單端式(Single-end)放大器如圖1所示,其增益為:Gain=RF/RiRf:反饋電阻,Ri:輸入電阻由輸出功率=(" />
音頻功率放大器在便攜式產(chǎn)品中的考慮因素
1)較高的PSRR
必須具有較高的Powersupply rejection ratio (PSRR),可以避免受到電源與布線噪聲的干擾。
2)快速的開(kāi)關(guān)機(jī)(Fast turn border=0>
單端式(Single-end)放大器如圖1所示,其增益為:
Gain =RF/Ri
Rf:反饋電阻,Ri:輸入電阻
由輸出功率 = (VRMS)2/Rload,VRMS= Vpeak /21/2
因此單端式(Single-end)放大器輸出功率=(Vpeak)2/2Rload
橋接式(BTL)放大器如圖2所示,由兩個(gè)單端式(Single-end)放大器以相差180 組成,故其增益為:
Gain = 2Rf/Ri
Rf:反饋電阻,Ri:輸入電阻
由輸出功率 = (VRMS)2/Rload,橋接式VRMS= 2 Vpeak /21/2
因此:橋接式輸出功率 = 2 (Vpeak)2/Rload= 4 單端式放大器輸出功率
圖2 橋接式放大器與作用于喇叭正負(fù)端的波形
輸入與輸出耦合電容值的選擇
如圖1,輸入電阻與輸入耦合電容形成一個(gè)高通濾波器,如欲得到較低的頻率響應(yīng),則需選擇較大的電容值,關(guān)系可用以下公示表示。
fC = 1/2 (RI)(CI)
fC:高通濾波截止頻率,RI:輸入電阻
CI:輸入耦合電容值,此電容用來(lái)阻隔直流電壓并且將輸入信號(hào)耦合至放大器的輸入端。
在移動(dòng)通信系統(tǒng)中,由于體積的限制,即使使用較大的輸入耦合電容值,揚(yáng)聲器通常也無(wú)法顯示出50Hz以下的頻率響應(yīng)。因此,假設(shè)輸入電阻為20K ,只需輸入耦合電容值大于0.19 F即可。在此狀況下,0.22 F 是最適當(dāng)選擇。
就輸出耦合電容值的設(shè)定而言,同圖1中,如欲得到較佳的頻率響應(yīng),電容值亦需選擇較大的容值,關(guān)系可用以下公式表示:
fC=1/2(RL)(CO)
fC:高通濾波截止頻率,RL:喇叭(耳機(jī))的電阻,CO:輸出耦合電容值
例如,當(dāng)使用32 的耳機(jī),如希望得到50Hz 的頻率響應(yīng)時(shí),則需選擇99F的輸出耦合電容值。在此狀況下,100 F是最適當(dāng)選擇。
散熱(Thermal)考慮
在設(shè)計(jì)單端式(Single-end)放大器或是橋接式(BTL)放大器時(shí),功率消耗是主要考慮因素之一,增加輸出功率至負(fù)載,內(nèi)部功率消耗亦跟著增加。
橋接式(BTL)放大器的功率消耗可用以下公式表示:
PDMAX_BTL= 4(VDD)2/(2 2RL)
VDD:加于橋接式(BTL)放大器的電源電壓,RL :負(fù)載電阻
例如,當(dāng)VDD=5V,RL=8 時(shí),橋接式放大器的功率消耗為*mW。如負(fù)載電阻改成32 時(shí),其內(nèi)部功率消耗降低至158mW。
而單端式(Single-end)放大器的功率消耗可用以下公式表示:
PDMAX_SE= (VDD)2/(2 2RL)
VDD:加于單端式(Single-end)放大器的電源電壓,RL:負(fù)載電阻,亦即單端式放大器的功率消耗僅為橋接式放大器的四分之一。所有的功率消耗加起來(lái)除以IC的熱阻( JA)即是溫升。