H类功放如何实现高音质和低功耗 在传统的高保真系统中,音频放大器技术规格总是强调音质的好坏,对功率损耗的程度却很少考虑。然而,随着音频行业便携式高保真领域的增长,传统放大器器件的缺点,特别是它的低效率,已成为当前亟需解决的问题。 传统上,音频播放设备采用所谓的AB类放大器,此类放大器失真小,从而产生较高的音质。然而,AB类放大器的运行方式解释了其效率低的原因:放大器内部电压会随着输出电压降低而降低。放大器的晶体管会消耗过多的电力,因此,随着输出扬声器功率的下降,系统的效率便会降低。 对于电源供电的高保真设备来说,这不是太大的问题;但对于电池供电的音频设备,如手机和MP3播放器而言,这是一个相当大的困扰,因为音频放大器的耗电量在整个系统中占有相当大的比例。以MP3播放器为例,音频放大器的耗电量占整体耗电量的比例高达80%。 因此,音频设备设计师一直在寻找能够强化AB类拓扑的方法。本文要探讨的问题在于,通过使用G类或H类等新技术所达到的省电效果是否值得?如果系统设计师采用了G类或H类放大器,那么采用G类或H类这两种方法所带来的功耗方面的差异,是否大到足以影响整体功率预算? 便携式音频设备的系统要求 手持设备使用的音频放大器通常会驱动一个16?或32?的阻抗,这两种阻抗往往会消耗设备的大部分功率预算。这意味着任何有关功率放大器效率的改善,都能显著提升整个设备的效率及电池使用时间。 如同我们看到的,影响传统音频放大器效率最重要的参数是峰值输出功率。这主要由设备使用的耳机类型决定:相对于头戴式耳机,耳塞式的峰值功率要求较低,不过两个声道的典型输出功率值范围为各4mW,总功率可高达2×30mW。 对32? 阻抗的耳机扬声器而言,若输出功率为30mW,则需要±1.38Vpk的放大器输出摆幅。这个应用的放大器级将需要100-200mV的额外电压空间。因此,耳机放大器的电源电压将是2×1.5V = 3.0V 为避免使用对应用而言太大的输出DC退耦电容器,一般会使用电荷泵来产生耳机放大器所需的负电源轨,使音频输出运行于电池接地点附近。这种配置便是"真接地"耳机放大器。它使用1.5V正电源;-1.5V电源轨则来自电荷泵。 H类功放如何实现高音质和低功耗 |