音频系统在手机与PDA中的应用与探讨
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音频系统在手机与PDA中的应用与探讨  2012/3/1
音频功率放大器在便携式产品中的考虑因素1)较高的PSRR必须具有较高的Powersupplyrejectionratio(PSRR),可以避免受到电源与布线噪声的干扰。2)快速的开关机(Fastturnwidth=553border=0>单端式(Single-end)放大器如图1所示,其增益为:Gain=RF/RiRf:反馈电阻,Ri:输入电阻由输出功率=(VRMS)2/Rload,VRMS=Vpeak/21/2因此单端式(Single-end)放大器输出功率=(Vpeak)2/2Rload桥接式(BTL)放大器如图2所示,由两个单端式(Single-end)放

音频功率放大器在便携式产品中的考虑因素

1)较高的PSRR

必须具有较高的Powersupply rejection ratio (PSRR),可以避免受到电源与布线噪声的干扰。

2)快速的开关机(Fast turn width=553 border=0>

单端式(Single-end)放大器如图1所示,其增益为:

Gain = RF/Ri

Rf:反馈电阻,Ri:输入电阻

由输出功率 = (VRMS)2/Rload,VRMS= Vpeak /21/2

因此单端式(Single-end)放大器输出功率=(Vpeak)2/2Rload

桥接式(BTL)放大器如图2所示,由两个单端式(Single-end)放大器以相差180 组成,故其增益为:

Gain = 2Rf/Ri

Rf:反馈电阻,Ri:输入电阻

由输出功率 = (VRMS)2/Rload,桥接式VRMS= 2 Vpeak /21/2

因此:桥接式输出功率 = 2 (Vpeak)2/Rload= 4 单端式放大器输出功率



图2 桥接式放大器与作用于喇叭正负端的波形

输入与输出耦合电容值的选择

如图1,输入电阻与输入耦合电容形成一个高通滤波器,如欲得到较低的频率响应,则需选择较大的电容值,关系可用以下公示表示。

fC = 1/2 (RI)(CI)

fC:高通滤波截止频率,RI:输入电阻

CI:输入耦合电容值,此电容用来阻隔直流电压并且将输入信号耦合至放大器的输入端。

在移动通信系统中,由于体积的限制,即使使用较大的输入耦合电容值,扬声器通常也无法显示出50Hz以下的频率响应。因此,假设输入电阻为20K ,只需输入耦合电容值大于0.19 F即可。在此状况下,0.22 F 是最适当选择。

就输出耦合电容值的设定而言,同图1中,如欲得到较佳的频率响应,电容值亦需选择较大的容值,关系可用以下公式表示:

fC=1/2(RL)(CO)

fC:高通滤波截止频率,RL:喇叭(耳机)的电阻,CO:输出耦合电容值

例如,当使用32 的耳机,如希望得到50Hz 的频率响应时,则需选择99F的输出耦合电容值。在此状况下,100 F是最适当选择。

散热(Thermal)考虑

在设计单端式(Single-end)放大器或是桥接式(BTL)放大器时,功率消耗是主要考虑因素之一,增加输出功率至负载,内部功率消耗亦跟着增加。

桥接式(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:加于桥接式(BTL)放大器的电源电压,RL :负载电阻

例如,当VDD=5V,RL=8 时,桥接式放大器的功率消耗为634mW。如负载电阻改成32 时,其内部功率消耗降低至158mW。

而单端式(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:加于单端式(Single-end)放大器的电源电压,RL:负载电阻,亦即单端式放大器的功率消耗仅为桥接式放大器的四分之一。所有的功率消耗加起来除以IC的热阻( JA)即是温升。

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