D類(lèi)音頻功放IC常見(jiàn)問(wèn)答(3)

如何測量D 類(lèi)放大器?

D 類(lèi)放大器的較高的開(kāi)關(guān)頻率PWM 輸出會(huì )超載大多數的音頻分析儀輸入。專(zhuān)門(mén)的過(guò)濾器，如音頻精密輔助AUX-0025提供了一個(gè)這樣的過(guò)濾器來(lái)限制頻譜外的能量。除此之外，平衡后的5 階過(guò)濾器將與低失真運算放大器如LME49740 一起確保準確的讀數。

該電路是五階巴特沃斯過(guò)濾器，并帶有差分前端和一個(gè)單端輸出。該電路有著(zhù)歸一化后的增益，并可工作在最高供電電壓為34V 的環(huán)境中。截止頻率為24kHz，電路在300kHz處有一個(gè)理想的108dB 的抑制，盡管實(shí)際上很難能做到這一點(diǎn)。

是否可以使用8Ω 或4Ω 電阻作為測試負載?

D 類(lèi)放大器應該與一個(gè)負載一道進(jìn)行測試，該負載代表了實(shí)際的擴音器，并不單單是一個(gè)電阻。如果用的是電阻，測試的效率要遠遠差與實(shí)際的性能。在大多數情況下，8Ω的電阻需要再串聯(lián)68-μH 的電感，4Ω 的電阻需要串聯(lián)33μH 的電感。PCB 布局和元件的問(wèn)題在D 類(lèi)放大器中，PCB 布局是否重要?

PCB 布局在D 類(lèi)放大器中是非常重要的，其布局影響到獲取最佳信噪比、最佳熱效率以及最低的電磁干擾。任何一個(gè)該領(lǐng)域的新設計師都需要檢查一下已有的設計來(lái)領(lǐng)會(huì )最佳實(shí)踐方案，同時(shí)還需要學(xué)習一些研究文獻。

如何對D 類(lèi)放大器接地?

正確的對D 類(lèi)放大器接地方法仍處在爭論中。一些工程師使用星式接地法，即將零散的接地匯聚成一個(gè)星型的接地點(diǎn)，通常D 類(lèi)放大器的模擬地或電源地采用這種方法。盡管這種方法很容易在帶有單個(gè)芯片的演示板實(shí)現，但對于系統中有很多混合信號芯片時(shí)則不適用。這些芯片無(wú)法成為星式接地，因此需要考慮另一種方法。

基于實(shí)驗中與星式接地布局的對比，單一接地板面顯示出明顯的改善，包括電磁干擾性能、峰值輸出功率和更低的THD+N。在這一例子中，單一接地板面在兩層PCB 板的頂層和底層都注銅。每個(gè)芯片的接地管腳和每個(gè)旁路電容的接地端可以使用該接地板面上任何一個(gè)連接孔。此外，在PCB 開(kāi)放區域，連接孔還直接連接著(zhù)頂層和底層接地板面。通常情況下，連接孔的大小最好為2cm，如果空間允許可以更大一些。與這種單一接地方法相比，部件安置也很重要。高頻率的電流會(huì )選擇阻抗更小的通道，即盡可能的直線(xiàn)連接。因此，PCB 設計者將試圖布局這些部件，從而保證電流確實(shí)可以按照這種設計的通道流通，而不需經(jīng)過(guò)其他通道，尤其是對敏感的模擬輸入來(lái)說(shuō)。能做到這一點(diǎn)實(shí)際上可以稱(chēng)之為一種藝術(shù)。此外，對于那些通過(guò)電磁干擾認證的系統的研究，也不失為學(xué)習良好布局技術(shù)的方法。

對D 類(lèi)放大器正確的接地是否重要?

接地對于D 類(lèi)放大器是非常重要的，尤其是涉及到獲取最佳信噪比、最佳熱效率以及最低的電磁干擾。任何一個(gè)該領(lǐng)域的新設計師都需要檢查一下已有的設計來(lái)領(lǐng)會(huì )最佳實(shí)踐方案，同時(shí)還需要學(xué)習一些研究文獻。

使用兩個(gè)單聲道D 類(lèi)放大器還是一個(gè)立體聲設備?

如前所述，D 類(lèi)放大器的致命弱點(diǎn)是它們的電磁干擾。一種可能的解決辦法是考慮使用兩個(gè)單聲道放大器來(lái)而不是一個(gè)立體聲設備。這將有助于使每個(gè)D 類(lèi)放大器對應各自的擴音器最小化，并減小輻射區域。這種方法為筆記本帶來(lái)的好處比手機更加明顯。如果在系統中使用多個(gè)D 類(lèi)放大器，設備需要通過(guò)一個(gè)共模時(shí)鐘同步信號來(lái)驅動(dòng)，從而確保沒(méi)有任何諧振頻率。

哪種電容最適合用作D 類(lèi)放大器的供電旁路?

陶瓷芯片電容是D 類(lèi)放大器供電旁路的最佳選擇。他們的低ESP 和出色的高頻特性將增強音頻性能并有助于降低電磁干擾。如果D 類(lèi)放大器布局在遠離供電處，需要添加一些額外的散裝電容。添加的電容最好是低ESR 的鋁電解電容，但一般都使用通用性鋁電解電容。一些工程師們將會(huì )用到多個(gè)旁路電容來(lái)減小電磁干擾。放置在電源管腳最近的是不超過(guò)0.1-μF 的小型旁路電容。更大一點(diǎn)的，如1μF 的電容放在緊挨著(zhù)的位置。一般的做法都是使兩類(lèi)電容的容值量級相差10 倍，以避免形成共振頻段。

做什么有助于確保符合電磁干擾認證?

為了滿(mǎn)足符合輻射要求的測試限制，需要設計師選用高質(zhì)量、低EMI 的D 類(lèi)放大器，并通過(guò)合適的接地和旁路。此外，根據擴音器線(xiàn)的長(cháng)度以及最終應用的指定頻段，還需要一些輸出濾波。

如何能將單端音頻源連接到差分D 類(lèi)放大器的輸入?

很多D 類(lèi)放大器都有差分輸入來(lái)減少不需要的噪聲。如果使用的是單端音頻源，最好使用差分方法。將音頻源的輸出和其輸出參考電壓分別引到D 類(lèi)放大器的差分輸入對上。

如何能將差分的音頻源連接到單端的D 類(lèi)放大器輸入?

如果要將差分源連接到單端輸入的D 類(lèi)放大器，最簡(jiǎn)單的方法是僅使用一個(gè)輸出。

或者，在D 類(lèi)放大器前端增加一個(gè)差分運算放大器。