PSRR測量技術(shù)探討及檢視D類(lèi)放大器性能的替代方法

顯然PSRR不是測量BTL D類(lèi)放大器供電抑制的有效方法，那么應該怎么做？現在回頭談?wù)劵フ{這個(gè)名詞。設計人員需要測量在播放音頻時(shí)所產(chǎn)生的互調失真及其對應的THD+N配置。在開(kāi)始之前，讓我們先回顧一下SE架構。在SE架構中，不論是AB類(lèi)、D類(lèi)或Z類(lèi)，都沒(méi)有BTL架構的抵消作用，這是因為喇叭的其中一端連接放大器，另一端則接地。因此，對于A(yíng)B 類(lèi)或D類(lèi)放大器而言，在SE架構中，傳統的PSRR測量都能夠確實(shí)指出供電噪音抑制的情形。

在進(jìn)行實(shí)驗后便能取得一些數據，而藉由下列一系列測量所得的數據，則可分析和比較開(kāi)放回路及封閉回路I2S放大器的電源紋波IMD。數字1kHz音調注入放大器的輸入，而100Hz 的500mVpp紋波信號則注入電源供應。通過(guò)音頻精準度內建于FFT的功能可取得差動(dòng)輸出的FFT，進(jìn)而進(jìn)行觀(guān)測IMD。

圖3顯示封閉回路I2S放大器的IMD測量，注意其中的1 kHz輸入信號以及幾乎不存在的旁波帶(sideband)。反饋回路正有效地抑制互調失真。

圖3:TAS5706封閉回路互調曲線(xiàn)圖

圖4顯示相同的IMD測量，但是這次是在I2S開(kāi)放回路放大器進(jìn)行測量。900 Hz及1.1kHz的旁波帶相當明顯，因為其中沒(méi)有抑制IMD的反饋。

圖4:開(kāi)放回路互調曲線(xiàn)圖

現在提供一個(gè)好消息。在圖3及圖4中，可以清楚看出電源噪音IMD所產(chǎn)生的效果，不過(guò)，就音質(zhì)而言，IMD是一種很難達到定性的測量方式。進(jìn)行這種實(shí)驗時(shí)，可選擇改為測量 THD+N配置，以下兩項測量將依此進(jìn)行。THD+N是以1kHz數字音頻及500mVpp電源紋波進(jìn)行測量，電源紋波頻率則介于50Hz至1kHz之間。

圖5顯示開(kāi)放回路放大器在不同電源紋波頻率下的THD+N曲線(xiàn)圖。紅線(xiàn)表示電源供應未出現任何紋波的放大器性能，這是最理想的狀態(tài)。另一條曲線(xiàn)表示介于50Hz至1kHz之間的紋波頻率。當紋波頻率增加時(shí)，失真對頻率帶寬的影響也會(huì )增加。通過(guò)經(jīng)過(guò)良好調節的電源能夠達到良好的開(kāi)放回路性能，不過(guò)，這會(huì )使得成本提高，對于現今極為競爭的消費性電子產(chǎn)品市場(chǎng)而言，會(huì )是一大問(wèn)題。

圖5:開(kāi)放回路：不同PVCC紋波頻率的THD+N與頻率

圖6顯示封閉回路放大器的相同THD+N曲線(xiàn)圖。其中反饋抑制了互調失真，因此音頻未出現任何紋波噪音。

圖6:封閉回路：不同PVCC紋波頻率的THD+N與頻率

結論

本文回顧了測量PSRR的傳統方法，并指出其未能有效測量BTL D類(lèi)放大器供電紋波效應的原因。BTL輸出配置本身的抵消作用加上測量期間未出現任何音頻，便產(chǎn)生了錯誤的讀數。這是規格上的重大缺陷，因為供電噪音抑制性能是選擇D類(lèi)放大器時(shí)其中一項相當重要的指標，尤其在檢視數字輸入 (I2S) 封閉回路及開(kāi)放回路放大器的性能差異時(shí)更是如此。若要更正確地了解供電噪音抑制，就必須檢查輸出出現1kHz音頻信號且電源供應出現噪音時(shí)的IMD及THD+N情況。本文最后說(shuō)明封閉回路D類(lèi)放大器何以能夠針對供電噪音進(jìn)行補償而開(kāi)放回路放大器卻無(wú)法做到。在極為競爭的消費性電子產(chǎn)品市場(chǎng)中，成本是考慮的核心因素，而封閉回路架構能否降低系統成本是相當重要的設計重點(diǎn)。