利用 D 類(lèi)放大器 1L 調制技術(shù)縮小汽車(chē)音響系統設計尺寸

先進(jìn)的數字處理和模擬半導體正在幫助音頻設計人員以創(chuàng )新的方式提供身臨其境的音頻體驗，以滿(mǎn)足消費者對增強的音頻技術(shù)（用于便攜式揚聲器、筆記本電腦、條形音箱和汽車(chē)音響系統）的需求。

當今的汽車(chē)音響系統比早期單揚聲器汽車(chē)收音機中使用的真空管供電放大器要復雜得多。有些新型汽車(chē)在整輛車(chē)中有二十多個(gè)甚至更多的揚聲器。從最早的系統發(fā)展到如今的沉浸式高品質(zhì)音響系統，關(guān)鍵在于可為車(chē)輛提供更好音效的四個(gè)設計趨勢：尺寸、重量、成本和音質(zhì)。這些趨勢在汽車(chē)音響市場(chǎng)上廣為人知。不過(guò)，真正的挑戰在于如何在保持高質(zhì)量音響性能的同時(shí)縮減解決方案尺寸及成本。

推動(dòng)音頻放大器設計的進(jìn)一步發(fā)展

多年以來(lái)，汽車(chē)音響系統一直使用 AB 類(lèi)音頻放大器將聲音傳送至汽車(chē)揚聲器。過(guò)去幾年出現了從 AB 類(lèi)放大器轉換到 D 類(lèi)放大器的趨勢。D 類(lèi)放大器可幫助設計人員實(shí)現提高功效、降低散熱需求和減輕系統重量的目標。

熟悉 D 類(lèi)汽車(chē)放大器的設計工程師都知道，每個(gè)音頻通道需要兩個(gè)電感器-電容器 (LC) 濾波器來(lái)濾除高頻開(kāi)關(guān)噪聲。為了縮小 LC 濾波器的尺寸，TI 開(kāi)發(fā)了支持高達 2.1MHz 開(kāi)關(guān)頻率的音頻放大器，使得電感器可大幅降低尺寸和成本。圖 1 對 400kHz 至 2.1MHz 的電感器尺寸演變進(jìn)行了比較。

圖 1 8.2μH 電感器 (400kHz) 和超小型 3.3μH 電感器 (2.1MHz) 的尺寸比較

現在，TI 邁出了新的一步，采用集成了我們專(zhuān)有單電感器 (1L) 調制技術(shù)的音頻放大器，進(jìn)一步減小 LC 濾波器尺寸。這項技術(shù)在保持了 D 類(lèi)性能的同時(shí)，將每通道的電感器數量減少一半，使電感器成本降低 50%，解決方案尺寸和重量減小 50%。最終帶來(lái)的優(yōu)勢包括簡(jiǎn)化的音頻設計和更高的效率。

1L 調制技術(shù)的實(shí)際應用

我們的 1L 調制技術(shù)可將 LC 濾波器中的電感器數量減半?，F在假設一家汽車(chē)制造商的車(chē)型產(chǎn)品線(xiàn)包括一款高端車(chē)型，其音響系統需要 32 個(gè)音頻通道。每個(gè)音頻通道都有一個(gè)揚聲器，而每個(gè)揚聲器都有兩個(gè)連接器：正極和負極。對于僅支持 BD 或單邊脈沖寬度 (1SPW) 調制的放大器，每根導聯(lián)都需要一個(gè) LC 濾波器，共 64 個(gè)電感器。對于 1L 調制放大器，每個(gè)音頻通道只需要一個(gè) LC 濾波器，因此電感器數量減少到 32 個(gè)。

圖 2 展示了采用 1L 調制技術(shù)的放大器如何將 20 個(gè)通道的音響系統的電感器數量減少到 10 個(gè)通道，使得尺寸減小 34%。

圖 2 一個(gè) 20 通道的汽車(chē)音響系統設計，采用五個(gè) TAS6754-Q1 D 類(lèi)放大器，與 TI 的 TAS6424E-Q1 D 類(lèi)放大器進(jìn)行比較

系統架構師顯然擔心實(shí)現此放大器的難度。我們的 1L 調制技術(shù)旨在無(wú)縫融入系統。借助 1L 調制技術(shù)，TI 開(kāi)發(fā)了一種適合放大器的調制方案，使設計人員能夠在不帶來(lái)重大設計挑戰的情況下獲得所有優(yōu)勢，同時(shí)仍保持高質(zhì)量的 D 類(lèi)音頻性能。

TAS6754-Q1 音頻放大器包含實(shí)時(shí)負載診斷、每通道電流檢測和高達 19V 工作電壓等功能，可實(shí)現安全運行和更高的性能。無(wú)論是否在播放音頻，實(shí)時(shí)負載診斷功能均可跟蹤負載開(kāi)路、負載短路、電源短路和接地短路的等負載狀態(tài)。此功能可確保放大器正常工作，并提供安全可靠的聆聽(tīng)體驗。

另一個(gè)顯著(zhù)的特性是低延遲路徑選項。如果系統需要主動(dòng)噪聲消除或道路噪聲消除功能，TAS6754-Q1 可實(shí)現全功能低延遲音頻，從而快速響應注入的音頻信號。

結語(yǔ)

我們的 1L 調制技術(shù)的優(yōu)勢在于，能夠幫助您以更低的成本打造更小、更輕的設計，同時(shí)更注重汽車(chē)音響體驗，不斷突破設計極限。