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

提高Class D放大器音频性能的高保真系统解决方案

电子设计 来源:郭婷 作者:电子设计 2019-08-08 08:01 次阅读

随着汽车音频系统越来越复杂,客户需要更加丰富的声音,音频组件必须能够处理更多信道和更高功率。在音频放大应用中,模拟AB类放大是针对应用的常用技术,AB类放大器也一直广泛应用于音频行业。相比而言,D类放大技术采用了脉宽调制(PWM)技术,可以将功率效率从AB类放大器的50%提高到90%以上。这样就可以减少发热,在更小的空间内支持更多声道和更高功率,所以业界慢慢开始向D类放大技术过渡。 但是由于汽车环境要求苛刻,对安全、诊断、工作温度范围和高可靠性等都有很多限制,Class D技术的应用自然也有很多技术障碍,例如电磁干扰(EMI)和电源噪声等。飞思卡尔半导体公司的Symphony Class D放大器提供了一种高保真系统解决方案,采用创新的数字反馈技术,大大提高了Class D放大器的音频性能。

Symphony D类解决方案

Class D数字放大器解决方案包括Symphony FSA95601数字放大控制器芯片和MC33851输出功率级芯片。数字放大器控制器FSA95601是高性能6声道D类数字放大控制器,可以处理6个声道的脉冲码调变(PCM)数字音效输入,并产 生相应的PWM输出,以便驱动外部的功率后级。输出功率级MC33851具有双声道集成H桥式功率级和先进的诊断及保护功能,适用于每个声道需要50~100W(桥接)功率的应用。Symphony解决方案同时也可以接受来自DSP直接输入的数字信号,这样便不需要为每个声道准备数字/模拟转换器。如此一来,由于中间少了不必要的转换层级,音质自然可以得到显著的改善,成本也可随着零部件数目的减少而下降。

提高Class D放大器音频性能的高保真系统解决方案

图1 数字放大器控制器和输出功率级

如图1所示,FSA95601控制器对多声道脉冲编码调制(PCM)输入进行异步采样率转换和上采样,然后通过先进的信号处理技术(包括自然取样和噪声整型)将它们转换成高频率PWM信号。PWM信号然后与反馈调节相结合,纠正功率级或电源噪声的非理想状态引起的错误。然后,经过校正的PWM信号通过嵌入式H型桥转换,由MC33851功率级放大到电源电压水平。最终经过放大的方波通过LC滤波器产生正弦音频信号,最后连接到扬声器。

FSA95601具有高性能数字信号反馈技术,可纠正功率级非理想状态并抑制电源噪声,同时保持出色的音频性能。FSA95601有6个声道,每个声道都能驱动外部半桥或H型桥功率级;失真度低,在20Hz~20kHz频率范围内,采用1kHz、-3dB FS(12W)输入、14.4V电源、4Ω负载情况下,THD《0.01%;动态噪声范围》100dB;芯片异步采样率转换器(ASRC)支持32~192kHz的PCM输入;具有I2C或SPI从模式控制端口,提供4个I2C地址;串行音频接口(SAI)支持I2S、TDM和其他常见音频格式,支持192kHz的输入。

FSA95601用于需要更高功率的离散功率级设计,可支持直接连接到H型桥式功率级拓扑,通过调节死时间来确保功率晶体管之间不会出现传导重叠。反馈回路延迟补偿可以根据功率级布板和器件延迟来设置。

MC33851双通道H桥接功率后级非常适用于汽车音像系统和恶劣环境,使用14.4V汽车电池直接供电,以2Ω的负载提供额定输出功率,工作电源电压高达24V;2个50W的功率H型桥,输出可以桥接到100W;短路保护输出、低电压、过电压和过热关闭;较低的信道导通电阻;先进的开启/关闭音响按键及杂音抑制电路;8个I2C地址。

提高Class D放大器音频性能的高保真系统解决方案

Symphony D类的解决方案

使用D类放大器,就必须解决电磁干扰(EMI)和电源噪声问题。制造商必须使EMI辐射达到规定指标,并确保辐射不会干扰AM/FM信号接收。另外,在汽车中,通常由于环境条件限制(如引擎噪声)或选择了低成本电源组件,电源条件一般不太理想。

解决电磁干扰

Symphony D类数字放大器采用实时数字反馈技术来实现电源噪声抑制。D类放大器使用快速开关装置来提高功率效率,这使得进行低EMI系统设计变得越来越富挑战性,因为低EMI可能会干扰AM/FM收音机等设备。Symphony D类放大器采用多种方法,以克服与开关放大器技术相关的潜在EMI问题。H桥功率级设备采用可编程转换速率控制,其中输出开关速度可由用户进行调节。如果与FSA95601一起使用,MC33851 H桥功率级转换速率控制电路将降低EMI,而不会影响音频质量。内置在Symphony D类控制器中的其他EMI降低功能包括6个PWM信道的可编程开关定相,多个控制器可对它们的定相进行同步,以降低带有6个声道的系统中的EMI。软件控制了主PWM的频率,从而克服了那些能在载波抑制模式下运行的AM波段干扰,其中脉冲重复频率及其奇次谐波在整个负载(扬声器)中也用差分处理的方法消除了。这样,设计人员可以充分利用D类放大器在功率效率方面的大幅改进,及其节省成本的优势,同时实现良好的音频质量。


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

    13589

    浏览量

    213420
  • 半导体
    +关注

    关注

    334

    文章

    27335

    浏览量

    218368
  • 电池
    +关注

    关注

    84

    文章

    10567

    浏览量

    129573
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    高保真手机音频还原方案

    尤其敏感)等设计限制 下完成。下面是对以上一些因素的研究和解决方案,希望对工程师、开发者有所帮助:高分辨率音频放大器引入引起的噪声不管手机使用的网络是GSM 还是TDMA,RF 发送器的开关动作都会
    发表于 11-08 22:44

    高保真音频功率放大器

    高保真音频功率放大器
    发表于 08-20 22:07

    跪求multisim制作的高保真音频放大器原理图及理论分析

    {:28:}跪求multisim制作的高保真音频放大器原理图及理论分析
    发表于 05-05 20:12

    高保真175W D音频放大器数字输入系统

    描述 此设计使用高度灵活的 PCM5242 差动输出 DAC 将极高性能的模拟输入 TPA3251D2 D放大器转变为具有音频处理功能的
    发表于 12-28 11:46

    高保真HiFi音频功率放大器TDA2040电子资料

    概述:TDA2040是一款20W高保真Hi-Fi音频音频AB类放大器,THD=0.5%。TDA2040提供高输出电流和具有非常低的谐波和交叉扭曲。同时还具备短路保护
    发表于 04-08 06:09

    50W高保真功率放大器电路

    50W高保真功率放大器电路 图3是50W高保真功率放大器,采用LM3886音频功放集
    发表于 09-17 15:47 2774次阅读
    50W<b class='flag-5'>高保真</b>功率<b class='flag-5'>放大器</b>电路

    分立式高保真音频解决方案满足高端系统需求

    分立式高保真音频解决方案满足高端系统需求 在音频领域,高端消费电子产品、专业音响对音频放大器
    发表于 01-04 11:52 805次阅读
    分立式<b class='flag-5'>高保真</b><b class='flag-5'>音频</b><b class='flag-5'>解决方案</b>满足高端<b class='flag-5'>系统</b>需求

    简洁精致的30W高保真放大器

    简洁精致的30W高保真放大器-简洁精致的30W高保真放大器
    发表于 03-10 17:43 36次下载

    高保真声频放大器最低性能要求

    本文详细介绍了高保真声频放大器最低性能的标准及要求。
    发表于 11-10 16:28 5次下载

    LME49724高性能高保真、全差分音频运算放大器

    LME497是一种超低失真,低噪声,高摆率全差分运算放大器优化和完全指定的高性能高保真应用。
    发表于 05-16 15:52 16次下载
    LME49724高<b class='flag-5'>性能</b>、<b class='flag-5'>高保真</b>、全差分<b class='flag-5'>音频</b>运算<b class='flag-5'>放大器</b>

    LME49743 四高性能高保真音频运算放大器

    LME49743是一个低失真,低噪声,高摆率运算放大器优化和完全指定的高性能高保真应用。
    发表于 05-17 09:38 7次下载
    LME49743 四高<b class='flag-5'>性能</b><b class='flag-5'>高保真</b><b class='flag-5'>音频</b>运算<b class='flag-5'>放大器</b>

    LME49725 PowerWise®双高性能高保真音频运算放大器

    PowerWise 的一部分功率有效的解决方案,LME49725只消耗每个放大器的电源电流3.0μA,同时为高性能高保真应用提供优越的性能
    发表于 05-17 10:44 12次下载
    LME49725 PowerWise®双高<b class='flag-5'>性能</b>,<b class='flag-5'>高保真</b><b class='flag-5'>音频</b>运算<b class='flag-5'>放大器</b>

    ZXCD1000高保真D音频放大器的数据手册

    ZXCD1000在高效高性能D类开关音频放大器解决方案的核心提供完整的控制和调制功能。ZXCD1000结合Zetex HDMOS MOSFET器件,提供了一个具有
    发表于 12-28 08:00 22次下载
    ZXCD1000<b class='flag-5'>高保真</b><b class='flag-5'>D</b>类<b class='flag-5'>音频放大器</b>的数据手册

    UG-1097:评估SSM6322高保真音频放大器

    UG-1097:评估SSM6322高保真音频放大器
    发表于 05-13 10:28 3次下载
    UG-1097:评估SSM6322<b class='flag-5'>高保真</b><b class='flag-5'>音频放大器</b>

    LME49743四路高性能高保真音频运算放大器数据表

    电子发烧友网站提供《LME49743四路高性能高保真音频运算放大器数据表.pdf》资料免费下载
    发表于 06-19 11:00 0次下载
    LME49743四路高<b class='flag-5'>性能</b>、<b class='flag-5'>高保真</b><b class='flag-5'>音频</b>运算<b class='flag-5'>放大器</b>数据表