基于IRS2093M的4通道D类音频放大器解决方案设计

测量的性能

我们在正弦信号频率为1kHz、1Vrms及4Ω负载阻抗的情况下，测量每个通道的效率、总谐波失真加噪声(THD+N)和EMI性能。另外，我们为由图2展示的4通道D类音效放大器设计进行测量，显示其一流的隔离和串音性能。相关电路版的电源电压有±35V，自振频率则为400kHz。

如图3所示，在4Ω负载、功率输出为低于50W至120W的情况下，每通道的效率约为90%。对高通道效率作出贡献的主要因素包括产生低通态和开关耗损的DirectFET MOSFET IRF6665。同时，因为集成式驱动器提供了安全死区时间，所以设计没有出现交叉导通。

图3：在4Ω负载下，功率输出从低于50W输出提高到120W，测量的效率曲线显示每条通道的效率约为90%。

如此高的功效使这款4通道设计能够处理八分之一的持续额定功率，也就是一般安全所需的正常工作环境，而无需使用任何额外的散热片或强制空气冷却。

同样地，针对失真进行的测试显示，在广泛的输出功率范围内，每条通道的THD+N性能都是一样的。如图4所示，当每条通道低于50W时THD+N便会小于0.01%，并会随着输出功率上升而增加。例如，当每条通道的输出为100W左右，失真程度便会上升到0.02%。这种性能在整个20Hz到20kHz的音频范围内都会保持一致，即使输出功率由每通道10W增加到50W(4Ω负载下)也不会改变。如图5所示，每个通道的基噪在整个音频范围内都维持在-80dBv以下。噪声是在无信号输入和400kHz的自振频率下测量。

图4：当每个通道低于50W时，总谐波失真加噪声(THD+N)便会少于0.01%，并会随着输出功率上升而开始增加。

为通道隔离进行的类似测试表明，在每条通道的输出功率为60W的情况下，通道1和3，以及通道1和4之间的串音在整个音频范围内都优于-70dB。

同时，该设计在1kHz信号频率下提供-68dB的良好电源抑制比(PSRR)。高PSRR源自驱动器的自振频率。从而使得4通道D类放大器即使使用非稳压电源，也能够提供卓越的性能。

图5：当无信号输入时，每条通道的基噪在整个音频范围内都保持低于-80dBv。

本文小结

采用IRS2093M集成式驱动器的4通道D类音频放大器解决方案，其效率、THD+N和EMI性能都可与单通道设计匹敌。此外，在整个可听范围内，基噪维持在-80dBv以下。同时，通道之间拥有出色的隔离来保持互调失真(IMD)处于最低水平，以提供理想的音效性能。随着高效率免除了对散热片的需要，集成式音频驱动器成功以减少一半的占位面积实现了4通道D类音频放大器解决方案。