。在这个例子中，我们只需选择一个合适的输入耦合电容器（包括容量和介质类型）以尽量降低电压系数的影响。如果选定10kΩ的输入电阻器和10μF的输入陶瓷电容器Cin，那么该电路的-3

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● 这种输出架构支持吸入和源出（相对于以地为参考的负载）负载电流。MAX4410放大器内部集成了电荷泵，它产生一个与输入正电源（Vdd）极性相反的负电源（Pvss）。放大器输出电压摆幅将接近2Vdd，是传统单电源交流耦合耳机放大器输出摆幅的2倍。

图5

    图5所示MAX4410典型的立体声耳机放大器应用电路。设置输入电容Cin等于10μF时能够将电容器电压系数的影响限制到亚音频频率，该电路省略了大容量的输出耦合电容器。

在这个例子中，我们只需选择一个合适的输入耦合电容器（包括容量和介质类型）以尽量降低电压系数的影响。如果选定10kΩ的输入电阻器和10μF的输入陶瓷电容器Cin，那么该电路的-3db截止频率等于1.6Hz。

关于大容量电容器，图6给出两种100μF电容器和16电阻器组成的无源高通滤波器的THD+N与频率的关系曲线。在100Hz、-3db截止频率，两种电容器的电压系数均会导致THD指标恶化。100μF的钽电容器在-3db截止频点THD+N指标为0.2%。如果采用Maxim专有的DirectDrive放大器，因为省略了这个大容易输出耦合电容器，可大大改进低频和音频质量。在图6所示曲线中，MAX4410测试曲线近似等于参考值。

图6所示是两种不同类型的100μF电容器（钽电容器和铝电解电容器），驱动16Ω负载，-3db截止频率等于100Hz。Maxim专有的DirectDrive放大器省略了这个大容量的输出耦合电容器。

5 总结

模拟音频电路中的无源元件会对音频质量产生不良影响。我们采用标准的音频测试设备可以简单地对这种不良效果进行评估和检查。观察上述不同类型电容器的测试结果就会发现：锃电解电容器和聚酯电容器具有极低的THD，而X5R陶瓷电容器的THD测试结果最差。当我们选择有源器件时，在音频通道应该尽量减少交流耦合电容器的数量。例如，对于耳机放大器来说选择差分信号通路或DirectDrive放大器。如果可能，在设计音频电路的时候尽量采用低容量的电容器，例如COG或PPS介质电容器，可以有效降低电容器电压系数的不良影响，同时将-3db截止频率设定到亚音频范围内。

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