数字放大器的单端设计

文章摘要：图3：带分离电容配置的单端数字放大器 与隔离电容配置相比较，分离模式配置的最大优点是增加了电源纹波抑制比(PSRR)。图4所示的曲线为TI的TAS5086/5142评估模块(EVM)的PSRR测量值。在该EVM中，TAS5142评估板的功率级被配置成单端模式。也许有人会对一个开环单端放大器能具有如此高的PSRR感到奇怪。事实的原因是，PVDD的电压变化(ΔPVDD)都处于分离电容的中点(都为ΔPVDD/2)，从而使得经过扬声器的PVDD变化被抵消掉了。图4：TI TAS5086/5142 EVM的单端PSRR曲线 SE分离模式的配置还需要解决下面两个设计问题。如前所述，经过重

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图3：带分离电容配置的单端数字放大器

    与隔离电容配置相比较，分离模式配置的最大优点是增加了电源纹波抑制比(PSRR)。图4所示的曲线为TI的TAS5086/5142评估模块(EVM)的PSRR测量值。在该EVM中，TAS5142评估板的功率级被配置成单端模式。也许有人会对一个开环单端放大器能具有如此高的PSRR感到奇怪。事实的原因是，PVDD的电压变化(ΔPVDD)都处于分离电容的中点(都为ΔPVDD/2)，从而使得经过扬声器的PVDD变化被抵消掉了。

图4：TI TAS5086/5142 EVM的单端PSRR曲线

       SE分离模式的配置还需要解决下面两个设计问题。如前所述，经过重建滤波后的音频信号有一个大小为PVDD/2的DC成分。若电容C_s是理想的，则两电容的电压都可充至PVDD/2，且没有DC成分流经扬声器。然而，由于两个电容不是理想的且存在偏差，所以直流电压值并不等于PVDD/2。因此，上电后当音频信号传至扬声器时，将会有一个DC电压通过扬声器，从而导致“劈啪”声。由于分离电容的充电时间为RC所决定的时间常数所限定，所以会导致另一个相关的问题。虽然，在分离电容充完电之前只要MOSFET不产生开关动作，该问题便不会发生。但实际应用中这一点却很难实现，因此会产生很大的“劈啪”声。

    针对上述两个问题的解决方案是带有一个专用于实现快速充电到PVDD/2的半桥的功率级，这在TAS5186A上已经实现。其特点是具有50%的占空比，DC电压输出是PVDD/2，分离电容能进行快速、准确的充电。另一个给分离电容快速充电的方法是使用运算放大器。当没有专用的半桥时，采用运算放大器是一个行之有效的方法。

    实际应用中，包括上电“劈啪”声、SNR、PSRR、总谐波失真+噪声(THD+N)在内的单端放大器的音频性能数据是相当好的，只比BTL的音频性能稍为逊色。

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