平板电视的音频设计:平板屏幕搭配效果出色的音响
设计平板电视音频放大器需同时解决几大技术难题。工程设计过程中经常要进行多种因素的综合折中,平板电视的设计就是其中一个非常好的例子。我们怎么才能在超薄的DLP、等离子或液晶显示器底板上设计20W立体声音频功率放大器,同时又不影响散热性能呢？我们怎么才能支持空间有限的双层电路板同时又满足电磁干扰 (EMI) 测试要求呢？怎么才能为不同尺寸、不同功耗的屏幕设计出低成本的印制电路板 (PCB) 同时又满足紧迫的设计期限呢？
幸运的是,工程师不必亲自来解决上述技术难题。因为许多问题都已得到解决,或者已经找到变通的办法。目前推出的新型器件可通过功能集成解决上述问题。解决上述技术问题并加速设计进程的方法之一就是采用德州仪器 (TI) 最新的 D 类音频放大器产品系列TPA3100D2与 TPA3101D2。
TPA3100D2 与 TPA3101D2 是专为平板电视市场设计的立体声D类放大器。这两款放大器均具备引脚对引脚兼容性,分别提供了 20W 和10W的立体声输出功率。新集成的特性包括更好的咔嗒/噼噗声抑制、自适应动态范围控制以及降低 EMI 的增强型功能等。上述产品解决了前代 D 类器件所面临的问题,从而加速了产品设计进程。
输出功率
音频放大器设计中首先要考虑的问题就是确定所需的输出功率,这与屏幕大小直接相关,我们将在下面进行详细说明。其他应考虑的因素包括扬声器阻抗、总谐波失真 (THD)、放大器电压和放大器效率等。所有这些因素都彼此关联。举例来说,扬声器阻抗越高,放大器的效率和散热性能就越好,但却要求更高的放大器电压,否则输出功率较低时就会出问题。了解了上述因素之间的折中平衡,我们就应在各种因素间实现最佳平衡,这是良好设计的关键所在。
TPA3100D2 的效率非常高,输出功率为 20Wx2（最大）时效率高达 92%。此时,功耗为 1.74W。我们将封装底部的散热焊盘直接焊接到 PCB 上即可实现轻松散热。PCB 中的接地层作为散热片,无需外部散热片。上述特性使 TPA3100D2 适用于超过 32 英寸的等离子和液晶电视,这些电视要求更大的音频输出功率,因为用户会坐在离扬声器较远的地方欣赏节目。
TPA3101D2 是一款低成本的 10Wx2 解决方案,适用于屏幕较小（23英寸至 32寸）的液晶电视。TPA3101D2 与 TPA3100D2 实现了引脚对引脚兼容,并具备相同特性。功率为 10Wx2 时,效率高达 87%。
由于 TPA3100D2 与 TPA3101D2 的外引脚、封装尺寸以及外部组件完全一样,因此不同的解决方案可采用相同的电路板设计,从而节省设计与制造时间,并降低库存成本。
