為您的應用選取最合適的耳機放大器

　　接地參考放大器輸出
　　修正OCL耳機放大器的非接地套管問(wèn)題的一個(gè)方法是使用接地參考耳機放大器。圖4所示為一個(gè)接地參考耳機放大器。當中放大器電路上的電荷泵會(huì )產(chǎn)生出一個(gè)負電壓，改電壓值與正電源相等，但極性恰好相反。該接地參考耳機放大器會(huì )在正電源與負電源之間運作，從而使輸出產(chǎn)生出一個(gè)交流音頻信號。

圖4  接地參考耳機放大器

　　與OCL耳機放大器相比，采用接地參考耳機放大器通常都會(huì )使電路的成本增加，而且功耗大約是OCL的兩倍。然而，接地參考耳機放大器同樣擁有極優(yōu)的低音響應。由于接地參考耳機放大器能夠有效地將電源增大一倍，因此即使電壓低至1.4V，仍能產(chǎn)生出足夠的輸出功率。接地參考耳機放大器通常用于對空間要求苛刻的系統中，而且該系統的耳機插口可能需要連接到其它的設備。

　　接地參考耳機放大器的最大缺點(diǎn)是功耗較大。電路中的電荷泵會(huì )從正電源提取電流，而由于電荷泵的效率損耗，所提取的電流一般會(huì )比放大器的偏置電流稍微大一點(diǎn)。此外，電荷泵的另一個(gè)問(wèn)題是它屬于自激性的振蕩器，可能會(huì )對鄰近的電路產(chǎn)生一些影響。電荷泵的頻率即使聽(tīng)不到，也可以在負電源搖擺時(shí)的音頻信號中看出來(lái)。

　　高性能耳機放大器
　　高性能耳機放大器可以提供優(yōu)質(zhì)的音頻感受。圖5為一個(gè)高性能耳機放大器。在這個(gè)圖例中，系統采用了雙電源，典型值是±5V到±15V，而且兩個(gè)電源均有穩壓處理。電路中的高性能運算放大器在共享環(huán)路內驅動(dòng)一個(gè)高電流緩沖器，并在合成放大器電路周?chē)答仭?/p>

圖5  高性能耳機放大器

　　高性能耳機放大器的最大優(yōu)點(diǎn)是可將系統的兩個(gè)主要部份分隔開(kāi)。輸入放大器訂立系統的整體音質(zhì)。在圖例中， THD+N為0.00003%的LM4562便提供了穩健的音效基礎，而真正用來(lái)驅動(dòng)低阻抗耳機的是LME49600高電流緩沖器。上述方法可有效地消除來(lái)自精密控制電路的負載電流所引致的熱梯度，就如一位優(yōu)雅的芭蕾舞演員去控制一個(gè)肌肉發(fā)達的橄欖球后衛一樣。

　　高性能耳機放大器最好配合高質(zhì)的音頻信源使用。因為這些放大器首要考慮的是高保真度，其次才是成本、尺寸和功耗等問(wèn)題。

　　最理想的音頻還原系統是用一個(gè)高性能、高采樣率(即24位和192kHz)的音頻信源來(lái)驅動(dòng)一個(gè)動(dòng)態(tài)范圍在120dB以上的數/模轉換器，而模/數轉換器的輸出可用來(lái)直接驅動(dòng)高性能耳機放大器的輸入，并且不需要在模擬領(lǐng)域做任何的信號調理。所有的音量控制均在微控制器的指令下由模/數轉換器以數字形式來(lái)控制。

不同耳機放大器的優(yōu)劣比較

　　為您的應用選擇合適的耳機放大器其實(shí)是頗為簡(jiǎn)單的一件事。圖6中的數據表示出系統普遍需要優(yōu)化的參數，并提供了針對不同拓撲性能比較。

表1  比較不同耳機放大器拓撲的參數


應用實(shí)例

　　采用單枚1.2V/1.5V電池的數字音頻播放器
　　數字音頻播放器(DAP)需要良好的音質(zhì)，體積小巧。當DAP采用單枚電池時(shí)，無(wú)論是最基本的堿性電池抑或是鎳金屬混合可充電電池，都難以從中獲得足夠的輸出功率。配備有電源倍增電荷泵的接地參考放大器便是解決這個(gè)問(wèn)題的最佳方案。該放大器不但尺寸小巧，而且還有良好的低音響應。

　　采用鋰正離子電池的數字音頻播放器
　　采用鋰正離子(Li+或鋰聚合物電池等)來(lái)運行的數字音頻播放器由于可獲得較大的電源電壓，因此可使用一個(gè)OCL耳機放大器。大部份的數字音頻放大器事實(shí)上在連接到計算機時(shí)都會(huì )把其仿真耳機輸出關(guān)閉，以解決套管的偏置電壓?jiǎn)?wèn)題。此外，OCL放大器的優(yōu)點(diǎn)還包括相對較小的體積和比接地參考耳機放大器更低的成本。

　　帶有立體聲頭戴耳機的手機
　　手機市場(chǎng)現正劃分為OCL與接地參考耳機放大器兩個(gè)部份。這些采用鋰正離子來(lái)供電的手機，電壓根本不成問(wèn)題。問(wèn)題在于有些手機具備有多個(gè)功能端口。當手機用作視頻輸入時(shí)，端口必須可承受一個(gè)負同步脈沖。在容忍負脈沖方面，接地參考耳機放大器可謂駕輕就熟。

　　手機或DAP功能擴展底座
　　現今不少的功能擴展底座在內部都設有足夠的空間，因此電容器耦合耳機放大器的電容器尺寸便不再是一個(gè)問(wèn)題。毫無(wú)疑問(wèn)，這種拓撲對于較低檔次的功能擴展底座來(lái)說(shuō)是不錯的選擇。但對于比較高檔次的產(chǎn)品而言，采用OCL或接地參考放大器可以獲得更佳的低音響應。事實(shí)上，高檔次的功能擴展底座市場(chǎng)正是高性能耳機放大器的目標市場(chǎng)之一。

　　高性能個(gè)人耳機放大器
　　個(gè)人耳機放大器市場(chǎng)所采納的電路拓撲可謂種類(lèi)繁多，但大部份都與圖5的方案類(lèi)似。這些拓撲變化繁多，從真空管到單一晶體管放大器都有擁護者。

結語(yǔ)

　　使用不同的放大器都可以輕易地克服一般耳機上TRS共享接地端子的限制。每一種方法均有其優(yōu)點(diǎn)。只要選擇得宜，設計人員可獲取最優(yōu)的設計。