0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

典型的线性音频放大器拓扑结构

电子设计 来源:网友电子设计发布 作者:网友电子设计发布 2021-11-23 10:41 次阅读

音频是便携式消费类电子设备不可或缺的一个重要组成部分。集成耳机音频功率放大器有助于放大低功耗基带音频信号,以在使用耳机时驱动清脆、清晰的音 频。另外,这些放大器都需要具有极高的效率,以实现更长时间的电池寿命。为了迎接这种挑战,广大设计人员将使用 G 类音频放大器拓扑结构。

典型的线性音频放大器拓扑结构为 A 类、B 类、C 类和 AB 类。虽然这些音频放大器均为线性;但它们的效率并不是很高。请参见表1和图1。

表1线性音频放大器拓扑结构

拓扑 类别 描述 效率
A 类 线性 输出器件持续导电 20%
B 类 线性 输出器件导电 1/2 正弦周期。(一个在正区域导电,一个在负区域导电)在交叉点存在线性问题。 50%
AB 类 线性 输出器件导电 1/2 周期以上,但小于整个周期,从而解决 B 类的固有交叉失真问题。 50%
C 类 线性 输出器件导电 1/2 周期以下。高度非线性,以及音频输入失真。 70%

效率的定义为输出功率(向负载提供的功率)与输入功率(从电池吸取的功率)的比,用百分比表示。更高的效率意味着以热损耗形式浪费的电池功率更少。为了改善便携式音频设备的电池使用寿命,放大器需要更高的效率。

AB 类(线性)放大器具有固定的电源轨,消耗固定量的电源电流,以获得理想的输出电压。在桥接式负载 (BTL) 状态下,该电源电流等于输出电流。通过负载的电源电流致使所有输出 MOSFET 出现压降。MOSFET 压降增加的这些电流,在放大器中形成较大的功耗,这就是 AB 类放大器效率仅为 50% 的原因。

什么是G类拓朴?

在极高电平条件下,G 类拓扑为一种多电源的 AB 类拓扑变体。G 类拓扑充分利用了典型音频/音乐源都具有极高峰值因数 (10-20dB) 的这一有利条件。这就意味着峰值音频信号高于平均音频信号 (RMS)。大多数时候,音频信号都处在较低的幅值,极少时间会表现出更高的峰值。

新型 G 类拓扑使用自适应降压转换器,以产生随音频信号移动的电源电压。它为大多数平均音频信号产生有充足余量的低电源电压,并切换至高电源电压来适应偶发的峰值 电压。由于电源的自适应特性,高峰值因数的典型音乐/音频源的功耗得到极大降低。这样便带来更低的电池电流消耗,从而获得比 AB 类构架更高的效率。

这种电源电压为自适应型。它在高音量音频信号时升高,从而防止大峰值电压失真,同时在小音频峰值时下降来降低功耗。

G类拓朴工作原理

图2描述了 G 类放大器的运行情况,其在低音频电压峰值时的电源电压为 1.3V,并在高峰值时自适应升高至 1.8V。我们使用一个降压 DC/DC 转换器来产生这些低电源轨(请参见图3)。

G 类放大器使用自适应电源轨,并利用一个内置降压转换器来产生耳机放大器正电源电压 (HPVDD)。充电泵对 HPVDD 进行反相,并产生放大器负电源电压 (HPVSS)。这样便让耳机放大器输出可以集中于 0V。音频信号幅值较低时,降压转换器产生一个低 HPVDD 电压 (HPVDDL)(请参见图2)。这样便在播放低噪声、高保真音频的同时最小化了 G 类放大器的功耗。

如果由于高音量音乐或者瞬态峰值音频幅值增加,则降压转换器产生一个高 HPVDD 电压 (HPVDDH)。HPVDD 上升速率快于音频峰值上升时间。这样便可防止音频失真或削波。音频质量和噪声层不受 HPVDD 的影响。这种自适应 HPVDD 在避免削波和失真的同时最小化了电源电流。由于正常的听力水平在200mVRMS以下,因此 HPVDD 最常位于其最低电压 HPVDDL。所以,相比传统的 AB 类耳机放大器,G 类放大器拥有更高的效率。

责任编辑:haq

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 放大器
    +关注

    关注

    143

    文章

    13525

    浏览量

    212866
  • 音频
    +关注

    关注

    29

    文章

    2828

    浏览量

    81170
  • 模拟
    +关注

    关注

    7

    文章

    1420

    浏览量

    83870
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    PurePath数字音频放大器的PSRR

    电子发烧友网站提供《PurePath数字音频放大器的PSRR.pdf》资料免费下载
    发表于 09-30 14:08 0次下载
    PurePath数字<b class='flag-5'>音频放大器</b>的PSRR

    什么是双模音频放大器

    什么是双模音频放大器
    发表于 09-18 07:00

    国产音频放大器工作原理以及应用领域

    音频放大器是多媒体产品的重要组件之一,广泛应用于消费类电子领域。线性音频功放因失真小、音质好,在传统的音频放大器市场上一直占主导地位。
    的头像 发表于 06-26 09:14 491次阅读
    国产<b class='flag-5'>音频放大器</b>工作原理以及应用领域

    深入解析音频放大器:其在音响系统中的重要作用

    在当下,随着科技的飞速发展,智能家居已成为现代生活的一部分。从智能照明到智能安防,再到智能家电,它们已经渗透到我们的生活中,给我们带来了便利和舒适。然而在智能家居系统中,音频放大器是其中重要的一环
    的头像 发表于 06-17 16:49 384次阅读

    音频放大器结构和工作原理

    音频放大器,作为音响系统中的重要组成部分,承担着将音频信号放大并传递给扬声器的重要任务。其结构复杂,工作原理独特,对音质的影响至关重要。本文将详细探讨
    的头像 发表于 05-31 18:04 4668次阅读

    音频放大器怎么判断好坏

    音频放大器的好坏直接影响到音质的表现和音响系统的稳定性。下面将从多个方面详细介绍如何判断音频放大器的好坏,并通过具体的数字和信息进行说明。本文旨在提供一套全面且深入的判断方法,以便读者能够更好地选择和使用音频放大器
    的头像 发表于 05-31 18:03 3541次阅读

    音频放大器的概念、类型及主要参数

    音频放大器,作为音响系统中不可或缺的核心部件,承担着将音频信号放大并驱动扬声器发声的重要任务。在现代电子设备和音频系统中,音频放大器的应用极
    的头像 发表于 05-12 18:12 2836次阅读

    音频放大器电路图分享

    音频放大器是一种电子设备,用于放大音频信号的功率,以便驱动扬声器或其他音频输出设备,从而产生更清晰、更响亮的声音。音频放大器通常将微弱的
    的头像 发表于 02-12 17:09 3101次阅读
    <b class='flag-5'>音频放大器</b>电路图分享

    立体声音频放大器电路图分享

    立体声音频放大器是一种专门设计用于处理立体声音频信号的放大器。它通常具有两个独立的放大通道,分别用于处理左声道和右声道的音频信号。立体声
    的头像 发表于 02-06 14:45 2418次阅读
    立体声<b class='flag-5'>音频放大器</b>电路图分享

    迷你音频放大器电路图分享

    迷你音频放大器是一种用于增强信号强度的紧凑型音频设备。该放大器通过增强音量和清晰度来改善声音信号,带来身临其境的聆听体验。这些放大器非常适合在狭小空间内使用的便携式
    的头像 发表于 02-06 14:13 2233次阅读
    迷你<b class='flag-5'>音频放大器</b>电路图分享

    典型音频放大器电路图分享

    音频放大器是一种电子设备,用于接收音频信号并将其放大,以便驱动扬声器或其他音频输出设备。音频放大器的工作原理是将微弱的
    的头像 发表于 01-15 17:14 6914次阅读
    <b class='flag-5'>典型</b><b class='flag-5'>音频放大器</b>电路图分享

    音频放大器电路图分享

    音频放大器是一种电子设备,用于放大音频信号,以便在扬声器或其他音频设备中播放。音频放大器通常用于音响系统、电视机、收音机等多媒体设备中。
    的头像 发表于 01-08 16:26 1738次阅读
    <b class='flag-5'>音频放大器</b>电路图分享

    常见音频放大器电路图讲解

    音频放大器是一种电子设备,用于将微弱的音频信号放大,以便驱动扬声器或其他声音输出设备产生声音。它是音响系统中的重要组成部分,通常由前置放大器和功率
    的头像 发表于 01-05 16:54 5078次阅读
    常见<b class='flag-5'>音频放大器</b>电路图讲解

    测量开关方式音频放大器的方法

    电子发烧友网站提供《测量开关方式音频放大器的方法.pdf》资料免费下载
    发表于 12-25 10:13 0次下载

    车载音频放大器如何生成电池输出电压

    电子发烧友网站提供《车载音频放大器如何生成电池输出电压.doc》资料免费下载
    发表于 11-15 10:44 0次下载
    车载<b class='flag-5'>音频放大器</b>如何生成电池输出电压