當(dāng)T臺(tái)上的不規(guī)則圖形備受贊揚(yáng)，引領(lǐng)時(shí)尚潮流的時(shí)候，對(duì)稱的精妙之美正在推動(dòng)著科技的進(jìn)步。如同鳥瞰故宮才能體會(huì)對(duì)稱之美，在享受耳機(jī)所帶來(lái)的震撼音效時(shí)，我們才能體會(huì)到音頻運(yùn)放布局的對(duì)稱美。
長(zhǎng)時(shí)間工作的電子器件都會(huì)面臨散熱的問題，傳統(tǒng)音頻運(yùn)放布局通常左右兩邊是不對(duì)稱的，所以，工程師們通常為左右不同的散熱方式而大傷腦筋。如下圖所示，傳統(tǒng)的運(yùn)放布局的兩雙路運(yùn)放設(shè)計(jì)是一個(gè)運(yùn)放朝左，一個(gè)運(yùn)放朝右，而且芯片內(nèi)部不是對(duì)稱放置。這樣當(dāng)工作芯片發(fā)熱時(shí)，它的熱不是對(duì)稱著熱的，在音頻界如果器件不對(duì)稱發(fā)熱會(huì)使器件產(chǎn)生失真。
如何既要保證整體功耗低，又要保證器件能夠在正常工作時(shí)避免“發(fā)燒”吶?TI的一眾音頻發(fā)燒友們打造 OPA1622音頻運(yùn)算放大器，采用新的運(yùn)放布局及引腳，對(duì)稱的內(nèi)部布局消除了由于器件不對(duì)稱發(fā)熱引起的失真，優(yōu)化了印刷電路板的布局，解決了由于運(yùn)放布局不對(duì)稱產(chǎn)生的散熱不均衡的問題。
如上圖所示，傳統(tǒng)的運(yùn)放由于不對(duì)稱發(fā)熱引起的失真會(huì)體現(xiàn)在這部分低頻時(shí)，就會(huì)有很大的THD+N的值。這部分對(duì)于真正愛好音頻和追求極致音質(zhì)的人來(lái)說(shuō)這是絕對(duì)不能接受的，因?yàn)樗麜?huì)聽到諧波一直發(fā)聲。OPA1622特別的設(shè)計(jì)使得兩個(gè)運(yùn)放在內(nèi)部就被設(shè)置好了，當(dāng)發(fā)熱時(shí)這個(gè)影響就會(huì)被消除掉。
OPA1622的布局是差分放大器的布局，外面把電阻、電容都接好了，可以看到所有的器件拜訪都是對(duì)稱式的，而且也不用繞來(lái)繞去，就接在反饋回路上，這樣的干凈、簡(jiǎn)潔又非常清楚的TCP的布局對(duì)工程師來(lái)說(shuō)很方便而且也可以消除內(nèi)部的寄生現(xiàn)象。
當(dāng)你戴著耳機(jī)，把運(yùn)放關(guān)閉和開啟時(shí)你是否會(huì)聽到短暫的不相關(guān)聲音?這種現(xiàn)象是由于電頻不一樣而產(chǎn)生的瞬變。這就是音頻運(yùn)算放大器中的爆破音，如果你真的認(rèn)真研究過爆破音，百度上一堆經(jīng)驗(yàn)告訴你如何降低爆破音對(duì)音頻信號(hào)的影響。TI OPA1622音頻運(yùn)算放大器之所以可以消除音頻中的爆破音，它的使能Pin腳功不可沒，就可以使OPA1622在低功耗或者正常水平時(shí)操作。這個(gè)特別的Pin腳(GND)，它和芯片內(nèi)部的補(bǔ)償電容直接相連，使得電源抑制比大大提高。電源抑制比是指產(chǎn)品功放對(duì)電源帶進(jìn)來(lái)的噪聲或不想要的信號(hào)的能力。在高頻音頻信號(hào)中，不需要的信號(hào)隨著音頻放大器的工作也正在增大，從而需要更多的能耗來(lái)抑制住不被需要的信號(hào)�！暗凸臅r(shí)也就是它的功耗少于5mA的這時(shí)候，它基本是完全關(guān)閉的”周穎表示，“由于它內(nèi)部有個(gè)特別的設(shè)計(jì)，當(dāng)運(yùn)放通過使能端開啟或關(guān)閉時(shí)是聽不到爆破音的，一般也沒有耳機(jī)擁有這種運(yùn)放功能�！�
(TI高精度運(yùn)算放大器產(chǎn)品線 市場(chǎng)工程師周穎)
現(xiàn)在市場(chǎng)上的便攜式耳機(jī)樣式繁多，有人獨(dú)愛入耳式的小巧玲瓏，也有人偏愛頭戴式的極致音質(zhì)。根據(jù)耳機(jī)的不同種類，驅(qū)動(dòng)負(fù)載也有所不同，它所需要的驅(qū)動(dòng)電流或輸出功率要求也是不一樣。600歐姆就會(huì)比30歐姆更難驅(qū)動(dòng)，因?yàn)樗枰桓鼜?qiáng)的電流來(lái)驅(qū)動(dòng)。很多運(yùn)放的輸出級(jí)是不需要做這樣專門設(shè)計(jì)的，就不會(huì)考慮到這一點(diǎn)，一旦所需的驅(qū)動(dòng)能力越拉越長(zhǎng)之后，這種普通運(yùn)放，就會(huì)出現(xiàn)非線性，非線性最終體現(xiàn)在THD+N里，從而就會(huì)有各種各樣的諧波，導(dǎo)致你的THD+N值不理想。
一般，耳機(jī)在高頻環(huán)境下是容性的阻抗，可以大到300pF，一般的音頻設(shè)計(jì)師為了能夠保證電路穩(wěn)定，在運(yùn)放輸出端和耳機(jī)之間會(huì)加個(gè)電阻，這個(gè)電阻可以使穩(wěn)定性提高，但這個(gè)電阻會(huì)使耳機(jī)的音質(zhì)受到影響。對(duì)此，OPA1622提高了驅(qū)動(dòng)容性負(fù)載能力，強(qiáng)到大于600pF。耳機(jī)一般容性負(fù)載是300pF，所以，OPA1622這樣的驅(qū)動(dòng)能力已經(jīng)可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足用戶驅(qū)動(dòng)各式各樣耳機(jī)的需求，并且中間并不需要驅(qū)動(dòng)電阻來(lái)保持電源穩(wěn)定性�？此苾H僅是少了一個(gè)電阻，但在卻對(duì)音質(zhì)產(chǎn)生了巨大的影響。
一枚小小的引腳改變，一次運(yùn)放布局的調(diào)整，看似那么簡(jiǎn)單的過程，卻從此讓音質(zhì)發(fā)生了巨大的改變。 |
