在使用D類放大器的音頻系統(tǒng)中,有哪些重要因素影響其總體成本? 我們?cè)鯓硬拍軐⒊杀緶p至最低?
D類放大器的有源器件是開關(guān)輸出級(jí)和調(diào)制器。構(gòu)成該電路的成本大致與模擬線性放大器相同。真正需要考慮的折衷是系統(tǒng)的其它元器件。
D類放大器的低功耗節(jié)省了散熱裝置的成本(以及PCB面積),例如,散熱片或風(fēng)扇。D類集成電路放大器可采用比模擬線性放大器尺寸小和成本低的封裝。當(dāng)驅(qū)動(dòng)數(shù)字音頻源時(shí),模擬線性放大器需要數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)將音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。對(duì)于處理模擬輸入的D類放大器也需如此轉(zhuǎn)換,但對(duì)于數(shù)字輸入的D類放大器有效地集成了DAC功能。
另一方面,D類放大器的主要成本缺點(diǎn)是LC濾波器。LC濾波器的元器件,尤其是電感器,占用PCB面積并且增加成本。在大功率放大器中,D類放大器的總體系統(tǒng)成本仍具有競(jìng)爭(zhēng)力,因?yàn)樵谏嵫b置節(jié)省的大量成本可以抵消LC濾波器的成本。但是在低成本、低功耗應(yīng)用中,電感器的成本很高。在極個(gè)別情況下,例如,用于蜂窩電話的低成本放大器,放大器IC的成本可能比LC濾波器的總成本還要低。即使是忽略成本方面的考慮,LC濾波器占用的PCB面積也是小型應(yīng)用中的一個(gè)問(wèn)題。
為了滿足這些考慮,有時(shí)會(huì)完全取消LC濾波器,以采用無(wú)濾波放大器設(shè)計(jì)。這樣可節(jié)省成本和PCB面積,雖然失去了低通濾波器的好處。如果沒(méi)有濾波器,EMI和高頻功耗的增加將會(huì)不可接受,除非揚(yáng)聲器采用電感式并且非常靠近放大器,電流環(huán)路面積最小,而且功率水平保持很低。盡管這種設(shè)計(jì)在便攜式應(yīng)用中經(jīng)常采用,例如,蜂窩電話,但不適合大功率系統(tǒng),例如,家庭音響。
另一種方法是將每個(gè)音頻通道所需要的LC濾波器元器件數(shù)減至最少。這可以通過(guò)使用單端半橋輸出級(jí)實(shí)現(xiàn),它需要的電感器和電容器數(shù)量是差分全橋電路的一半。但如果半橋輸出級(jí)需要雙極性電源,那么與產(chǎn)生負(fù)電源相關(guān)的成本可能就會(huì)過(guò)高,除非負(fù)電源已經(jīng)有一些其它目的,或放大器有足夠多的音頻通道,以分?jǐn)傌?fù)電源成本。另外,半橋也可從單電源供電,但這樣會(huì)降低輸出功率并且經(jīng)常需要使用一個(gè)大的隔直流電容器。 |