關(guān)于開(kāi)環(huán)閉環(huán)D類(lèi)放大器

　　討論如何彌補PSRR測量方法的一些不足之前，讓我們首先討論一下反饋功能。如果您是喝著(zhù)咖啡，一直跟隨本文的討論，那么您就不會(huì )為D類(lèi)放大器本身存在的一些電源噪聲問(wèn)題感到吃驚了。如果不是反饋功能，其便是一個(gè)嚴重的問(wèn)題。(高端音頻應用中，開(kāi)環(huán)放大器聽(tīng)起來(lái)不錯，但那是另外一種情況了。它們一般都擁有非常穩定、高性能的電源和極高的成本目標。)為了補償電源噪聲敏感度，設計人員會(huì )設計一個(gè)具有高穩定電源的系統(會(huì )增加成本)，或者使用一個(gè)具有反饋功能的D類(lèi)放大器(也稱(chēng)作閉環(huán)放大器)。

　　當今，消費類(lèi)電子產(chǎn)品市場(chǎng)上大多數模擬輸入D類(lèi)放大器均為閉環(huán)。但是，數字輸入I2S放大器卻是另外一種情況。I2S放大器直接通過(guò)一條數字總線(xiàn)連接音頻處理器或音頻源。通過(guò)去除不必要的數模轉換，不但可降低成本而且還可提高性能。遺憾的是，今天的市場(chǎng)上并沒(méi)有很多閉環(huán)I2S放大器，因為構建一個(gè)對PWM輸出采樣并將其同輸入I2S數字音頻流相加的反饋環(huán)路，是一件十分困難的事情。在模擬反饋系統中，您可將模擬輸出同模擬輸入相加，因此實(shí)施起來(lái)更為容易。但是，隨著(zhù)I2S市場(chǎng)的發(fā)展，大多數I2S放大器都應遵循與模擬輸入放大器一樣的發(fā)展道路，并采用反饋架構。

　　很明顯，對于BTLD類(lèi)放大器來(lái)說(shuō)，PSRR并不是一種有效的電源抑制性能測量方法。那么，接下來(lái)做什么呢?還是回到那個(gè)生動(dòng)形象的聲音術(shù)語(yǔ)互調。我們需要測量播放音頻時(shí)產(chǎn)生的互調失真及其相應的THD+N變量曲線(xiàn)。在這樣做以前，讓我們轉回到SE架構。在SE架構中，不管它是AB類(lèi)、D類(lèi)還是Z類(lèi)放大器，您都得不到BTL架構的抵消效果，因為揚聲器的一端被連接到放大器，而另一端則接地。因此，在SE架構中，傳統的PSRR測量方法具有較好的電源噪聲抑制指示，而不管是AB類(lèi)還是D類(lèi)放大器。

　　現在，讓我們進(jìn)到實(shí)驗室中獲得一些數據。下面是一系列測量法，其中我們在一個(gè)開(kāi)環(huán)和閉環(huán)I2S放大器中分析和對比了電源紋波IMD。將一個(gè)1kHz數字聲調注入到放大器的輸入端，同時(shí)將一個(gè)100Hz、500mVpp的紋波信號注入到電源。通過(guò)使用一個(gè)帶音頻精確度內建FFT函數的差分輸出FFT來(lái)觀(guān)察IMD。

　　實(shí)驗結果顯示一個(gè)閉環(huán)I2S放大器的IMD測量時(shí)，1kHz輸入信號時(shí)幾乎不存在邊帶。該反饋環(huán)路正出色地抑制互調失真。

　　另一個(gè)實(shí)驗顯示了相同的IMD測量方法，但這次針對的是一個(gè)I2S開(kāi)環(huán)放大器。900Hz和1.1kHz邊帶均非常明顯，因為沒(méi)有反饋抑制IMD。

　　但是就音頻質(zhì)量而言，IMD并非是一種能夠給您諸多定性方法的簡(jiǎn)單的測量方法。一種選擇是進(jìn)行相同的實(shí)驗，但現在卻是對THD+N變量曲線(xiàn)進(jìn)行測量，這也正是我們要在后面兩個(gè)測量方法中做的。利用一個(gè)1kHz數字音頻信號和500mVpp電源紋波對THD+N進(jìn)行測量。電源紋波頻率在50Hz到1kHz范圍內變化。

　　圖2中，觀(guān)察不同電源紋波頻率下開(kāi)環(huán)部分的THD+N掃描。紅線(xiàn)表示電源沒(méi)有紋波的放大器性能，其代表理想狀況。其它曲線(xiàn)代表50Hz到1kHz之間變化的紋波頻率。請注意，紋波頻率增加時(shí)，失真影響的頻率帶寬也同時(shí)增加。請注意，開(kāi)環(huán)性能在穩定電源環(huán)境中較好，但是這會(huì )增加成本，并且會(huì )在當今這個(gè)消費類(lèi)電子產(chǎn)品激烈競爭的世界中處于不利地位。

　　觀(guān)察圖3所示的相同THD+N掃描，但現在針對的是閉環(huán)放大器。反饋功能將抑制互調失真，因此您沒(méi)有看到任何紋波噪聲對音頻性能的影響。

　　結論

　　本文中，我們回顧了測量PSRR的傳統方法，并說(shuō)明