利用CP2296实现全差分型替换传统型AB类音频功率放大器

文章摘要：手持媒体播放设备中的扬声器音频功率放大器多为AB 类放大器，分为传统型和全差分型两种架构。全差分型架构表现出更优异的噪声抑制能力，因此受到了越来越多用户的欢迎。本文将给出一种全差分型替换传统型AB 类放大器的解决方案。 AB 类扬声器放大器 AB 类扬声器音频功率放大器因其技术成熟，音频性能优异，应用简单，价格较低等优势，一直在小功率音频放大器市场中占据主流。手持设备中的扬声器放大器，最大输出功率在1W 左右（8. 负载），此类放大器大都是BTL 桥接负载输出，即无须耦合电容，输出可直接与扬声器连接。目前市场上的BTL 输出的AB 类音频放大器主要有传统型和全差分型两种架构。 传统型架构 将同

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手持媒体播放设备中的扬声器音频功率放大器多为AB 类放大器，分为传统型和全差分型两种架构。全差分型架构表现出更优异的噪声抑制能力，因此受到了越来越多用户的欢迎。本文将给出一种全差分型替换传统型AB 类放大器的解决方案。

AB 类扬声器放大器

AB 类扬声器音频功率放大器因其技术成熟，音频性能优异，应用简单，价格较低等
优势，一直在小功率音频放大器市场中占据主流。手持设备中的扬声器放大器，最大输出功率在1W 左右（8. 负载），此类放大器大都是BTL 桥接负载输出，即无须耦合电容，输出可直接与扬声器连接。目前市场上的BTL 输出的AB 类音频放大器主要有传统型和全差分型两种架构。

传统型架构

将同相输出端VO+引回经过一级反相放大，得到反相输出端VO-，一起作为BTL 输出。

全差分型架构（Full differential）

完全对称的电路架构，输入级、输出级采用真正意义上的差分电路实现。

图1 传统型AB 类放大器

图2 全差分型AB 类放大器

手机中的音频噪声

越来越多的手机具有音乐播放器的功能，相对其他音乐播放设备，手机应用对音频放大器有着更严格的要求，这主要是因为手机中电磁环境复杂，有可能产生各种音频噪声，影响用户使用。

手机主板上，显示屏、摄像头、存储器等设备的高速数据线，地址线纵横交错，再加上各种射频信号线，都有可能对音频放大器产生干扰，一旦音频放大器拾取到这类噪声，经过放大就有可能达到用户能听到的程度。另一方面GSM 手机在与基站通信时，按分配的时隙发送数据，时隙间隔频率为217Hz 。 由于射频功率放大器在功率发射瞬间，要从电池上抽取很大的电流（峰值电流可达安培级），导致电源上出现很大的纹波，此纹波干扰（频率为217Hz 左右）就会从电源进入音频放大器并在输出上体现（多数应用中音频放大器是电池直接供电的）。若此电源干扰达到一定程度，人耳将明显察觉到 “嗡嗡”的噪音，此即所谓的TDD Noise（TDMA 的时隙噪声）。

当手机发射功率等级（PCL）较高时，射频功率放大器抽取的峰值电流更大，导致的
干扰也就更明显。而在一些特定场合，“嗡嗡”噪声可能会更容易被用户听到。情况1：客户选择前奏舒缓的音乐作为来电铃声，且手机处于较高的PCL 等级（比如PCL=5，GSM900），恰巧某时刻有电话打入，铃声按最大音量播放，由于此时铃声响度低，“嗡嗡”噪声就会相对明显。情况2： 收取短信时的提示音由于发声时间很短，很容易暴露背景“嗡嗡”噪声。情况3：用户在安静环境中进行免提通话，“嗡嗡”声将显得特别明显，这种声音引起用户的反感，严重的甚至影响通话的正常进行！

 出于手机外形结构的限制，扬声器可能被放置在距离手机天线很近的位置；或者扬声器距离音频放大器很远，中间通过较长的引线或者FPC 进行连接；或者手机PCB 布局太紧凑，无法对音频电路进行较好的布线保护，以及放置噪声抑制滤波元件。这些实际产品设计中很常见的限制都可能导致出现严重的射频干扰，增加出现“嗡嗡”噪声的可能性。

全差分型架构提供优异的抗干扰能力

全差分结构的放大器，从输入同相端和反相端望进去的电路是完全对称的，因此提供了优异的CMRR，PSRR，Click-POP 音抑制能力。PSRR 指标反映了放大器对电源噪声的抑制能力，传统架构的AB 类放大器的PSRR 通常在-62dB 左右，而全差分型放大器则很容易的做到-80dB 或更优的性能。可见，全差分型放大器对射频噪音抑制能力明显优于传统AB 类放大器。

采用传统型架构的AB 类放大器的产品中一旦出现了射频噪声（干扰的频段可能为GSM900 ，也可能为DCS1800），在不更改布局布线的情况下，仅靠调节外部的几个PF级电容元件电容元件，是很难抑制住噪声的。因此越来越多的用户从传统AB 类放大器转而使用全差分型AB 类放大器。依据很多用户的使用经验，如果使用全差分型放大器，

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