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TA2022和TAS5010数字功放电路图

作者:疯狂的三极管 时间:2010-04-13 07:04:45 点击:
数字功放是一种新型器件,IC厂商自然不会放过这一商机,相继推出了各具特色的数字功放产品。下面简要地介绍一些有代表性的器件。
TA2022 是Tripath生产的模拟输入立体声集成化调制器和输出级。它的与众不同之处在于,其调制器采用扩频开关模式,而不是固定的频率,因此公司称为“T类” 放大器。该器件在±25电源电压下,每个通道在8Ω负载上可输出25W功率,空闲损耗功率测得为3.4W。TA2022在25W时具有 0.015%THD;60W时上升为0.1%。它封装在SSIP-32塑料封装中,需外加散热器。
Cirrus Logic CS4421)是一个D类控制器,它与一对IR公司的IRCS8001桥式驱动器配合使用。4421O可有3路串行数字音频输入,内置多路开关和主接口,采用 TSSOT-24封装。IRCS8001桥式驱动器采用SOIC-16封装,每个驱动4个IRC8101 MOSFET全桥结构,或2个 IRC8102 MOSFET半桥结构,在8Ω扬声器上获得50W功率。放大器THD在1KH z,1W时为0.01%;满功率时为0.1 % 该放大器组合能获得良好的立体声效果。

直接数字放大(DDX)是Apoget Technolog研发的,由STMicroelectronics特许生产的专用集成电路。该器件结合了 Apogee 次微米CMOS技术和ST双极—CMOS—DMOS(BCD)技术,混合工艺有可能将CMOS器件和功率DMOS器件制作在同一芯片上。 DDX的阻尼三态PWM方案还进一步提高了效率。典型DDX放大器的效率比D类放大器高20%,是AB类放大类的300%。芯片内控制处理功能执行基本 DDX调制以及其它环绕声、音调和音量控制的DSP基信号处理功能。目前商品化器件包括STA304A控制器和两种功放;STA500(2×30W)和 STA505(2×50W)。STA304A可将2个IIS或S/PDIF格式串行数字输入变换为5通道驱动功放的数字信号,嵌入式软件则添加诸如均衡化等其它功能。由于芯片效率极高,STA500组装在Power S036内,兼备表面帖装和功率容量的优点。

TI公司的真正数字功放(TDAA)由TAS5010  PCM-PWM调制器和TAS5100数字功放组成。该系统接受串行PCM数字音频流并变换成3.3V PWM音频流,然后放大成大信号PWM,再经解调后驱动扬声器。TAS5010是基于Equibit技术创新的、高性能、经济实用的24位立体声PCM-PWM调制器。该器件有多种串行输入格式选择:包括左对齐、右对齐、IIS或DSP数据格式,并与AES标准取样速率完全兼容,还可提供去加重功能。5010内部还有一个数字内插滤波器,将音频数据以2倍、4倍或8倍(取决于取样速率)上取样至352.8KHz或384KHz,这个速率就是 TDAA内部取样速率。Equibit调制器则将上取样信号变换为同频率PWM信号,调制器采用完善的专利校正算法来补偿非线性,提高系统的整体性能。 TAS5100是单通道PWM功率音频器件,它由集成栅驱动器、4个匹配的又电气上隔离的增强型N沟功率DMOS晶体管组成,内置保护电路和故障告知电路。由上述二个器件组成的TDAA系统的动态范围大于93dB;TDH小于0.08%(1KHz、6Ω负载、1W~30W RMS);在8Ω负载上的功率效率大于90%。
数字功放实用化技巧
尽管D类放大器有很多优点,但它自身也存在一些固有的问题,在实际使用时要正确应对。请不要忘记这一基本事实,即D0在放大器是脉冲工作的,对电源质量更为敏感。电源在提供快速变化的电流时不应产生振铃波形或使电压变化。这就要求贮能电容具有极低的有效串联电阻(esr ),因为任何寄生电阻或电感都会阻止存贮电荷快速转移。在电解电容上并联一个小型低esr电容也是无济于事的,因为输出功率是在短时间内突然转移的,所有并联电容都要求有极低的esr。采用开关电源可能是解决问题最有效的方法。这类电源通常工作在较高频率,且带有快速的内置负载,无需后接线性电压稳压器,高频率有助于减少贮能电容,不仅如此,开关电源的效率比线性电源高,能降低冷却的要求。
D类放大器另一个常见的问题是电磁干扰(EMI)。所有连接在输出级的PCD铜走线和电缆都携带着高频大电流,其作用犹如一个天线。减少EMI最简便的方法是让这些连接尽可能地短,有条件的话,电源和输出级应安置在同一PCB上。扬都声器更不好处理。倘若系统设置了内置扬声器,短扬声器电缆是克服EMI的有效手段,还能降低成本。如果扬声器是外置的,电缆长度已超出了设计者所能控制的范围,输出级设置低通滤波器是必不可少的。
低通滤波器会带来又一个权衡考虑,低截止频率不仅抑制EMI,也会衰减音频带的高端成分,高阶滤波器能满足上述要求,但成本过高又让人接受不了,特别是滤波器电感,它要有高品质铁芯才不致于电磁饱合。数字扬声器均衡器提供一种解决方案。当它程控为三重音提升时,有可能采用低截止频率的低阶可重构滤波器,且仍能在音频范围保持平坦的频率响应。对 384KHz速率的PWM信号,为了防止三重音衰减,滤波器截止频率约需45KHz。对EQ三重音提升,截止频率可低至30KHz。EMI则可降低 7dB。
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