耳機放大器架構設置全新解決方案(二)

　　為證實(shí) G 類(lèi) DirectPath 耳機放大器的效率優(yōu)于傳統 AB 類(lèi)解決方案，我們在實(shí)驗室進(jìn)行了一項測試。圖 10 是一般接地置中耳機與 TPA6140A2 的比較。其中，兩個(gè)放大器都接上充滿(mǎn)電力的鋰離子電池。音頻輸入來(lái)自 PC，而輸出驅動(dòng)各個(gè) 32Ω 耳機。兩個(gè)放大器持續播放相同的音頻，而且以固定間隔測量電池電壓。

　　下圖的 Y 軸表示電池電壓，X 軸表示時(shí)間。綠線(xiàn)表示一般的接地置中耳機放大器，藍線(xiàn)表示 G 類(lèi)耳機放大器。

　　圖 10. AB 類(lèi)與 G 類(lèi)接地置中耳機放大器的比較

　　相較于 AB 類(lèi) DirectPath 實(shí)作，TPA6140A2 可延長(cháng) 50 小時(shí)或 45% 的電池使用時(shí)間。

　　對于耳機放大器效率而言，必須考慮整體的系統功耗。舉例來(lái)說(shuō)，當今耳機的輸出功耗遠低于 MP3 編譯碼器的功耗。在未來(lái)，當這類(lèi)編譯碼器功能提升到下一個(gè)制程技術(shù)節點(diǎn)時(shí)，該功能的功耗將進(jìn)一步降低，但耳機放大器的輸出功耗需求則不會(huì )降低。這表示，耳機放大器的效率將在下一代平臺中扮演更重要的角色。圖 11a 至 11b 闡明了這一點(diǎn)：

　　圖 11a.當今MP3 播放電流耗用量的范例

　　圖 11b.兩年后 MP3 播放電流耗用量的范例

　　圖 11a 顯示 G 類(lèi)耳機放大器的平均電流耗用量大約是應用處理器的 10%。然而，幾年后，當應用處理器電流降低至大約 10mA 時(shí)，G 類(lèi)耳機放大器的電流耗用量將約為 現在的30%。

　　結論

　　電池使用時(shí)間一直是便攜式應用的重要課題。相比含輸出 DC 阻隔電容的傳統 AB 類(lèi)放大器，接地置中耳機放大器的音頻性能較佳，但是因為需要使用電荷泵而使得效率降低。只有在信號強度需要進(jìn)行切換時(shí)，才會(huì )切換兩個(gè)以上的電壓電源軌，使得 G 類(lèi)放大器能夠提升效率，也減少了不必要的功率損耗。TPA6140A2 等 G 類(lèi) DirectPath 耳機放大器結合了接地置中耳機放大器及 G 類(lèi)放大器的優(yōu)點(diǎn)。這能夠有效降低不必要的放大器功率損耗，最終使得電池使用時(shí)間延長(cháng)。