便携式设备中音频电路的设计要点

文章摘要：为了消除咔嗒声，最流行的方式是采用“无电容放大器”。通常，这样的放大器使用另外一个放大器为扬声器提供偏置，或配置成差分输出(BTL)放大器。最好的无电容放大器可直接与扬声器连接(Maxim称其为DirectDrive)，并且不需要偏置放大器或差分输出。 DirectDrive放大器包含一个内部反相电荷泵，由电荷泵为输出级产生负电压。通过正、负电源驱动输出级，因为输出信号偏置在地电位，放大器不再需要为扬声器提供偏压。设计者可将两个大的输出耦合电容换成一对小的电荷泵电容。DirectDrive放大器的动态范围是传统放大器或偏置放大器的两倍。 图7A－7D展示了三款单电源放大器，图A为输出端使用隔直

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为了消除咔嗒声，最流行的方式是采用“无电容放大器”。通常，这样的放大器使用另外一个放大器为扬声器提供偏置，或配置成差分输出(BTL)放大器。最好的无电容放大器可直接与扬声器连接(Maxim称其为DirectDrive)，并且不需要偏置放大器或差分输出。

DirectDrive放大器包含一个内部反相电荷泵，由电荷泵为输出级产生负电压。通过正、负电源驱动输出级，因为输出信号偏置在地电位，放大器不再需要为扬声器提供偏压。设计者可将两个大的输出耦合电容换成一对小的电荷泵电容。DirectDrive放大器的动态范围是传统放大器或偏置放大器的两倍。

图7A－7D展示了三款单电源放大器，图A为输出端使用隔直电容的传统立体声音频放大器；图B为一款使用第三个放大器产生偏置电压的“无电容”放大器；图C为信号通路上毋需任何电容的DirectDrive放大器；差分输出放大器如图D所示。

图7：传统单电源音频放大器及新型“无电容”音频放大器。

直接与扬声器连接可以大大降低开机、关机时的咔嗒/砰砰声。这种情况下，咔嗒声仅与放大器的输出失调有关。DirectDrive放大器的典型输出失调电压为±1mV至±5mV，启动时小的失调电压阶跃仅产生极小的开启瞬态响应，会被听力敏感的人所觉察。

设计D类放大器

D类放大器产生开关输出，音频信息存储在输出信号的脉宽调制信号中，与AB类放大器相比具有非常高的效率，但高效率是以成本为代价。为了获得高效率，放大器的输出级必须快速切换，使输出晶体管快速通过线性区。这种高速切换会在扬声器线圈中产生大的瞬态电流，导致较强的电磁干扰(EMI)。

为了降低EMI，需要尽可能缩短扬声器与D类放大器的连线。最好将放大器放置在扬声器附近，从而缩短扬声器的引线长度，这根线能够将EMI传送到周围电路。通常很难将功率放大器放在两个扬声器附近，因为扬声器必须分开一定距离，以获得有效的立体声效果。为了在降低EMI的同时获得立体声效果，最好用两个单声道D类放大器代替立体声放大器。

如果受成本限制不能选择单声道放大器，使用长线缆时采用铁氧体磁珠可以很好地降低EMI。在每个D类放大器的输出引脚使用一个廉价的铁氧体磁珠和一个小的1nF电容即可降低EMI(假定D类放大器毋需滤波调制架构，也就是说零输入时负载电压不为零)。图8所示为输出端包含铁氧体滤波器的D类扬声器放大器，图中还提供了使用和未用铁氧体滤波器时的输出频谱对照。

图8：D类放大器在每个输出端包含一个铁氧体EMI磁珠，下方曲线给出了包含、未包含滤波器时的输出频谱对比。

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